Жуйков В.А. Эксплуатация и ремонт оборудования

Подождите немного. Документ загружается.

абразивной пасты, которая в свою очередь вызывает интенсивное притирание поверхно-

стей и изнашивание сопрягаемых поверхностей.

Молекулярно-механический износ заключается в прилипании одной поверхности к другой,

т.е. в их схватывании, что препятствует взаимному перемещению деталей, требует усилий для

их перемещений и приводит к вырыванию отдельных частиц с поверхности. Он возникает

при недостаточной смазке в сопряжениях, при значительных удельных давлениях, когда

две сопрягаемые поверхности сближаются настолько плотно, что между ними начинают

действовать молекулярные силы, приводящие к их схватыванию.

Коррозионный износ.

Коррозией называется процесс разрушения металлов при их химическом, электро-

химическом или биологическом взаимодействии с окружающей средой. Иногда коррозией

называют результат этого процесса. Процесс коррозии самопроизвольный, он приводит к

снижению свободной энергии вещества, т.е. получению термодинамически более устой-

чивых по сравнению с исходным металлом соединений. Слежует отличать коррозию от

эрозии. Эрозия представляет собой постепенное механическое разрушение металла, на-

пример, при истирании трущихся частей механизма.

Вред, наносимый коррозией, огромен. Только черных металлов разрушается до 10%

от выпускаемого количестваю Однако ущерб определяется не только чистым весом

разрушенного металла, но и в значительно большей степени стоимостью тех конструкций,

которые вышли из строя из-за подчас незначительного очага коррозии, а также стоимо-

стью ремонта испорченного оборудования, нередко исключительно трудоемкого и доро-

гостоящего (например, обнаружение и ремонт поврежденного участка морского кабеля

или магистрального трубопровода). В сумму ущерба от коррозии входит и стоимость всех

мероприятий по борьбе с коррозией, включая применение многочисленных защитных по-

крытий (металлических, лакокрасочных и др.), применение дефицитных и дорогостоящих

конструкционных материалов и т.п.

По механизму процесс коррозии классифицируется следующим образом.

1. Химическая коррозия – процесс, протекающий за счет гетерогенной химической

реакции без разделения на отдельный стадии. Продукты коррозии образуются непо-

средственно на участке, подвергаемом коррозии. К ней относят коррозию газовую (на-

пример, окисления металла при нагреве) и коррозию в не электролитах.

2. Электрохимическая коррозия – процесс, подчиняющийся законам электрохи-

мической кинетики. В отличие от химической коррозии в этом случае всегда протекают

две группы реакций – катодная и анодная, которые не обязательно локализованы на опре-

делнных участках поверхности корродирующего образца. За счет возникающего электри-

ческого тока возможно удаление продуктов коррозии от участков разрушения.

Различают несколько видов электрохимической коррозии:

• атмосферная коррозия в среде влажного газа, в подавляющем большинстве случаев

– в воздушной среде;

• жидкостная коррозия, или коррозия в электролитах, включая расплавленные соли;

• грунтовая или подземная коррозия металлических сооружений, уложенных в

землю;

• электрокоррозия, возникающая под действием внешнего источника тока, например,

коррозия под действием блуждающих токов, или коррозия (растворение) нерастворимого

анода работающего электролизера.

Биохимическая коррозия – процесс, связанный с воздействием микроорганизмов на металл.

При этом металл, разрушаясь, или является питательной средой, или подвергается действию

продуктов выделения микроорганизмов. Биохимическая коррозия в чистом виде встречается

редко, так как следы влаги уже приводят к параллельному протеканию электрохимической

коррозии (например, грунтовой).

По характеру разрушения коррозия делится на сплошную, или общую, и местную, или

Рисунок 3.3 Виды коррозийного разрушения: а) сплошная равномерная коррозия; б

– сплошная неравномерная коррозия; в – избирательная коррозия; г- неравномерная

коррозия пятнами; д – неравномерная точечная коррозия; е – межкристаллитная

коррозия; ж – внутрикристаллитная коррозия при коррозийном растрескивании под

действием внешних сил F

Общая коррозия называется равномерной, если фронт коррозийного разрушения

распространяется параллельно плоскости металла (рис.3.3 а), и неравномерной, если ско-

рость коррозии на различных участках неодинакова (рис3.3 б).

Примером общей коррозии является избирательная коррозия, которая характерна для сплавов

– твердых растворов. Она заключается в разрушении одного из компонентов или одной из

структурных составляющих сплава. Например, в случае коррозии латуни разрушается цинк,

ионизируясь и переходя в раствор, а поверхностный слой в результате обогащается медью

(рис.3.3 в).

