Лекция №2: Процессы изнашивания вагонов и их частей, вызывающие потерю работоспособности. Основные причины возникновения дефектов и неисправностей. Основы неразрушающего контроля

Основные понятия теории трения и изнашивания

В процессе эксплуатации вагона появляются различные неисправности, которые приходится устранять при техническом обслуживании или ремонте. Причинами этих неисправностей могут быть процессы естественного происхождения, ошибки при выборе конструкторских или технологических решений, нарушения правил технической эксплуатации вагона.

Неисправности, обусловленные процессами естественного происхождения, проявляются чаще всего в виде значительного изнашивания деталей и сборочных единиц, накапливающегося в результате длительной эксплуатации вагона (постепенный отказ), или в форме внезапных отказов, вызванных исчерпанием конструкционным материалом своего ресурса (старение и явление усталости материала).

Изнашивание – это процесс разрушения или отделения материала с поверхности твердого тела и (или) накопления его остаточных деформаций при трении, проявляющийся в постепенном изменении размеров или формы тела. Изнашивание характеризуется величиной износа, интенсивностью и скоростью изнашивания.

Износ – это результат изнашивания, определяемый в установленных единицах. Величина износа может выражаться единицами длины, массы, объема и др. (соответственно линейный, массовый и объемный износ).

Интенсивность изнашивания определяется отношением величины износа к объему выполненной работы, например, мм/км пробега.

Скорость изнашивания – это отношение величины износа к времени, в течение которого проходило изнашивание.

Рис. 1.13. Графики интенсивности (а) и скорости (б) изнашивания деталей вагонов в зависимости от времени

Процесс изнашивания обычно происходит в три стадии. На первой стадии (участок а) происходит приработка детали, сопровождаемая интенсивным износом. Далее процесс изнашивания стабилизируется (участок б), скорость изнашивания практически постоянная (рис. 1.13,б). Этот участок характеризует нормальную работу узла. Постепенное изменение размеров трущихся деталей, приводящее к ухудшению условий смазывания, появлению динамических нагрузок в соединении и др., вызывает катастрофическое увеличение скорости изнашивания на участке с.

Накопление статистических данных по характеру изнашиваемости различных деталей вагонов позволяет установить допустимые износы деталей (на рис. 1.13 - h_пр) и обоснованно планировать межремонтные циклы (сроки или пробеги).

Изнашивание является результатом трения соприкасающихся частей машин друг с другом или с окружающей средой (для вагонов – элементы железнодорожного пути, перевозимый груз и др.).

Согласно стандарту внешнее трение – это явление сопротивления относительному перемещению, возникающее между двумя телами в зонах соприкосновения поверхностей по касательной к ним, сопровождаемое диссипацией энергии. По характеру относительного перемещения различают трение покоя (при микроперемещениях до перехода к относительному движению, относительная скорость перемещения близка к нулю) и трение движения – трение двух тел, находящихся в относительном движении.

Трение движения подразделяется на трение скольжения, при котором скорости относительного движения тел в точке контакта различны по величине или направлению, и трение качения, происходящее при одинаковых по величине и направлению скоростях относительно движения. «Чистое» трение качения возможно только теоретически. В практике оно всегда сопровождается пусть даже незначительным проскальзыванием некоторых элементов деталей, образующих пару трения.

По характеру смазывания контакта соприкасающихся поверхностей в парах трения различают трение без смазочного материала (детали фрикционных гасителей колебаний, поглощающих аппаратов, механизма автосцепки, тормозные колодки и обод колеса и др.), трение с граничной смазкой (толщина слоя смазочного материала от размеров одной молекулы до 0,1 мкм – смазывание деталей тормозных приборов распыленным в воздухе маслом) и трение с жидкой или вязкопластической смазкой (детали подшипников и др.).

Дата добавления: 2014-01-05