Виды износов и причины их возникновения. Износ деталей и промышленного оборудования

Лекция 3

Износ деталей и промышленного оборудования

2.1. Сущность явления износа.

Срок службы оборудования определяется износом его деталей - изменением размеров, формы, массы или состояния его поверхностей вслед изнашивания, т.е. остаточной деформации от постоянно действующих нагрузок либо разрушения поверхностного слоя при фении.

Интенсивность этих процессов зависит от: тип и свойства окружающей среды и взаимодействующих поверхностей при наличии и свойств среды между поверхностями характеристик относительного перемещения поверхностей: направление, скорость и их изменений в функциональных поверхностей Время загрузки Износ типа повреждения носят постоянный отрицательное изменение поверхности или размеров твердого тела твердых веществ, вызванное взаимодействием функциональных поверхностей или функциональной поверхности и сред, которые носят работает от коррозии деформации от коррозии является нежелательными постоянными существенными изменениями, в частности, поверхность, вызванные влияния деформации электрохимической и химическая окружающей среды является нежелательным постоянным изменение поверхности, вызванное внешними силами Паразитным является нежелательным постоянным изменение геометрической формы компонента из-за внешних сил или термических воздействий Трещины и трещины Другие трещины являются нарушением однородности материала в поперечном сечении Другие повреждения, кроме указанных выше, например, термическое разложение старения материала комбинации вышеупомянутого повреждения 2.

Скорость изнашивания деталей оборудования зависит от многих причин: условий и режимов работы; материала изготовления детали; характера смазки трущихся поверхностей; удельного усилия и скорости скольжения; температуры в зоне сопряжения; состояния окружающей среды (запыленность и т.д.).

Величина износа характеризуется установленными единицами длины, объема; массы и др. Износ определяется по изменению величины зазора между сопрягаемыми поверхностями деталей, появлению течи в уплотнениях, уменьшению точности обработки изделия и т.п.

Возникновение: когда поток частиц, увлекаемых газом или жидкостью, сами частицы жидкости или пары вести акты в основном: скорость частицы по отношению к температуре поверхности и химическим свойствам среды, захватывающего типа, размера и форме кинетической энергии частиц и углу падения свойств износа материала в виде частиц, влияющих на возможность: использование прочных материалов-. Частным является также случай, когда износ является адгезивным, образуются свободные абразивные частицы, которые действуют как абразивы и вызывают постепенное преобладание абразивного износа.

Износы бывают нормальными и аварийными.

Нормальным или естественным, называют износ, который возникает при правильной, но длительной эксплуатации машины, т.е. в результате использования заданного ресурса ее работы.

Аварийным или прогрессирующим, называют износ, наступающий в течении короткого времени и достигающий размеров, что дальнейшая эксплуатация машины невозможна...т.е. наступает предельный износ, вызывающий резкое ухудшение эксплуатационных качеств отдельных деталей, механизмов и машины в целом. Что вызывает необходимость срочного ремонта.

Во многих случаях из-за возникающей воли могут возникать потрясения, которые могут вызывать усталостный износ или приводить к переломам усталости. Поэтому в случае разбитых деталей исходная техническая причина повреждения не может быть надежно определена. Из-за механических свойств соединения коррозия прекращается. Коррозия продолжается после дезинтеграции нерастворимого слоя. Защита от коррозии Варианты защиты основаны на вышеупомянутых концепциях механизма коррозии. Они заключаются в следующем: Выбор коррозионно-стойкого материала при заданных условиях и выбор структурных модификаций технологических процессов производства, что ограничивает возможности для атаки коррозионных агентов, создание гальванического макроячейки влияния окружающей среды, в которой процесс защиты от электрохимической коррозии протекает защитных покрытий.

2.2. Виды и характер износа летали.

Виды износа бывают: механический, абразивный, усталостный,

коррозионный и др.

Механический износ является результатом действия сил трения при скольжении одной детали по другой. При этом происходит истирание поверхностного слоя, что ведет к искажению геометрических размеров поверхностей у совместно работающих деталях. Такой вид износа наблюдается: вал-подшипник, станина-стол; поршень-цилиндр. Износы наблюдаются и в трениях качения и в трениях скольжения. В одном случае меньше в другом больше.

Используются металлические, неорганические и органические покрытия 11. Впечатления возникают, если фактическое контактное давление превышает предел текучести материала поверхностного слоя. Обесценение имеет место, если деформированная площадь макроскопических размеров. Микроскопические размеры всегда отпечатываются; это первая фаза износа, в которой поверхностный микроядер входит в контакт. Объем сжатой части не изменяется, материал не удаляется, а экструдируется, он образуется вокруг места давления.

