Строительные машины и оборудование, справочник







Трение и изнашивание поверхностей деталей строительных машин

Категория:
   Строительная техника и оборудование 4


Трение и изнашивание поверхностей деталей строительных машин

При решении комплексной проблемы — увеличения надежности машин — значительное место занимают вопросы трения и износа деталей. Они тесно связаны между собой и рассматриваются одновременно.

Трением называется явление сопротивления относительному перемещению, возникающему между двумя телами в зонах соприкосновения их поверхностей. Различают трения: движения, скольжения, качения, качения с проскальзыванием, жидкостное, граничное, без смазки и покоя.

Трение покоя представляет собой трение двух тел при предварительном смещении, а трение движения — трение двух тел, находящихся в относительном движении. Если скорости соприкаса,- ющихся тел в точках касания различны, возникает трение скольжения, если одинаковы — образуется трение качения. При одновременном качении и скольжении двух соприкасающихся тел возникает трение качения с проскальзыванием. Когда между относительно движущимися соприкасающимися телами имеется слой жидкости, появляется трение жидкостное-, граничное трение двух твердых тел образуется при наличии на поверхности слоя жидкости, но не полностью их разделяющего. Трение без смазки возникает при отсутствии на поверхностях смазочного материала всех видов.

Поверхность деталей машины шероховата и волниста. Самые гладкие металлические поверхности имеют неровности высотой 0,05…0,10 мк. Наиболее грубые металлические поверхности, располагаемые на некоторой волнистой поверхности, имеют выступы высотой 100…200 мк.

На рис. 16.1, а показана типичная профилограмма шероховатой поверхности, а на рис. 16.1,6 — волнограмма волнистости. Вследствие действия сил внешнего трения, а также других факторов, возникающих при взаимодействии деталей с внешней средой (например, при окислении поверхностных слоев металла кислородом воздуха, взаимодействии рабочих органов с обрабатываемой средой и т. п.), происходит изнашивание сопряженных деталей.

Изнашивание — это процесс постепенного разрушения изделия под воздействием внешних сил, трения и окружающей среды. Результатом изнашивания является износ, который проявляется в виде изменения свойств материала, формы и размеров детали.

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

Механическое изнашивание — это процесс разрушения поверхностных слоев деталей упругими и пластическими деформациями. Они вызываются внешним механическим воздействием без существенных физико-химических изменений. Механическое изнашивание наблюдается при перемещении трущихся поверхностей с малыми скоростями и при удельных давлениях, превышающих предел текучести при отсутствии смазки и защитной пленки окислов.

Рис. 16.1. Шероховатость и волнистость точеной поверхности медной детали: а — профилограмма; б — волнограмма.

К механическому изнашиванию относят четыре его разновидности— абразивное, при пластической деформации, хрупком разрушении, кавитации. Абразивное изнашивание возникает при скольжении твердых абразивных частиц, которые внедряются в металл и срезают микростружку с истираемой поверхности. Возможно изнашивание твердыми выступающими частицами сопряженной поверхности. Интенсивность его зависит от твердости, геометрической формы и размеров истирающих частиц.

Изнашивание при пластическом деформировании происходит в процессе трения даже при небольших нагрузках, передаваемых сопряженной деталью или при контактных напряжениях, превышающих предел текучести материалов. В поверхностных слоях металл начинает течь, происходит сдвиг. Перемещение трущихся поверхностей приводит к упрочнению металла в местах схватывания и вырыванию менее прочного металла с образованием нароста, что вызывает быстрое изнашивание детали.

Изнашивание при хрупком разрушении наблюдается, когда поверхностный слой одной из деталей в результате трения, сопровождающегося пластическими деформациями, интенсивно наклёпывается и становится хрупким. Хрупкий слой разрушается, обнажая лежащий под ним менее твердый слой металла. При трении качения, когда многократно повторяются высокие контактные напряжения, возникает усталость металла поверхностных слоев с последующим образованием микротрещин, а также единичных или групповых впадин. Такое изнашивание называется контактной усталостью или «питингом».
Изнашивание при кавитации сопровождается хрупким разрушением поверхности металла в результате местных гидравлических ударов, при многократном повторении которых возникают большие напряжения в поверхностном слое деталей. В результате кавита- ционного воздействия на поверхности детали возникают глубокие ямы, каверны, которые разрастаются и могут приводить к аварийному разрушению машин.