Местная коррозия имеет ряд разновидностей, среди которых наиболее распространены

следующие:

• коррозия патнами, в виде отдельных раковин, наименее неравномерная (рис.3.3 г);

• точечная или питинговая коррозия – разрушение в глубину металла с образованием

пор, вплоть до сквозных (рис.3.3 д);

• межкристаллитная коррозия – разрушение металла по границам кристаллов. При

этом внешних проявлений процесса может и не наблюдаться (рис3.3. е);

• внутрикристаллитная коррозия – разрушение металла по зернам кристаллов (рис.3.3

ж). Этот вид коррозии наблюдается при коррозийном растрескивании, протекающем под

влиянием внешних механических нагрузок или внутренних напряжений.

Методы оценки коррозии

Существуют как качественные, так и количественные методы оценки коррозийного

процесса. Методы качественной оценки играют вспомогательную, хотя и весьма сущест-

венную, роль, позволяя получить представление о характере и интенсивности процесса.

Наиболее распространенными среди методов количественной оценки коррозии являются

весовой и объемный, а также метод, учитывающий изменение механических или физиче-

ских свойств корродирующего образца.

Качественная оценка. Сущность этих методов сводится к визуальному контролю:

а) состояния поверхности детали (определение степени равномерности коррозии, характера

продуктов коррозии и прочности сцепления их с металлом и др.);

б) состояния раствора, в который погружен испытуемый образец (появление продуктов

коррозии в виде осадка, мути и др.);

в) изменение цвета индикаторных растворов.

Индикаторные растворы применяют для определения катодного и анодного участков на

корродирующем образце. Так, если поверхность стальной детали покрыть раствором,

содержащим красную кровяную соль и фенолфталеин, то на анодном участке появляется

синее окрашивание, катодный участок розовеет, так как при коррозии с кислородной

деполяризацией происходит подщелачивание католита.

Весовой метод. Если коррозия является общей и равномерной, то глубина коррозии прямо

пропорциональна изменению веса испытуемого образца. Эта зависимость и лежит в основе

весового метода.

Если продукты коррозии имеют слабое сцепление с металлом и осыпаются или могут

быть удалены каким-либо способом, то скорость коррозии определяется по убыли в весе.

При этом удаление продуктов коррозии производят или механически или химически за

счет растворения образовавшихся соединений. Если продукты коррозии досточно прочно

держатся на поверхности, то определяется привес образца. Зная их химический состав,

можно рассчитать количество прокорродировавшего металла. Скорость коррозии в этих

случаях выражается весовым показателем К, который определяет изменение веса образца,

отнесенное к единице площади поверхности за единицу времени. Чаще всего весовой

показатель измеряется в г/м

-ч или мг/см

-сутки.

Недостаток весового показателя заключается в невозможности сравнивать между собой

металлы с различной плотностью. При одинаковой скорости коррозии свинца и магния,

выраженной в г/м

-ч, фактическая глубина коррозии магния будет в 6,5 раза больше.

Исправляет этот недостаток глубинный показатель коррозии П, который учитывает

плотность металла и имеет размерность мм/год.

Существует 10-балльная шкала коррозийной стойкости металлов, рекомендуемая ГОСТом

13819 (табл. 3.1 ). Группа стойкости служит для более грубой оценки коррозийной стойкости,

баллами пользуются для более точной оценки.

Таблица3.1 Десятибалльная шкала коррозийной стойкости металлов (ГОСТ 13819-68)

Группа стойкости

Глубинный показатель

коррозии, мм/год

Балл

Совершенно стойкие

Весьма стойкие

Стойкие

Пониженностойкие

Малостойкие

Нестойкие

0.001

0,001-0,005

0,005-0,01

0,01-0,05

0,05-0,1

0,1-0,5

0,5-1,0

1,0-5,0

5,0-10,0

>10,0

Например, при изготовлении деталей неответственного назначения могут применяться

металлы с баллом не выше 7. Однако шкала стойкости, применяемая в случаях не-

равномерной коррозии, не является универсальной. Допустимость той или иной скорости

коррозии зависит от назначения детали и условий ее эксплуатации.

Общим недостатком весового метода является необходимость испытывать большое

количество образцов, поскольку опыт с одним образцом дает, как правило, одну точку на

кривой «показатель коррозии – время».