Подавление можно рассматривать как локальную деформацию поверхности. Деформация Деформация является нежелательным постоянным изменением геометрической формы компонента. Деформация происходит, если напряжения, вызванные внешними силами в любом поперечном сечении, превышают предел текучести. Хрупкие материалы в основном разрушаются, поскольку относительно небольшие деформации приводят к превышению прочности материала. Деформация происходит также при изменении внутренних напряжений в материале.

Степень и характер износа зависит: от физико-механических свойств верхних слоев металла; условий работы и характера взаимодействия сопрягаемых поверхностей; давления; скорости трущихся поверхностей, смазки и степени шероховатости и др.

Наиболее разрушительное действие оказывает абразивный износ,

происходит, когда трущиеся поверхности загрязняются мелкими абразивными металлическими частицами.

Трещины и переломы трещины нарушение целостности материала в части разреза, перелом нарушить целостность материала во всем поперечном сечении причин трещин и разломов являются внешним или внутренним напряжением, превышающим предел текучести или предел усталости материала трещин и разломов помогает: Непригодные компоненты дизайна непригодных свойства материала Неподходящая технология производства Неправильное изменение работы с течением времени Трещины: снижение общей прочности компонента утечки из-за динамически напряженных компонентов приводит к усталостным переломам 12.

Механический износ может вызываться и плохим обслуживанием оборудования (несвоевременная смазка, недоброкачественный ремонт и не соблюдения срок ремонта, мощностная перегрузка и т.д.).

Усталостный износ является результатом воздействия на деталь переменных нагрузок, вызывающих усталость материала детали и его разрушение (валы пружины и т.д. наблюдается усталость материала в поперечном сечении). При таком износе наблюдается характерный вид излома с двумя зонами - развивающихся трещин и той по которой произошел излом. Поверхность первой зоны гладкая, а второй с раковинами, или зернистая. Для ликвидации усталостного износа геометрическая форма в деталях не должна иметь редких переходов. А также чистота обработки не мало важную роль могут сыграть на такой вил износа.

Последующее обслуживание машин для повреждения и ремонта деталей машин. Деградация деталей машин. Процессы происходят в машинах, которые влияют на изменение свойств компонентов. Повторение с преподавания материала 1 Интерфейс поверхности двух сред Изменение силы скачка влияет на: поверхностный слой материала.

Распределение сталей по заявке Структурный инструмент Инструмент Распределение стали в зависимости от использования В зависимости от применения стали: конструкционная, инструментальная. Заявка на строительство стали для. Определение коррозии Коррозия - это материал, вызывающий беспокойство из-за окружающей среды.

Коррозионный износ является результатом изнашивания деталей машины и установок, находящихся под непосредственным воздействием воды, воздуха, химических веществ, колебания температур. В этом случае происходит химический и электрохимический процесс на поверхностях деталей под влиянием которого происходит глубокое разъедание, т.е. поверхность становится губчатой (подвергшейся коррозии) и теряет механическую прочность. Особенно ярко это наблюдается в паровых молотах и на деталях гидравлических прессов. Обычно коррозионный износ сопровождается и механическим износом вследствие сопряжения одной детали с другой. В этом случае происходит коррозионно-механический износ т.е. комплексный износ.

Распределение сталей по заявке Структурный, инструмент Распределение стали по применению В зависимости от стали: Структурный инструмент. Принцип заключается в равномерном нагревании компонента до температуры отжига, поддерживая его при этой температуре. Защитите электрод и ванну слияния перед.

Мартин Петренек, Задачи для решения. Кратко объясните, что такое материальная усталость. Введение в коррозию Коррозия представляет собой процесс деградации металла или металлического сплава действием. Свойства технических материалов Металлы и их сплавы имеют разные свойства, в частности, их химический состав и структуру. Общепринято оценивать удобство использования металлов в технической практике.

На практическом занятии рассмотреть механический износ подробнее ни конкретных примерах стр. 25-29.

2.3. Признаки износа.

Об износе деталей машины или станка можно судить по характеру работы машинах, имеющих коленчатые валы с шатунами (двигатели внутреннего сгорания и паровые, компрессоры, эксцентриковые прессы, насосы и др.) появление износа определяют по глухому стуку в местах сопряжения деталей.

Основные термины Отдел материалов, факультет машиностроения Технический университет Либереца Основы материалов для. Материаловедение Введение Технические материалы, предназначенные для дальнейшей технологической обработки, включают широкий спектр возможных химических составов, различную внутреннюю конструкцию и различные свойства.

Для реализации скользящей линейной. Материалы 2 1 Связующие вещества для производства нетканых материалов Связующее является одним из двух основных компонентов связанного текстиля. Форма связующего и его свойства предопределяют технологию и условия процесса склеивания макета.

