Виды изнашивания

ФИЗИЧЕСКОЕ СТАРЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ

Помимо сил трения, существенное влияние на изменение технического состояния автомобиля оказывают усталость и коррозия, которые являются как самостоятельными процессами старения, так и составляющими при изнашивании.

Усталость — это процесс разрушения детали под действием многократно повторяющихся знакопеременных нагрузок, причем, чем больше они превышают предел выносливости материала детали, тем интенсивнее идет процесс. При этом большая часть разрушений связана с образованием усталостных трещин.

Коррозия — процесс разрушения материалов вследствие физико-химического взаимодействия с внешней средой, поэтому коррозионные поражения металлов и начинаются с поверхности.

Различают три основных вида изнашивания: механическое, молекулярно-механическое и коррозионно-механическое.

Механическое изнашивание подразделяется на три вида: абразивное; вследствие пластических деформаций; при хрупком разрушении.

Абразивное изнашивание возникает в результате режущего или царапающего действия твердых частиц, находящихся между поверхностями трения. При этом абразивными частицами являются не только частицы кварца и других соединений, попадающие в узлы трения снаружи, но и частицы продуктов износа деталей и нагара, образующиеся внутри агрегатов автомобиля. Причем, когда твердые частицы взвешены в жидкости (масле), такое изнашивание называется гидроабразивным.

Изнашивание вследствие пластических деформаций заключается в перемещении поверхностных слоев детали в направлении скольжения под действием значительных нагрузок и ведет к изменению размеров и форм без потери массы детали (например, деформирование круглых деталей с образованием эллипсообразной формы).

Изнашивание при хрупком разрушении происходит, когда поверхностный слой металла одной из сопряженных деталей под действием сил трения, пластической деформации и больших знакопеременных нагрузок, приводящих к наклепу, уплотняется истановится чрезвычайно хрупким, что приводит к его разрушению путем выкрашивания отдельных частиц.

Молекулярно-механическое изнашивание вызывается молекулярным взаимодействием между тесно сближенными поверхностями металлов, которое приводит к прочному «схватыванию» и «сращиванию» их в местах контакта, т. е. происходит общеизвестный процесс диффузии.

Коррозионно-механическое изнашивание — сочетание коррозии и механического изнашивания, описанного выше.

Закономерность изнашивания сопряженных деталей. Чтобы лучше понять закономерность изнашивания сопряженных деталей в зависимости от времени работы или от пробега автомобиля рассмотрим идеализированный график износа сопряженных деталей, например, шатунной или коренной шейки коленчатого вала и вкладышей подшипника (рис. 1.2).

Рис.1.2. График износа сопряженных деталей: А – зона приработки; Б – зона нормальной работы; В – зона прогрессирующего износа и аварийных поломок; S_н – нормальный (заводской) зазор, необходимый для образования масляного клина; S_пр – предельно допустимый зазор.

Для удобства рассмотрения и анализа состояния узла трения по времени работы к обычному графику износа детали (в данном случае шейки вала) снизу пристроим зеркальное изображение графика износа подшипника (в данном случав вкладышей подшипника), определим точки резкого изменения характера процесса изнашивания на обоих графиках, проведем через них вертикальные линии и получим три характерные зоны (области). В зоне А наблюдается резкий подъем кривых нарастания износа. Это связано с прирабо´ткой деталей. В этот период работы большое количество микронеровностей деталей как бы сошлифовываются. При этом продукты износа в большом количестве попадают в масло, постоянно, загрязняя его. Именно поэтому в период обработки предусмотрена замена масла через короткий период (3000—4000 км). Зону А принято называть зоной приработки.

Зона Б характеризуется более плавным нарастанием износа. Наклон кривых износа незначителен, что соответствует периоду нормальной работы, и называется областью допустимых износов. Следует сказать, что сопряженные детали ввиду конструктивных особенностей, специфических свойств материалов, из которых они изготовлены и т. д. имеют различную интенсивность изнашивания и соответственно форму кривых износа. Например, вкладыши коренных и шатунных подшипников, изготовленные из более мягкого, пористого материала, изнашиваются гораздо быстрее, чем шейки валов. Именно поэтому рекомендуется заменять вкладыши на пробеге в 70—80 тыс. км. Это позволяет значительно продлить срок дорогостоящих валов без ремонта.

Конечные участки кривых характеризуют резкое нарастание износов и представляют собой зону прогрессирующего износа. В результате значительного увеличения зазоров между сопряженными деталями ухудшаются условия смазки (неустойчивый масляный клин), увеличиваются ударные нагрузки (сопровождаемые повышенным шумом при работе), резко увеличивается изнашивание деталей, а иногда это приводит к аварийным поломкам. Поэтому зону В называют иногда зоной аварийных поломок.

Дата добавления: 2014-01-07