Объемный метод. Его сущность заключается в определении количества газа, выделяющегося

или поглощающегося в процессе коррозии. Электрохимическая коррозия часто протекает с

водородной деполяризацией, и тогда в ходе процесса выделяется водород. Если же коррозия

идет с кислородной деполяризацией, то происходит поглощение кислорода.

Определение выделяющегося водорода производится с помощью так называемого

водородного коррозиметра. В простейшем виде он представляет собой газовую бюретку

с газосборной воронкой в нижней части. Под воронку, погруженную в коррозионный рас-

твор, помещают испытываемый образец. Принцип действия прибора для определения по-

глощения кислорода сводится к замеру степени разрежения в сосуде с образцом, запол-

ненным коррозионным раствором.

Объем газа, выделившегося или поглощенного в процессе коррозии за единицу времени,

отнесенный к единице поверхности образца, называется объемным показателем коррозии

(мл/см2-час). Зная объем газа, нетрудно по уравнению реакции рассчитать количество

прокорродировавшегося металла за любой отрезок времени. Если коррозия металла

протекает без химического растворения, то по количеству растворенного в единицу времени

металла с помощью закона Фарадея можно определить скорость коррозии, выраженную в

единицах плотности тока ( мА/см

). Это токовый показатель коррозии D.

Преимущества объемного метода прежде всего в том, что он позволяет наблюдать за

кинетикой процесса на отдельном образце, что ускоряет и упрощает испытания. В то же

время аппаратурно значительно усложняется и теряет точность, если коррозия протекает со

смешанной кислородно-водородной деполяризацией.

Определение изменения механических и физических свойств. Этот метод применяется в

случаях как равномерной, так и неравномерной коррозии. Так, о скорости коррозии можно

судить по понижению прочности образца за период коррозионного испытания. В случае

испытания на разрыв показатель коррозии Кс будет равен

Кс = (σ0 - σ1)/ σ0, (3.1)

где σ0 – предел прочности до испытаний, σ1 – предел прочности после испытания, отне-

сенный к начальному сечению.

Аналогично оценивается показатель коррозии и для других видов механических испытаний.

Метод дает относительные результаты, а точность определения зависит от начального

сечения образца. Чем меньше сечение¸ чем выше величина относительного изменения

Δ σ, тем точнее результат. Поэтому он применяется при определении скорости коррозии

проволоки, листового материала, труб. Этот метод с успехом используется для обнаружения

межкристаллитной коррозии.

Определять можно также такие свойства, как электросопротивление, отражательная

способность поверхности и даже характер металлического звука, издаваемого образцом.

Последний метод является качественным.

Особенно точным является метод измерения электрического сопротивления, позволяющий

количественно оценить изменение скорости межкристаллитной коррозии:

КR = (Ri –R0)/ R0 * 100%. (3.2)

Чем тоньше материал, тем точнее измерение. Метод наиболее эффективен при исследова-

нии проволоки или тонкого листового материала толщиной примерно до 3 мм.

Коррозионно-механический износ является комплексным видом механического и

коррозионного износа, является более интенсивным из всех перечисленных, что приводит

к резкому выходу из строя поверхностей отдельных деталей и сопряжений. Такой вид

износа совершенно недопустим при работе станочного оборудования с ЧПУ, что обеспе-

чивается повышенными требованиями к температурным режимам и влажности воздуха в

помещениях, где эксплуатируется это оборудование.

Эрозионное изнашивание происходит в результате воздействия на поверхность потока

жидкости, газа, твердых частиц.

Эрозия в широком понятии – процесс поверхностного разрушения вещества под воздействие

внешней среды. В машиностроении эрозия имеет более узкое понятие - разрушение

поверхности материала вследствие механического воздействия высокоскоростного потока

жидкости, газа или пара. Разрушение металла под действием электрических зарядов также

относится к эрозии.

Эрозионное воздействие высоко скоростного потока жидкости, газа или пара в чистом виде

слагается из трения сплошного потока и его ударов о поверхность. В результате трения

происходит расшатывание и вымывание отдельных объемов материала. В зависимости

от свойств материала возможны вырывы отдельных объемов или групп зерен. Жидкость,

внедряясь при ударах в образовавшиеся микротрещины, ведет себя подобно клину, раздвигая

боковые стенки. Если поток содержит абразивные частицы, то изнашивание становится

эрозионно-абразивным.