Шум в зубчатых передачах - признак износа профиля зуба. Глухие и резкие толчки, когда меняется направление вращения или прямолинейного движения в случаях износа деталей шпоночных и шлицевых соединений.

Износ в сборочных единицах станка можно установить не только на слух, но и по виду поверхностей обрабатываемых деталей.

Механические исследования. Механическими испытаниями мы определяем поведение материала под внешними силами, т.е. изучаем его механические свойства. Некоторые механические свойства материала указывают на его сопротивление. Хрупкие материалы Технический университет Либереца Неметаллические материалы.

Адгезионные силы в композитах Нанокомпозиты для наноматериалов Факультет мехатроники Отдел материалов Факультет инженерного технического университета Либерец Док. Упражнение на растяжение, давление Для напряжения и давления применяются те же соотношения и уравнения.

Например: при обработке заготовки па токарном станке на ее поверхности через разные промежутки появляются кольцевые выступы или впадины, то это означает, что в фартуке станка износились зубья реечного колеса и рейки; движение суппорта вместо плавного стало прерывистым. Этот дефект при износе направляющих станины и каретки суппорта, нарушающим соосность отверстий фартука и коробки подач, через которые проходит ходовой вал.

Моделирование и аппроксимация в биомеханике Большинство людей одновременно имеют более одной группы мышц. Если задача состоит в анализе сил, действующих в суставах и мышцах во время определенного человека. Новый размер антикоррозионной защиты Три способа защиты от коррозии Сталь является наиболее распространенным строительным материалом в мире. При атмосферных влияниях, таких как вода, кислород и природные соли, однако, с этими.

Коррозия Самоподдерживающийся необратимый процесс постепенного нарушения и деградации материалов химическими и физико-химическими воздействиями окружающей среды Коррозионные агенты Внутренние: чистота химического состава металла. Тестирование свойств технических материалов Постоянное увеличение производительности машины и снижение веса предъявляет высокие требования к качеству металлургического материала. Возрастающие требования к материалу неразрывно связаны.

Следы дробления на обтачиваемом валике, установленном в коническом отверстии шпинделя, свидетельствует об увеличении зазора между шейками шпинделя и его подшипниками следствии их износа.

Если обрабатываемая на токарном станке заготовка получается конической, значит изношены подшипники шпинделя (главным образом передний) и направляющие станины, а если овальный - изношена шейка шпинделя, принявшая форму овала. Увеличение мертвого хода укрепленных на винтах рукояток сверх допустимого - свидетельствует износ резьбы винтов и гаек.

Оценка износа и изменения трибологических свойств тормозных дисков Руководитель: Док. Стали представляют собой сплавы железа, содержащие до 2, 14 мас. углерод, чугун с содержанием углерода выше 2, 14 мас. Материаловедение Лекция № 12 Керамические материалы и неметаллическое неорганическое стекло Введение Керамика и неметаллические стекла очень хрупкие по сравнению с металлами. Их прочность на растяжение низкая, а окончательное преломление не предшествует.

Механика сплошной механики упругих тел Механика механики жидкости механики сплошной механики упругих тел Механика жидкостей и газов Кинематика жидкостей Гидростатическая гидродинамика Исследование сплошных сред. Закалка С помощью лазерного луча можно быстро и эффективно нагревать поверхность материала до глубины в миллиметрах.

Об износе деталей машин судят по появившимся на них царапинам, бороздкам и

забоинам, а так же по изменению их формы. Детали машин, работающие со значительными знакопеременными нагрузками, осматривают через лупу (увелич.стекло), проверяя на наличие мелких трещин, которые ведут и дальнейшем к разрушению. В некоторых случаях проверку ведут постукиванием молотка: дребезжащий звук показывает о наличии множества мелких трещин.

Для применений с высокой термостойкостью. Лаборатория лабораторных испытаний: 621 Химическая и радиоизотопная лаборатория 622 Металлографическая лаборатория 623 Лаборатория механических свойств 624 Лаборатория коррозионной лаборатории компетентна обновлять.

Рабочее место испытательной лаборатории. Сварка трением Принцип и типы сварки трением Процедура сварки Физика трения Параметры и ход процесса сварки Сварочное оборудование Свариваемость материалов Преимущества процесса Принцип Подключение материалов. Ущерб из-за усталости возникает, когда нагрузка значительно изменяется со временем. надежность. Металлография Практические примеры материальной экспертизы Упражнение Подготовка металлографических образцов Сбор образцов не должен изменять структуру светового микроскопа для достижения требуемого.

