Механика. Часть I. Осипов А.А - 8 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Существенно, что при постоянных условиях трения протекание изнашивания (по стадиям) подобно зависимости
интенсивности отказов деталей от времени наработки. На первой стадии происходит приработка поверхностей контакта
(разрушение наиболее «уязвимых» микронеровностей и образование «равновесной» шероховатости). Затем наступает
период установившегося изнашивания (вторая стадия), характеризующийся минимальной интенсивностью изнашивания для
заданных условий трения. И, наконец, наступает третья стадия – катастрофический износ и резкое уменьшение размеров
сечения детали.
Виды изнашивания
. Механизм разрушения поверхностного слоя различный из-за многообразия изменений,
возникающих в контактном слое. Различают механическое (усталостное, абразивное), молекулярно-механи-ческое,
коррозионно-механическое (окислительное, фреттинг-коррозия и т.д.) изнашивание. По характеру промежуточной среды
различают изнашивание при трении без смазочного материала, изнашивание при граничном трении, изнашивание при
наличии абразива. По характеру деформирования поверхностного слоя изнашивание может происходить при упругом и
пластическом контакте, при микрорезании.
Абразивное изнашивание
– распространённый вид повреждения поверхности деталей транспортных, дорожных,
сельскохозяйственных, горных и других машин, работающих в технологических средах, содержащих абразивные частицы.
Абразивное изнашивание является результатом срезания и пластического деформирования микронеровностей
(шероховатостей) твёрдыми посторонними частицами при относительном перемещении сопряжённых поверхностей. Эти
частицы являются обычно минеральными, и имеют неметаллические атомные связи, что и обуславливает сравнительную
простоту физических процессов этого вида изнашивания. Отделение частиц при изнашивании происходит при однократном
или многократном воздействии абразивного тела. В результате изнашивание идёт в форме процесса микрорезания, либо в
виде усталостного повреждения (малоциклового – при упругопластическом деформировании, собственно усталостного – при
многоцикловом воздействии).
Для уменьшения абразивного изнашивания снижают уровень абразивного воздействия, повышают поверхностную
твёрдость материалов деталей (закалкой, поверхностным пластическим деформированием, напылением порошков карбидов).
Для предотвращения чрезмерного абразивного (механического) изнашивания ограничивают удельную мощность,
расходуемую на преодоление сопротивления в зоне контакта:
][v
скк
wfw
≤σ=
, (1.3.1)
где
f
– коэффициент трения (сопротивления) между контактирующими деталями; v
ск
– скорость относительного скольжения;
[
]
w
– допускаемая мощность трения,
[
]
250...150=
w
Н⋅мм
/(
мм
2
⋅с
)
для
шлицевых
соединений
и
др
.
Молекулярно-механическое изнашивание
происходит
при
высоких
контактных
напряжениях
в
зоне
сопряжения
деталей
из
однородных
материалов
(
зубчатых
и
гиперболоидных
передач
,
резьбовых
соединений
и
др
.).
Оно
начинается
с
локального
пластического
деформирования
и
разрушения
окисных
плёнок
на
отдельных
участках
поверхности
контакта
,
а
заканчивается
молекулярным
сцеплением
(
схватыванием
)
материала
этих
участков
деталей
и
последующим
разрушением
зон
схватывания
при
относительном
движении
.
Процесс
развития
повреждений
трущихся
поверхностей
деталей
вследствие
схватывания
называют
заеданием
.
Интенсивность
заедания
увеличивается
с
ростом
контактных
напряжений
(
давлений
),
скорости
относительного
перемещения
,
температуры
в
зоне
контакта
и
других
факторов
.
Для
предупреждения
схватывания
на
поверхности
контактирующих
деталей
наносят
защитные
покрытия
и
окисные
плёнки
,
подают
смазочный
материал
в
зону
контакта
,
повышают
поверхностную
прочность
(
твёрдость
)
деталей
,
ограничивают
контактные
напряжения
и
скорость
относительного
перемещения
.
Расчёты
на
износ
для
предотвращения
молекулярно
-
механического
изнашивания
ведут
из
условий
[
]
[
]
ккк
; θ≤θσ≤σ
, (1.3.2)
где
[
]
к
σ
и
[
]
к
θ
–
допускаемые
контактные
напряжения
и
температура
в
зоне
контакта
.
При
назначении
значений
[
]
к
σ
и
[
]
к
θ
решающую
роль
играет
предшествующий
опыт
проектирования
подобных
конструкций
.
Коррозионно-механическое изнашивание
наблюдаётся
в
машинах
и
аппаратах
,
в
которых
трущиеся
детали
вступают
в
химическое
взаимодействие
со
средой
.
Поверхность
трения
деталей
разрешается
под
действием
двух
одновременно
протекающих
процессов
:
коррозии
и
механического
изнашивания
.
При
вибрациях
в
условиях
контакта
металла
с
воздухом
коррозионно
-
механическое
изнашивание
протекает
в
форме
фреттинг
-
коррозии
(
от
английского
fret –
подтачивать
).
В
результате
небольших
циклических
относительных
смещений
деталей
разрушаются
тонкие
окисленные
поверхностные
слои
металла
,
которые
не
удаляются
из
зоны
трения
и
превращаются
в
абразивные
частицы
(
чёрный
порошок
).
Процесс
окисления
непрерывен
на
воздухе
,
поэтому
разрушение
носит
прогрессирующий
характер
.
Фреттинг
-
коррозия
способствует
разрушению
заклёпочных
,
прессовых
,
резьбовых
,
шлицевых
и
шпоночных
соединений
.
Для
защиты
от
фреттинг
-
коррозии
используют
различные
методы
поверхностного
упрочнения
зон
контакта
,
наносят
мягкие
гальванические
покрытия
,
напыляют
тефлоновые
и
резиновые
плёнки
и
т
.
п
.
В
химически
активных
средах
,
в
жидкостях
и
различных
газах
,
где
процессы
коррозии
протекают
активно
,
коррозионно
-
механическое
изнашивание
деталей
наносит
существенный
ущерб
.
Для
предотвращения
коррозионно
-
механического
изнашивания
применяют
коррозионно
-
стойкие
материалы
.

Страницы