С удалением поверхностных локальных микрообъемов при повторных воздействиях

частиц возникают ярко выраженные неровности и углубление поверхности. Интенсив-

ность эрозионного разрушения зависит от прочности когезионных связей в материале;

энергия, выделяющаяся в момент соударения частиц с поверхностью, может вызвать час-

тичное оплавление места контакта. Эрозия при воздействии воды происходит вследствие

трения потока о поверхность и от ударного воздействия частиц потока. При этом может

иметь место процесс электрохимической коррозии, поэтому во многих случаях эрозион-

ное изнашивание сопровождается коррозийно-механическими разрушениями. Интенсив-

ность эрозионного изнашивания зависит от скорости потока, угла атаки с изнашивающей-

ся поверхностью, механических свойств и концентрации воздействующих частиц, агрес-

сивности среды – носителя, физико-механических и химических свойств поверхностных

и приповерхностных слоев материала. Отмечают эрозионное разрушение при гидроабра-

зивном и газоабразивном воздействии среды.

Гидроабразивное изнашивание имеет место в различных деталях гидромашин, патрубков,

землесосов, турбобуров и др. Воздействующими факторами являются абразивные частицы

и поток жидкости, несущие твердые частицы. Механическое воздействие твердых частиц

может сочетаться с коррозийным и кавитационным разрушением. При возникновении ядер

кавитации в потоке жидкости вследствие существования микрообъемов воздуха, пузырьков

возможна реализация двух механизмов разрушения - гидроабразивного и кавитационного.

Во времени абразивный износ развивается приблизительно линейно, кавитационный

– в существенно нелинейной зависимости. На разрушения при абразивном изнашивании

влияют соотношение значений твердости материала и абразива, величина угла атаки.

Газоабразивное изнашивание происходит в результате воздействия твердых частиц,

увлекаемых газовым потоком. Газоабразивное изнашивание типично для газовых

турбин, доменного производства, газодобывающих агрегатов, оборудования, устройств

пневмотранспорта и др. Главными факторами влияния в этом случае являются скорость

потока абразивных частиц, угол атаки, свойства и концентрация абразива, физико-

химические характеристики среды.

Необходимо учитывать при подборе материалов возможное коррозийное воздействие газовой

среды и электрохимические процессы при взаимодействии среды и частиц. Повышение

износостойкости за счет увеличения твердости может быть получено путем легирования,

химико-термической и физической (лазерной, плазменной и др.) обработками поверхности,

но не путем повышения твердости материала наклепыванием.

Эрозионный вид изнашивания может возникать также в результате воздействия разрядов

при прохождении электрического тока.

Кавитационное изнашивание возникает при относительном движении твердого тела и

жидкости в условиях кавитации. Этот износ характерен для деталей машин, работающих в

жидких средах.

Кавитация дословно означает полость, каверна. Однако под кавитацией понимают

явление образования в движущемся по поверхности твердого тела потоке жидкости пус-

тот в виде пузырей, полос и мешков, наполненных парами, воздухом или газами, раство-

ренными в жидкости и выделившимися из нее. Это явление обусловлено следующим. В

движущемся с большой скоростью потоке при его сужении и наличии препятствий на его

пути давление может упасть до величины, соответствующей давлению парообразования

при данной температуре. При этом, в зависимости от сопротвления жидкости растяги-

вающим усилиям, может произойти разрыв, нарушение сплошности потока. Образующая-

ся пустота заполняется паром и газами, выделившимися из жидкости. Воздух, вовлекае-

мый в поток, облегчает возникновение кавитации. Образовавшиеся парогазовые пузыри

размером порядка десятых долей миллиметра, перемещаясь вместе с потоком, попадают в

зоны высоких давлений. Пар конденсируется, газы растворяются, и в образовавшиеся пус-

тоты с громадным ускорением устремляются частицы жидкости; происходит сопровож-

даемое ударом восстановление сплошности потока. Возникают ударные волны на поверх-

ностях деталей. В момент удара упругое сжатие жидкости и ее поведение подобно твер-

дому телу, отвердение жидкости протекает в миллионные доли секунды, затем следует

период растекания жидкости на твердой стенке. Кавитационный износ (кавитационная

эрозия) металлических тел имеет вид выдавленных кратеров, периодически образующих-

ся в процессе работы деталей

Кавитационный пузырек может вырасти за 0,002 с до 6 мм в диаметре и полностью

разрушиться за 0,001 с. В определенных типах кавитации на площади в 1 см2 в течение 1 с

могут образоваться и разрушиться более 30 млн кавитационных пузырьков.