О работе сборочных единиц с подшипниками качения можно судить по характеру издаваемого шума. Лучше всего выполнять такую проверку специальным прибором стетоскопом. При её отсутствии можно пользоваться металлическим прутом. Закругленный конец приложить к уху, а другой конец заостренный, - к подшипнику. При нормальной работе слышен слабый шум - равномерное тонкое жужжание. Если работа подшипника нарушена, возникают сильные шумы. Свист или резкий (звенящий) шум тем самым указывает на отсутствие смазки или защемление шариков или роликов между беговыми дорожками внутреннего и наружнего колец. Гремящий шум (частые, звонкие стуки) означают, что в шариках, роликах появились язвины или в подшипнике грязь или абразивная пыль. Глухие улары сигнализируют об ослаблении посадки подшипника на валу и в корпусе.

Системы, конструкции и компоненты должны соответствовать как требованиям конструкции, так и требованиям владельца, а также требованиям по минимизации непоправимого ущерба окружающей среде. Он должен обладать необходимой эксплуатационной надёжностью и безопасностью. Требования безопасности могут представлять собой законы, стандарты, технические стандарты или общие коллективные законы, положения или общие социальные положения. Эти требования разрабатываются в соответствии с осознанием рисков, связанных с необратимым ущербом для окружающей среды или потенциальной потерей жизни человека или значительными материальными потерями.

Работу подшипника можно проверить и по нагреву, определяемому на ощупь.

Перегрев подшипника может появится при больших частотах вращения вала, в случае избытка смазочного масла или его повышенной вязкости. Перегрев подшипников вызывает ускоренный износ.

Тугое проворачивание вала свидетельствует об отсутствии соосности между валом и подшипником или о чрезмерно тугой посадке подшипника на валу или в корпусе.

Эти требования развиваются и не могут считаться полными и неизменными. Вообще говоря, системы, конструкции и компоненты имеют вероятность того, что смогут достичь поставленной цели на весь жизненный период, предполагая затраты на приобретение. При соответствующей степени надежности он должен выдерживать напряжения и воздействия, которые можно ожидать во время эксплуатации и использования, и должен иметь приемлемый срок годности в отношении расходов на техническое обслуживание. Конструкция не должна быть непоправимо повреждена неожиданными событиями, такими как взрывы, удары, человеческие ошибки и т.д. чтобы удовлетворить вышеуказанные требования, дизайнеры, дизайнеры и технологические инструменты для последующей обработки.

Дребезжащий стук в цилиндре компрессора сигнализирует о поломке или повышенном износе поршня и цилиндра. Стук маховика свидетельствует о нарушении его посадки на валу.

Недостаточное давление в пневмосистеме является результатом утечки сжатого воздуха из соединений трубопроводов, пробуксовки приводных ремней, износа цилиндра, поршня и др. деталей компрессора.

на тему: Износ деталей

Омск – 2007


ИЗНОС ДЕТАЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Сущность явления износа

Срок службы промышленного оборудования определяется изно­сом его деталей - изменением размеров, формы, массы или состоя­ния их поверхностей вследствие изнашивания, т. е. остаточной де­формации от постоянно действующих нагрузок либо из-за разруше­ния поверхностного слоя при трении.

Скорость изнашивания * деталей оборудования зависит от мно­гих причин: условий и режима их работы; материала, из которого они изготовлены; характера смазки трущихся поверхностей; удель­ного усилия и скорости скольжения*; температуры в зоне сопряже­ния; состояния окружающей среды (запыленность и др.).

Величина износа характеризуется установленными единицами длины, объема, массы и др. Определяется износ по изменению зазо­ров между сопрягаемыми поверхностями деталей, появлению течи в уплотнениях, уменьшению точности обработки изделия и др. Износы бывают нормальными и аварийными. Нормальным, или естественным, называют износ, который возникает при правильной, но длительной эксплуатации машины, т. е. в резуль-

* Скорость изнашивания - это отношение значений характеризующих величин к интервалу времени, в течение которого они возникли.

тате использования заданного ресурса ее работы. Аварий-н ы м, или прогрессирующим, называют износ, насту­пающий в течение короткого времени и достигающий таких разме­ров, что дальнейшая эксплуатация машины становится невозмож­ной. При определенных значениях изменений, возникающих в ре­зультате изнашивания, наступает предельный износ, вызывающий резкое ухудшение эксплуатационных качеств отдельных деталей, механизмов и машины в целом, что вызывает необходимость ее ре­монта.

