Виды разрушения деталей

Разрушение деталей происходит при их взаимодействии с твердыми, жидкими и газообразными средами.

Виды разрушений: изломы, деформации, изнашивание.

1) Излом – полное разрушение материала детали в результате растяжения, сжатия, изгиба или сложного напряженного состояния. Бывает вязкий, хрупкий и усталостный.

а) Излом вязкий происходит при напряжениях превышающих предел текучести материала. Ему предшествует пластическая деформация металла под влиянием кручения или изгиба, реже – растяжения или сжатия. Излом имеет волокнистое строение со следами сдвига. Вязкое разрушение можно предупредить, если заметить пластическую деформацию. Для предупреждения вязкого разрушения применяют предохранительные муфты, срезные шпильки, ограничивают перегрузки, изготавливают детали из более прочных материалов, применяют термическую обработку, увеличивают жёсткость, уменьшают рабочие напряжения за счет ориентированного наклепа и т.д.

б ) Излом хрупкий происходит в результате мгновенного приложения нагрузки, концентрации напряжений в опасном сечении, хладноломкости материала. Излом протекает без заметных следов пластической деформации и возникает неожиданно. Излом имеет кристаллическое строение. Для повышения сопротивляемости хрупкому излому применяют снижение нагрузок на деталь, установку предохранительных устройств, снижение жёсткости ударов за счет амортизирующих устройств, повышение прочности и пластичности материала детали.

в ) Излом усталостный развивается в наиболее напряженных поверхностных слоях деталей в результате длительного действия переменных по величине и знаку нагрузок. Причиной поломок является усталостная трещина. Излом имеет 2 зоны: усталостного разрушения (мелкозернистая) и мгновенного разрушения (кристаллическая) хрупкого по своим признакам.

2 ) Деформация материала – результат приложения нагрузки циклического характера вызывающей контактные напряжения и остаточную деформацию. Она не разрушает деталь, но нарушает ее нормальную работу.

3 ) Контактная усталость проявляется в виде усталостного выкрашивания рабочей поверхности (питтинга). Часто возникает при трении качения и качения с проскальзыванием. Питтинги вызываются пульсационным контактным напряжением при переменном давлении на поверхности детали.

4 ) Изнашивание – процесс разрушения и отделения материала с поверхности твердого тела при трении с постепенным изменением размеров и формы детали. Износ – результат изнашивания.

Виды изнашивания:

1-механическое – результат механических воздействий;

2 -коррозионно-механическое – результат механического изнашивания, сопровождаемого взаимодействием материала и среды (химическое или электрическое взаимодействие);

3 -абразивное – механическое изнашивание в результате режущего действия твердых абразивных частиц;

4- эрозионное – механическое изнашивание в результате воздействия потока жидкости или газа;

5- гидроабразивное – абразивное изнашивание при воздействии твердых частиц взвешенных и перемещающихся относительно тела в жидкости;

6- усталостное - механическое изнашивание в результате усталостного разрушения или деформировании микрообъемов материала поверхностного слоя;

7- изнашивание при заедании – результат схватывания, глубинного вырывания материала и переноса его на другую поверхность с возникновением неровностей.

8- изнашивание на фреттинге – механическое изнашивание соприкасающихся тел при малых колебательных относительных перемещениях.

Виды износов.

Моральный износ – обусловлен старением оборудования.

Физический износ – связан с продолжительностью и интенсивностью использования оборудования.

Нормальный износ – это физический износ, происходящий в результате нормальной работы оборудования.

Аварийный износ – это физический износ, протекающий в короткое время, вызванный нарушением режимов работы, отсутствием смазки, неправильным ее выбором, некачественным ремонтом, несвоевременной заменой деталей, дефектами деталей, усталостью металла, неправильным монтажом и т.д.

Механический износ возникает под действием сил трения и является следствием одновременного действия процессов истирания, смятия и окисления соприкасающихся поверхностей.

Истирание ( взаимный износ) происходит в результате перемещения одной детали относительно другой вследствие шероховатости их поверхностей. Шероховатость поверхностей воспроизводится за счет действия уплотненной стружки, которая образует риски и канавки. Взаимный износ поверхностей продолжается на протяжении всего срока службы деталей.

Предельный износ – соответствует предельному состоянию изнашивающейся детали (потеря работоспособности).

Допустимый износ – деталь сохраняет работоспособность.

Скорость изнашивания – отношение износа к времени.

Интенсивность изнашивания – отношение износа к пути или объему, выполненной работы.

Скорость изнашивания зависит от: конструктивных факторов (форма, размеры, материал, зазоры, посадки, рациональная система смазки, доступность деталей и узлов для ТО и Р и т.д.); технологических факторов (качество материала, обработка деталей, термическая обработка и т.д.);

эксплуатационных факторов (режим работы, качество ГСМ, горно-геологических условий, климатических условий, качество и своевременность ТОР и др.). Кривая износа сопряжений показана на Рис 1.

Рис. 1 Кривая износа сопряжений

Периоды износа: I-период приработки; II-период нормальной работы; III-период аварийного износа.

Продолжительность периода нормальной работы определяется по формуле

, где

Т-продолжительность периода нормальной работы, ч; -наибольший допустимый и начальный зазоры в сопряжении; tgα-скорость износа сопряжения.

5 ) Виды трения.

Жидкостное – трение поверхностей полностью разделенных слоем смазки.

Полусухое – количество смазки недостаточно. Граничное – толщина слоя смазки всего 1…2 молекулы. Сухое – смазка отсутствует вообще.

Дата добавления: 2014-01-04