Кавитационному изнашиванию подвержены различные детали гидромашин, рабочие колеса

насосов, гребных винтов, лопастных гидротурбин. Явление кавитации вызывает вибрации,

стуки и сотрясения, что приводит к расшатыванию крепежных связей, обрыву болтов,

смятию резьб, фрикционной коррозии стыков, нарушению уплотнений и усталостным

поломкам

Кавитационное изнашивание зависит от условий зарождения и увеличения кавита-

ционных каверн, процесса захлопывания каверн и интенсивности кавитационных ударов,

от свойств материалов и покрытий, от кинематических и динамических параметров пото-

ка. Местные неровности, волнистости, шероховатости, выступы способствуют возникно-

вению процесса кавитации и изнашиванию. Предупредить кавитацию можно, проектируя

гидромеханическую систему так, чтобы во всех точках потока давление не опускалось ниже

давления парообразования.

Значительное влияние на кавитационный износ оказывает скорость потока жидкости и

вибрация контактирующих с жидкостью деталей (вибрационная кавитация). Изменением

физико-механических свойств жидкости, вязкости, прочности тела, поверхностного

натяжения, температурой можно повлиять на интенсивность кавитационного изнаши-

вания. Кавитационная стойкость материала определяется его составом и структурой. По-

вышение содержания углерода в углеродистой стали увеличивает ее стойкость. Однако,

начиная с 0,8% С, она начинает падать. Пластинчатый перлит более стоек за счет снижения

количества феррита, увеличения степени дисперсности и др. Шаровидная форма графита

благоприятна. Наиболее стойким является низколегированный чугун (1% Ni, 0,3% Mo) с

шаровидным графитом. Закалка с нагревом ТВЧ, цементация, поверхностное упрочнение

увеличивает стойкость.

Сверхразвитая кавитация (суперкавитация) перестает изнашивать поверхности.

Вибрационная кавитация возникает при колебании твердого тела относительно жидкости.

Давление в жидкости на границе раздела с твердым телом может упасть и вызвать образование

кавитационных пузырей. Условия кавитации зависят от внешнего давления на систему и

насыщенности жидкости воздухом.

Вибрационную кавитацию могут выхвать звуковые колебания, особенно ультразвуковые.

Звуковые волны ускоряют окислительно-восстановительные реакции, вызывают

внутримолекулярные перегруппировки вещества, усиливают диспергирование, ускоряют

процессы мойки и обезжиривания поверхностей и вызывают коагуляцию мелких частиц.

Вибрационная кавитация проявляется в двигателях внутреннего сгорания, особенно на

наружных поверхностях гильз в результате их колебаний от ударов поршня. Износ от

кавитации наружной стенки гильзы может быть в 3-4 раза больше, чем износ внутренней

поверхности от действия поршневых колец.

3.2.2 Закономерности изнашивания деталей и сопряжений

Механический износ деталей, имеющих направляющие плоскости обычно происходит

неравномерно по длине, в результате чего нарушается плоскостность, прямолинейность и

параллельность направляющих, в некоторых случаях нарушается перпендикулярность к

каким либо поверхностям. Например, прямолинейные направляющие 2 станка (рис. 3.4 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. 3.4, 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

ДВС наибольшему износу подвергается 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. 3.4 в) проявляется в истирании и задирах на юбке 3, изломе перемычек

4 между канавками, появлении трещин в днище 5 и разработке отверстия 6 под поршневой

палец.

Износ валов (рис.3.4, г,д) проявляется возникновением различных дефектов: валы становятся

изогнутыми, скрученными, 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 тяжести, то износ появляется в нижней части подшипника

(рис. 3.4, г).

В зубчатых передачах наиболее часто изнашиваются зубья (рис.3.4, з,и): 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 происходят

по трем основным причинам:

• перегрузка зубчатой передачи;

• попадание в нее посторонних тел;

Рисунок 3.4 Характер механического износа деталей: а) направляющих станины и

стола; б – внутренних поверхностей цилиндра; в – поршня; г, д – вала; е – резьбы винта

и гайки; ж – дисковой фрикционной муфты; з,и – зубьев колес. 1 – стол, 2 – станина,

3 – юбка, 4 – перемычка, 5 – днище, 6 – отверстие, 7 – подшипник, 8 – шейка вала, 9

– зазор, 10 – винт, 11 – гайка, И – место износа, Р – действующие усилия

• неправильная сборка (например, крепление зубчатых колес на валу с перекосом

осей).

Ходовые винты имею трапецеидальную или прямоугольную резьбу. У винта и его гайки

изнашивается резьба, витки становятся тоньше (рис.3.4, е). Износ резьбы у винтов, как

правило, неравномерный, 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. При-

чины 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.