Сущность явления трения

Первостепенной причиной изнашивания деталей (особенно со­прягаемых и трущихся при движении друг о друга) является тре­ние - процесс сопротивления относительному перемещению, возни­кающего между двумя телами в зонах соприкосновения их поверх­ностей по касательным к ним, сопровождаемый диссипацией энер­гии, т. е. превращением ее в теплоту. В повседневной жизни трение приносит одновременно и пользу, и вред. Польза заключается в том, что из-за шероховатости всех без исключения предметов в ре­зультате трения между ними не возникает скольжения. Этим объ­ясняется, например, то, что мы свободно можем передвигаться по земле, не падая, предметы не выскальзывают из наших рук, гвоздь крепко держится в стене, поезд движется по рельсам и т. п. То же самое явление трения наблюдается в механизмах машин, работа которых сопровождается движением взаимодействующих частей. В этом случае трение дает отрицательный результат - изнашива­ние сопрягаемых поверхностей деталей. Поэтому трение в механиз­мах (за исключением трения тормозов, приводных ремней, фрикци­онных передач) -; явление нежелательное.

Виды и характер износа деталей

Виды износа различают в соответствии с существующими видами изнашивания-механическое (абразивное, усталостное), коррози­онное и др.

Механический износ является результатом действия сил трения при скольжении одной детали по другой. При этом виде износа происходит истирание (срезание) поверхностного слоя металла и искажение геометрических размеров у совместно работающих дета­лей. Износ этого вида чаще всего возникает при работе таких рас­пространенных сопряжений деталей, как вал - подшипник, стани­на - стол, поршень - цилиндр и др. Он появляется и при трении качения поверхностей, так как этому виду трения неизбежно сопут­ствует и трение скольжения, однако в подобных случаях износ быва­ет очень небольшим.

Степень и характер механического износа деталей зависят от многих факторов: физико-механических свойств верхних слоев металла; условий работы и характера взаимодействия сопрягаемых поверхностей; давления; относительной скорости перемещения; ус­ловий смазывания трущихся поверхностей; степени шероховатости последних и др. Наиболее разрушительное действие на детали ока­зывает абразивное изнашивание, которое наблюда­ется в тех случаях, когда трущиеся поверхности загрязняются мел­кими абразивными и металлическими частицами. Обычно такие час­тицы попадают на трущиеся поверхности при обработке на станке литых заготовок, в результате изнашивания самих поверхностей, попадания пыли и др. Они длительное время сохраняют свои режу­щие свойства, образуют на поверхностях деталей царапины, зади­ры, а также, смешиваясь с грязью, выполняют роль абразивной пасты, в результате действия которой происходит интенсивное при­тирание и изнашивание сопрягаемых поверхностей. Взаимодействие поверхностей деталей без относительного перемещения вызывает смятие металла, что характерно для шпоночных, шлицевых, резьбовых и других соединений.

Механический износ может вызываться и плохим обслуживанием оборудования, например нарушениями в подаче смазки, недоброка­чественным ремонтом и несоблюдением его сроков, мощностной пере­грузкой и т. д.

Во. время работы многие детали машин (валы, зубья зубчатых колес, шатуны, пружины, подшипники) подвергаются длительному действию переменных динамических нагрузок, которые более отри­цательно влияют на прочностные свойства детали, чем нагрузки статические. Усталостный износ является результатом действия на деталь переменных нагрузок, вызывающих усталость материала детали и его разрушение. Валы, пружины и другие дета­ли разрушаются вследствие усталости материала в поперечном се­чении. При этом получается характерный вид излома с двумя зона­ми - зоной развивающихся трещин и зоной, по которой произошел излом. Поверхность первой зоны гладкая, а второй - с раковинами, а иногда зернистая.

Усталостные разрушения материала детали не обязательно долж­ны сразу привести к ее поломке. Возможно также возникновение усталостных трещин, шелушения и других дефектов, которые, од­нако, опасны, так как вызывают ускоренный износ детали и меха­низма. Для предотвращения усталостного разрушения важно пра­вильно выбрать форму поперечного сечения вновь изготовляемой или ремонтируемой детали: она не должна иметь резких переходов от одного размера к другому. Следует также помнить, что грубо обра­ботанная поверхность, наличие рисок и царапин могут стать причи­ной возникновения усталостных трещин.

Износ при заедании возникает в результате прилипания («схва­тывания») одной поверхности к другой. Это явление наблюдается при недостаточной смазке, а также значительном давлении, при котором две сопрягаемые поверхности сближаются настолько плот­но, что между ними начинают действовать молекулярные силы, при­водящие к их схватыванию.