Молекулярно-механическое изнашивание — процесс, обусловленный разрушением местных металлических связей на трущихся поверхностях и вырыванием из них частиц металла. При трении двух деталей возможно такое сближение молекул одного тела с молекулами другого, при котором начинают действовать молекулярные силы. В результате этого при скольжении наблюдается прилипание (схватывание частиц металла) одной поверхности к другой. Взаимодействие двух трущихся поверхностей имеет двойственную молекулярно-механическую природу. Молекулярное взаимодействие вызвано взаимным притяжением двух твердых тел, а механическое — их взаимным внедрением. Происходит вырывание частиц с поверхности одной детали и перенос металла на другую деталь, заедание сопряженных деталей. Схватывание металла приводит к образованию на одной поверхности углублений, а на другой выступов. При малой скорости скольжения частицы металла не разогреваются и не размягчаются, а получают наклеп. Если же скорости скольжения большие, налипшие частицы нагреваются и легко пластически деформируются, металл размазывается по поверхности.
Молекулярно-механическое изнашивание может протекать с различной интенсивностью. При этом возможны либо сравнительно медленные разрушения, либо образование задиров или глубинное вырывание значительных участков поверхности. Развитие схватывания в трущихся деталях вызывает большую скорость изнашивания (5… 10 мк/ч и более), коэффициент трения резко возрастает и сокращается срок службы деталей. Этот вид изнашивания чаще всего наблюдается при высоких скоростях скольжения, значительных удельных давлениях в условиях недостаточной смазки, в результате чего происходит быстрое разрушение поверхности, что приводит к поломке детали и может вызвать аварию механизма.

Коррозионно-механическое изнашивание — разрушение трущейся поверхности детали, обусловленное одновременно внешним механическим воздействием и интенсивным коррозионным процессом в поверхностных слоях металла детали. Этот вид изнашивания происходит в случае наличия агрессивной среды на поверхности трения.

При сочетании коррозионных воздействий различного характера с различными видами механического воздействия возможны следующие случаи коррозионно-механического изнашивания: разрушение под воздействием жидкой или газовой агрессивной среды; изнашивание, усиленное окислением атмосферы; разрушение при наличии вибрации; явление фретинг-коррозии (контактной коррозии).

Наиболее распространено окисление металла кислородом атмосферного воздуха в процессе трения, сопровождающегося пластической деформацией поверхностных слоев. В результате на поверхности образуются крупные и твердые пленки окислов, которые разрушают новые слои металла. Продукты износа отделяются в виде порошка или частиц окислов, причем интенсивность процесса (0,1…0,5 мк/ч) по сравнению с другими его видами невелика. Однако при наличии явлений окислительного износа усиливается изнашивание деталей в результате механического воздействия сил трения. Этот вид изнашивания под воздействием кислорода, содержащегося в грунтах, характерен для рабочих органов землеройных машин, где он сопутствует механическому изнашиванию. Изнашивание может также происходить под действием жидкой агрессивной среды или вибрации. Этот процесс называется фретинг-коррозия.


Читать далее:

Категория: - Строительная техника и оборудование 4





Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины

 

Поиск по сайту:


Статьи по теме::
Пожарная безопасность на объектах работы строительных машин
Техника безопасности при эксплуатации строительных машин
Электробезопасность на объектах работы строительных машин
Обучение безопасным приемам работы в строительстве
Основные причины производственного травматизма
Ремонтные заводы для строительных машин
Ремонтные мастерские для строительных машин
Ремонт деталей и сборочных единиц гидравлических и пневматических систем
Ремонт металлоконструкций машин
Ремонт муфт, фрикционов и тормозов


Остались вопросы по теме:
"Трение и изнашивание поверхностей деталей строительных машин"
— воспользуйтесь поиском.


Машины городского хозяйства
Естественная история машин
Транспортная психология
Пожарные автомобили
Автомобили-рефрижераторы
Монтаж и эксплуатация лифтов
Тракторы