Аналогичные проблемы есть и у зажимных винтовых пар., например у зажимных винтов

часто отвертываемых крепежных болтов. Особенно интенсивен износ, если работающее

соединение воспринимает большие или знакопеременные нагрузки: болты и винты

растягиваются, шаг резьбы и ее профиль искажаются, гайки начинает «заедать». В этих

случаях возможны аварийные поломки деталей соединения. Грани головок болтов и гаек

чаще всего изнашиваются потому, что их отвертывают несоответствующими ключами.

У дисковых муфт в результате действия сил трения наибольшему износу подвергаются

торцы дисков (рис.3.4, ж); их поверхности истираются, на них появляются царапины,

задиры, нарушается плоскостность.

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.3.5 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.

Рисунок 3.5 Износ подшипников качения: а – вследствие перекоса; б – при прово-

рачивании внутреннего кольца на валу; в – из-за чрезмерного натяга; г – из-за

неисправного сальника, И – место износа

Различные поверхности скольжения также подвержены характерным видам износа

(рис.3.6). В процессе эксплуатации зубчатых передач вследствие контактной усталости

материала рабочих поверхностей зубьев и под действием касательных напряжений возни-

кает выкрашивание рабочих поверхностей, т.е. отделение частиц материала, приводящее к

образованию ямок на поверхности трения (рис.3.6 а). Разрушение рабочих поверхностей

зубьев вследствие интенсивного выкрашивания (рис.3.6 б) часто называют отслаиванием

(происходит отделение от поверхности трения материала в форме чешуек).

На рисунке 3.6 в показана поверхность, разрушенная коррозией. Поверхность чугунного

порошкового кольца повреждена вследствие эрозионного изнашивания, которое происходит

при движении поршня в цилиндре относительно жидкости. Находящиеся в в жидкости

пузырьки газа лопаются вблизи поверхности поршня, что создает местное повышение

давления или температуры и вызывает износ деталей. На поверхности тормозного барабана

(рис.3.6, д) показаны риски, которые появляются при воздействии на вращающийся барабан

твердого тела или твердых частиц. Задиры (рис.3.6, е) образуются в результате схватывания

поверхностей при трении вследствие действия между ними молекулярных сил. На рис.3.6,ж

показана рабочая поверхность детали с налипшими на нее посторонними частицами, а

Рисунок 3.6. Характерные виды износа поверхностей скольжения: а - выкрашива-ние;

б – отслаивание; в – коррозия; г – эрозия; д – царапины; е – задиры; ж – налипание; з

– глубинный вырыв материала и перенос его с другой поверхности трения

на рис. 3.6,з – поверхность детали с износом при заедании в результате схватывания –

глубинного вырыва материала и переноса его с другой поверхности трения.

3.2.3 Закономерности изнашивания типовых деталей МРС

Станина является базирующим узлом станка. Поэтому износ направляющих станины

является главной причиной вывода станков из строя, ибо в результате износа нарушается

положение деталей на станке.

В большинстве случаев станины МРС находятся в неблагоприятных условиях вследствие

наличия поверхностей трения, не полностью защищенных от попадания стружки, абразива,

пыли и т.д., а также наличия медленных перемещений (движение подачи) и реверсирования

деталей, при которых не обеспечивается жидкостное трение.

Правильная и своевременная смазка направляющих значительно уменьшает износ их

трущихся поверхностей. Однако при плохой защите направляющих от попадания на них

абразивов смазка в некоторых случаях может даже способствовать износу, например, при

обработке чугуна и особенно при обдирке. Объясняется это тем, что на смазанных по-

верхностях лучше концентрируются абразивные частицы, а кроме того, мельчайшие абра-

зивы, примешанные к маслу, образуют притирочную массу, интенсивно изнашивающую

поверхность трения.

Износ направляющих станины в зависимости от режима работы станка и правильной

эксплуатации составляет 0,04-0,1 мм и более в год.

Основной причиной износа направляющих тяжелых станков, как, например, продольно-

строгальных, продольно-фрезерных, расточных, карусельных и др., а также станков

средних размеров с высокими скоростями движения по направляющим является кон-

тактное схватывание – заедание. Сопутствует ему по этой группе станков абразивное из-

нашивание.

На интенсивность изнашивания направляющих оказывают влияние следующие факторы:

свойства материала детали (химического состава, структуры и твердости); конструкции

направляющих и защитных устройств; системы смазки и применяемых масел; технологии