Коррозионный износ является результатом изнашивания деталей машин и установок, находящихся под непосредственным воздейст­вием воды, воздуха, химических веществ, колебаний температуры. Например, если температура воздуха в производственных помеще­ниях неустойчива, то каждый раз при ее повышении содержащиеся

Рис. 1. Характер механического износа деталей:

а - направляющих станины и стола, б - внутренних поверхностей цилиндра, в - поршня, г, д - вала, е, ж - зубьев колеса, з - резьбы винта и гайки, и - дисковой фрикционной муфты; 1 - стол, 2 - станина, 3 - юбка, 4 - перемычка, 5 - днище, 6 - отверстие, 7 - подшипник, 8 - шейка вала, 9 - зазор, 10 - винт, // - гайка; И - места износа, Р » действующие усилия

в воздухе водяные пары, соприкасаясь с более холодными металли­ческими деталями, осаждаются на них в виде конденсата, что вызы­вает коррозию, т. е. разрушение металла вследствие химических и электрохимических процессов, развивающихся на его поверхности. Под влиянием коррозии в деталях образуются глубокие разъеда­ния, поверхность становится губчатой, теряет механическую проч­ность. Эти явления наблюдаются, в частности, у деталей гидравли­ческих прессов и паровых молотов, работающих в среде пара или воды.

Обычно коррозионный износ сопровождается и механическим износом вследствие сопряжения одной детали с другой. В этом слу­чае происходит так называемый коррозионно-механи-ч е с к и и, т. е. комплексны и, износ.

Характер механического износа деталей. Механический износ деталей оборудования может быть полным, если повреждена вся

поверхность детали, или местным, если поврежден какой-либо ее участок (рис. 1, а-и).

В результате износа направляющих станков нарушаются их плоскостность, прямолинейность и параллельность вследствие дей­ствия на поверхности скольжения неодинаковых нагрузок. Напри­мер, прямолинейные направляющие 2 станка (рис. 1, а) под влия­нием больших местных нагрузок приобретают вогнутость в средней части (местный износ), а сопрягаемые с ними короткие направляю­щие 1 стола становятся выпуклыми.

Цилиндры и гильзы поршней в двигателях, компрессорах, моло­тах и других машинах изнашиваются тоже неравномерно (рис. 1,б). Износ происходит на участке движения поршневых колец и проявляется в виде выработки внутренних стенок цилиндра или гильзы. Искажается форма отверстия цилиндра - образуются от­клонения от цилиндричности и круглости (бочкообразность), возни­кают царапины, задиры * и другие дефекты. У цилиндров двигателей внутреннего сгорания наибольшему износу подвергается их верхняя часть, испытывающая самые высокие давления и наибольшие темпе­ратуры. В кузнечно-прессовом оборудовании, наоборот, наиболь­ший износ появляется в нижней части цилиндра - там, где нахо­дится поршень во время ударов. Износ поршня (рис.1, в) прояв­ляется в истирании и задирах на юбке

Износ валов (рис. 1, г, Д) проявляется возникновением различ­ных дефектов: валы становятся изогнутыми, скрученными, а также изломанными вследствие усталости материала; на их шейках обра­зуются задиры; цилиндрические шейки становятся конусными или бочкообразными. Отклонения от круглости приобретают также от­верстия подшипников скольжения и втулок. Неравномерность из­носа шеек валов и поверхностей отверстий во втулках при вращении вала - результат действия различных нагрузок в разных направле­ниях. Если на вал во время вращения действует только сила его тяжести, то износ появляется в нижней части подшипника (см. рис. 1, г, слева).

В зубчатых передачах наиболее часто изнашиваются зубья: образуются задиры, зубья изменяют свою форму, размеры и выламываются. Поломка зубьев, появление трещин в спицах, ободе и ступице зубчатых колес, износ посадочных отвер­стий и шпонок происходит по трем основным причинам: 1) перегруз­ка зубчатой передачи; 2) попадание в нее посторонних тел; 3) не­правильная сборка (например, крепление зубчатых колес на валу с перекосом осей).

Ходовые винты имеют трапецеидальную или прямоугольную резьбу. У винта и его гайки изнашивается резьба, витки становятся тоньше (рис.1, З.). Износ резьбы у винтов, как правило, неравно-

* Задир - повреждение поверхности трения в виде широких и глубоких борозд в направлении скольжения. мерный, так как подавляющая часть деталей, обрабатываемых на станках, имеет меньшую длину, чем ходовой винт. Сильнее изнаши­вается та часть резьбы, которая работает больше. Гайки ходовых винтов изнашиваются быстрее, чем винты. Причины этого таковы: резьбу гаек неудобно очищать от загрязнений; гайки в ряде случаев неудовлетворительно смазываются; у гайки, сопряженной с вин­том, участвуют в работе все витки резьбы, тогда как у винта одно­временно работает только небольшая часть его витков, равная числу витков гайки.

У дисковых муфт в результате действия сил трения наибольшему износу подвергаются торцы дисков (рис. 1, и); их поверхности истираются, на них появляются царапины, задиры, нарушается плоскостность.

