Виды изнашивания

По ГОСТ 27674-88 различают следующие виды изнашивания: механическое, коррозионно-механическое и электроэрозионное (изнашивание при действии электрического тока).

К механическому изнашиванию относят абразивное, гидроабразивное, газоабразивное, эрозионное, кавитационное, усталостное, изнашивание при фреттинге и изнашивание при заедании.

Абразивное изнашивание материала происходит в результате режущего или царапающего действия твердых тел и (или) абра­зивных частиц. Эти частицы попадают между контактирующими поверхностями со смазочным материалом или из воздуха, а также могут появиться в результате развития других видов

изнашива­ния (схватывания, выкрашивания, окисления). Абразивное изна­шивание может иметь место с преобладанием процессов окисления (окисление и последующее разрушение оксидных пленок) и с преобладанием механического разрушения (внедрения абразивных частиц) и разрушения поверхности. При окислительной форме абразивного изнашивания коэффициент трения 0,05…0,30 и толщина разрушающегося слоя до 0,1 мм. Абразивное изнашивание является типичным для многих деталей горных, буровых, строи­тельных, дорожных, сельскохозяйственных и других машин, ра­ботающих в технологических средах, содержащих абразивные частицы (грунт, разбуриваемые породы и т. д.).

Изнашивание, происходящее в результате воздействия час­тиц, увлекаемых потоком жидкости, называют гидроабразивным изнашиванием. Оно имеет место, например, в мешалках и про­пеллерах реакторов, в колесах и корпусах насосов, в шнеках и т. д.

Если абразивные частицы увлекаются потоком газа (напри­мер, в дымоходах и воздуходувках), то вызываемое ими изнаши­вание называется газоабразивным изнашиванием.

Под кавитационным изнашиванием понимают изнашивание по­верхности при относительном движении твердого тела в жидкости. В условиях кавитации работают гребные винты, гидротурбины, детали машин, подвергающиеся принудительному водяному охлаждению, трубопроводы.

Усталостное изнашивание (контактная усталость) происходит в результате накопления повреждений и разрушений поверх­ности под влиянием циклических контактных нагрузок, вызываю­щих появление «ямок» выкрашивания. Усталостное изнашивание проявляется при трении качения или реже качении с проскальзыванием, когда контакт деталей является сосредоточенным.

Так, контактную усталость можно наблюдать в тяжелонагруженных зубчатых и червячных передачах, подшипниках качения, рельсах и бандажах подвижного состава железнодорожного тран­спорта и т. д.

Изнашивание при фреттинг-коррозии происходит в болтовых и заклепочных соединениях, посадочных поверхностях подшип­ников качения, шестерен, муфт и других деталей, находящихся в подвижном контакте.

Достаточны для образования фреттинг-коррозии даже весьма малые относительные перемещения с амп­литудой 0,025 мкм.

Причиной изнашивания является непрерывное разрушение защитной оксидной пленки в точках подвижного контакта. Коэф­фициент трения 0,1…1,0.

Изнашивание при заедании, при котором имеет место задир, что, приводит к катастрофическим видам износа. При этом про­исходит разрушение поверхности, и трущиеся детали выходят из строя.

Различают схватывание I рода (холодный задир) и II рода (горячий задир). Холодный задир происходит при трении с не­большими скоростями относительного перемещения (до 0,5…0,6 м/с) и удельными нагрузками, превышающими s_т, при от­сутствии смазочного материала и защитной пленки оксидов. Го­рячий задир, наоборот, имеет место при трении скольжения с большими скоростями (> 0,6 м/с) и нагрузками, когда в зоне контакта температура резко повышается (до 500…1500 °С). При схватывании I рода коэффициент трения 0,5…4,0 и толщина раз­рушающегося слоя до 3…4 мм, а при схватывании II рода соот­ветственно 0,10…1,0 и до 1,0 мм.

Электроэрозионное изнашивание происходит в результате воз­действия разрядов при прохождении электрического тока.

Допустимые виды изнашивания: окислительное и окислитель­ная форма абразивного изнашивания. Недопустимые разрушения при трении: схватывание I и II рода, фреттинг-процесс, резание и царапание (механическая форма абразивного изнашивания), усталость при качении и другие виды повреждения (коррозия, кавитация, эрозия и др.).

За основу инженерной характеристики изнашивания принята интенсивность линейного изнашивания

J_h = dh/dL_T, (34)

где h - линейный износ,

L_T - путь трения.

Интенсивность изнашивания J_h изменяется от 10^-3 до 10^-13. В зависимости от величины интен­сивности изнашивания введено 10 классов износостойкости от 0 до 9.

По виду контактного взаимодействия поверхностей трения классы 0…5 соответствуют упругому деформированию (J_h = 10^-13…10^-17); классы 6 и 7-упругопластическому деформи­рованию (J_h = 10^-7…10^-5); классы 8…9 -микрорезанию ((J_h = 10^-5…10^-3)). Так, интенсивность изнашивания гильз цилиндра, поршневых колец, шатунных и коренных шеек коленчатых валов составляет 10^-11…10^-12, режущего инструмента - 10^-5…10^-8, зубьев ковшей экскаваторов - 10^-3…10 ^{- 4}.

Классы износостойкости позволяют применять расчетные ме­тоды определения срока службы трущейся пары.

Дата добавления: 2014-01-05