В резьбовых соединениях наиболее часто изнашивается профиль резьбы, в результате в них увеличивается зазор. Это наблюдается в


Рис. 2. Износ подшипников качения:

а - вследствие перекоса, б - при проворачивании внутреннего кольца на валу, в - из-за чрезмерного натяга, г - из-за неисправного сальника; И - места износа

сопряжениях не только ходовых, но и зажимных, например зажим­ных винтов часто отвертываемых крепежных болтов. Износ резьбо­вых соединений - результат недостаточной или, наоборот, чрез­мерной затяжки винтов и гаек; особенно интенсивен износ, если ра­ботающее соединение воспринимает большие или знакопеременные нагрузки: болты и винты растягиваются, искажаются шаг резьбы и ее профиль, гайка начинает «заедать». В этих случаях возможны аварийные поломки деталей соединения. Грани головок болтов и гаек чаще всего изнашиваются потому, что их отвертывают несоот­ветствующими ключами.

В шпоночных соединениях изнашиваются как шпонки, так и шпоночные пазы. Возможные причины этого явления - ослабление посадки детали на валу, неправильная подгонка шпонки по гнезду.

В подшипниках качения вследствие различных причин (рис. 2, а-г) износу подвержены рабочие поверхности - на них появляют­ся оспинки, наблюдается шелушение поверхностей беговых дорожек и шариков. Под действием динамических нагрузок происходит их усталостное разрушение; под влиянием излишне плотных посадок подшипников на вал и в корпус шарики и ролики защемляются между кольцами, в результате чего возможны перекосы колец при мон­таже и другие нежелательные последствия.

Различные поверхности скольжения также подвержены характер­ным видам износа (рис. 3). В процессе эксплуатации зубчатых пе­редач вследствие контактной усталости материала рабочих поверх­ностей зубьев и под действием касательных напряжений возникает выкрашивание рабочих поверхностей, т. е. отделение частиц мате-


Рис.3. Характерные виды износа поверхностей скольжения:

а - выкрашивание, б - отслаивание, в - коррозия, г - эрозия, д - царапины, е - зади­ры, ж - налипание, з - глубинный вырыв материала и перенос его с другой поверхности трения риала, приводящее к образованию ямок на поверхности трения (рис. 3, а). Разрушение рабочих поверхностей зубьев вследствие интенсивного выкрашивания (рис. 3, б) часто называют отслаива­нием (происходит отделение от поверхности трения материала в форме чешуек).

На рис. 3, в показана поверхность, разрушенная коррозией. Поверхность чугунного порошкового кольца (рис. 3, г) повреж­дена вследствие эрозионного изнашивания, которое происходит при движении поршня в цилиндре относительно жидкости; находящиеся в жидкости пузырьки газа лопаются вблизи поверхности поршня, что создает местное повышение давления или температуры и вызы­вает износ деталей. На поверхности тормозного барабана (рис. 3, д) показаны риски, которые появляются при воздействии на вра­щающийся барабан твердого тела или твердых частиц. Задиры (рис. 3, е) образуются в результате схватывания поверхностей при трении вследствие действия между ними молекулярных сил. На рис. 3, ж показана рабочая поверхность детали с налипшими на нее посторонними частицами, а на рис. 3, з- поверхность де­тали с износом при заедании в результате схватывания - глубинно­го вырыва материала и переноса его с другой поверхности трения.

Признаки износа

Об износе деталей машины или станка можно судить по характе­ру их работы. В машинах, имеющих коленчатые валы с шатунами (двигатели внутреннего сгорания и паровые, компрессоры, эксцент­риковые прессы, насосы и др.), появление износа определяют по глухому стуку в местах сопряжений деталей (он тем сильнее, чем больше износ).

Шум в зубчатых передачах - признак износа профиля зубьев. Глухие и резкие толчки ощущаются каждый раз, когда меняется направление вращения или прямолинейного движения в случаях износа деталей шпоночных и шлицевых соединений.

Износ в сборочных единицах станка можно установить не только на слух, но и по виду поверхностей заготовок, обработанных, на этом станке. Если, например, при обработке заготовки на токарном станке на ее поверхности появляются через равные промежутки кольцевые выступы или впадины, то это означает, что в фартуке станка износились зубья реечного колеса и рейки; движение суппор­та вместо плавного стало прерывистым. Этот дефект часто вызывает­ся также износом направляющих станины и каретки суппорта, на­рушающим соосность отверстий фартука и коробки подач, через которые проходит ходовой вал.

Следы дробления на обтачиваемом валике, установленном в ко­ническом отверстии шпинделя, свидетельствует об увеличении за­зора между шейками шпинделя и его подшипниками вследствие их износа. Если обрабатываемая на токарном станке заготовка получа­ется конической, значит изношены подшипники шпинделя (главным образом передний) и направляющие станины, а если овальною- изношена шейка шпинделя, принявшая форму овала. Увеличение мертвого хода * укрепленных на винтах рукояток сверх допустимо­го - свидетельство износа резьбы винтов и гаек.

Об износе деталей машин часто судят по появившимся на них царапинам, бороздкам и забоинам, а также по изменению их формы. Детали машин, работающие со значительными знакопеременными нагрузками, осматривают через увеличительное стекло (лупу), проверяя, нет ли у них мелких трещин, которые могут послужить в дальнейшем причиной поломки. В некоторых случаях проверку осуществляют с помощью молотка: дребезжащий звук при обстуки­вании детали молотком свидетельствует о наличии в ней значитель­ных трещин.

О работе сборочных единиц с подшипниками качения можно судить по характеру издаваемого ими шума. Лучше всего выполнять такую проверку специальным прибором - стетоскопом. При его отсутствии пользуются металлическим прутком, который приклады-

* Под мертвым ходом подразумевают некоторый свободный угол пово­рота рукоятки, прежде чем она заставит двигаться соединенную с ней де­таль. Для суппорта токарного станка допустимый мертвый ход рукоятки - */4о оборота винта. вают закругленным концом к уху, а заостренным - к тому месту, где находится подшипник: при нормальной работе слышен слабый шум - равномерное тонкое жужжание; если работа подшипников нарушена, возникают сильные шумы. Свист или резкий (звенящий) шум указывает на отсутствие в подшипнике смазки либо на защем­ление шариков или роликов между беговыми дорожками внутренне­го и наружного колец. Гремящий шум (частые звонкие стуки) озна­чает, что на шариках, роликах или кольцах появились язвины либо в подшипник попала абразивная пыль или грязь. Глухие удары сигнализируют об ослаблении посадки подшипника на валу и в корпусе.

Работу подшипника можно проверять и по нагреву, определяе­мому на ощупь наружной стороной кисти руки, которая безболез­ненно выдерживает температуру до 60 °С. Так, например, определя­ют повышенный нагрев подшипников, который может быть следстви­ем защемления шариков или роликов между беговыми дорожками в результате отклонения от соосности опор или возникать из-за отсутствия смазки (особенно в тех случаях, когда вал вращается с большой частотой). Перегрев подшипника может появиться при больших частотах вращения вала также в случае избытка смазочно­го масла или его повышенной вязкости, создающей дополнительное сопротивление вращению вала. Значительный нагрев вызывает уско­ренный износ подшипников.

Тугое проворачивание вала свидетельствует об отсутствии соос­ности между ним и подшипником или о чрезмерно тугой посадке подшипника на валу или в корпусе. Дребезжащий стук в цилиндре компрессора сигнализирует о поломке или повышенном износе поршневых колец, а глухой - об износе поршня и цилиндра. Стук маховика может быть следствием нарушения его посадки на валу. Недостаточное давление в пневмосистеме является результатом утечки сжатого воздуха из соединений трубопроводов, пробуксовки приводных ремней, износа цилиндра, поршня и других деталей компрессора.

Особенности выбора материалов при ремонте

Одним из критериев выбора материалов для изготовления новых деталей при ремонте является износостойкость, которая в основном определяется твердостью/Если твердость материала сопрягаемых деталей выше твердости абразива, то износ мал 7 Износостойкость может достигаться и таким образом: одну деталь (например, вал) выполняют из материала высокой твердости, а другую (подшипник скольжения) - из мягкого антифрикционного (бронзы, баббита, металлокерамики и др.), в зависимости от условий эксплуатации и требований, предъявляемых к деталям, выбирают материал для изготовления последних. Например, к твердости шеек шпинделей (легких и средних), работающих в подшипниках скольжения, предъ­являют повышенные требования, поэтому их закаливают ТВЧ, достигая твердости НКС 54-60; шпиндели изготовляют из стали

40Х. Такие же шпиндели, работающие в подшипниках качения, изготовляют из стали 45 и улучшают термообработкой до НКС 23-27.

Ходовые винты (средние и легкие) токарных станков должны обладать высокой износостойкостью и минимально деформировать­ся. Их изготовляют из стали 45, подвергая сначала предварительно­му, а затем вторичному отжигу после обдирки. Червяки, работающие на больших скоростях, изготовляют из стали 12ХНЗА, цементиру­ют и закаливают с низким отпуском до НКС56; червяки, работаю­щие на средних скоростях, выполняют из стали 45 и закаливают с отпуском до НRС 23-30. Пружины изготовляют из стальной (марки 65Г) проволоки диаметром менее 6 мм, затем подвергают закалке и отпуску до HRC 58-62.



error: Контент защищен !!