Ім'я файлу: МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ р.docx
Розширення: docx
Розмір: 38кб.
Дата: 08.04.2024
скачати
Розширення: docx
Розмір: 38кб.
Дата: 08.04.2024
скачати
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Національний університет «Запорізька політехніка»
Кафедра «Деталі машин і підйомні транспортні механізми»
Реферат
З предмету «Експлуатація та обслуговування машин»
На тему: «Види зношування»
студента групи МЗ-312СП
Лєдєньов Д.В.
перевірив
Глушко В.І.
м. Запоріжжя
2024
Поняття про знос
Термін служби машин визначається їх зносом, під яким розуміється значна втрата механізмами початкових експлуатаційних якостей. Фізико-механічні зміни у деталях машин, досягаючи граничного стану, визначають момент закінчення ресурсу роботи.
Зношування – процес поступової зміни розмірів та (або) форми деталей під час експлуатації машини. При певній величині таких змін настає різке погіршення експлуатаційних якостей окремих деталей, складальних з'єднань, механізму та машини загалом, що викликає необхідність ремонту (або відновлення).
Зношування – результат зношування, що визначається у встановлених одиницях. Зношування характеризує зміна геометричних розмірів (лінійний знос), маси або обсягу. Для ряду деталей обладнання розробники продукції встановлюють у технічній документації на виріб гранично допустимі значення зносу. Зазвичай граничні значення деталей встановлюють, керуючись такими ознаками:
- зниженням міцності та надійності деталі чи з'єднання;
- Зміною характеру сполучення (посадки);
- Впливом зношених деталей на роботу інших деталей, з'єднань і машини в цілому.
Швидкість зношування – відношення значення зношування до інтервалу часу, протягом якого він виник. Наприклад, мкм/ч. Швидкість зношування значно залежить від умов і режиму експлуатації, від матеріалу, якості поверхонь деталей, що сполучаються, характеру контакту та умов тертя, навантажень і відносного переміщення.
Зносостійкість – властивість матеріалу чинити опір зношування та характеризується величиною зворотної швидкості зношування. Для порівняння зносостійких властивостей матеріалів використовують поняття відносної зносостійкості. Відносна зносостійкість визначається ставленням зносостійкості випробуваного матеріалу до зносостійкості матеріалу, прийнятого за зразок при випробуваннях в однакових умовах. Наприклад, загартована сталь та термічно необроблена сталь.
У процесі експлуатації машини показники зношування деталей і пар не зберігають постійних значень. Вони змінюються у часі так званої кривою Лоренца, яка характеризується трьома тимчасовими періодами рис.1.1.
Мал. 2.1. Вплив часу експлуатації на інтенсивність зношування
I-період опрацювання; II - період зношування; III – період катастрофічного зношування.
Перший, найінтенсивніший період-період приробітку, характеризується підвищеною зміною мікрогеометрії, тепловиділенням, інтенсивним виділенням з поверхні тертя продуктів зносу. Другий - найбільш тривалий період зношування, що характеризується незначною інтенсивністю зношування і триває доти, поки зміни розмірів і форм деталей не вплинуть на умови їх роботи. Третій період – період катастрофічного чи аварійного зношування, у якому на зносові зміни накладаються корозійні, втомні процеси та процеси старіння матеріалу. Це практично передаварійний стан машини.
Види зносу
Знос поділяють на дві групи: 1 – природний чи нормальний та 2 – аварійний.
До першої групи відносять види зношування, що викликаються дією сил тертя, при цьому величина наростання зношування відповідає тривалому часу експлуатації верстатів. До другої групи відносять види зношування, інтенсивність яких наростає протягом короткого часу і досягає таких розмірів, при яких подальша експлуатація верстатів стає неможливою. Природне зношування може перейти в аварійний при порушенні правил експлуатації верстата. Так, наприклад, неминуче аварійне зношування шийок валу і підшипників у разі раптового припинення мастила.
Класифікація видів зношування
Залежно від переважання будь-якого чинника чи групи чинників за розрізняють такі види, підвиди та різновиди зношування табл. 1.1.
| Види зношування | Підвиди зношування | Різновиди зношування |
| | Абразивне | Зношування про закріплений абразив |
| | | Зношування в абразивному прошарку |
| | | Гідроабразивне зношування |
| | | Газоабразивне зношування |
| | Втомлене зношування | Холодне зношування |
| | Адгезійне зношування | Гаряче зношування |
| | Ерозійне зношування | Гідроабразивне ерозійне зношування |
| | | Газоабразивне ерозійне зношування |
| | Окисне | Хімічне окисне зношування |
| Корозійне | | Електрохімічне окисне зношування |
| | Водневе | |
| | Фреттінг-корозія | |
| Електроерозійне | | |
Механічний знос виникає в результаті втоми металу під дією сил тертя двох деталей, що сполучаються в процесі ковзання однієї деталі по іншій.
Дослідження показали, що на величину зношування деталей впливають такі фактори:
1) якість матеріалу деталей, що сполучаються;
2) якість поверхонь деталей, що труться;
3) навантаження на одиницю поверхні деталей, що труться;
4) час роботи деталей;
5) умови та якість мастила;
6) запобігання тертьових поверхонь від попадання пилу.
Механічне зношування – найпоширеніший вид. При цьому виді зношування відбувається стирання (зрізання) поверхневого шару металу у деталей, що спільно працюють, в результаті чого вони втрачають свої геометричні розміри. Механічний знос виникає при роботі таких поширених сполучень деталей, як «вал – підшипник ковзання», «станина – супорт», «поршень – циліндр» та ін. Величина і характер зносу залежать від фізико-механічних властивостей поверхневих шарів деталей, умов роботи поверхонь, що сполучаються , умов змащення поверхонь, що труться, ступеня шорсткості останніх та ін. Даний вид зношування має цілий ряд підвидів.
Абразивне зношування - виникає в тих випадках, коли поверхні, що труться, забруднюються дрібними абразивними частинками, що знаходяться у вільному або закріпленому стані Абразивні частинки, володіючи більшою, ніж метал деталей твердістю, руйнують поверхні, що труться, і різко збільшують їх знос. Частинки найчастіше бувають мінерального походження, продуктами зношування або наклепаними металевими фрагментами. Вони мають різну форму, часто гострі грані та ребра.
Основний механізм їхнього впливу – різання чи дряпання. Інтенсивність абразивного зношування прямо пропорційна твердості абразивних частинок і обернено пропорційна твердості поверхонь тертя. Тому матеріали високої твердості мають підвищену абразивну твердість.
У свою чергу абразивне зношування має такі різновиди:
- закріплений абразив – супроводжується зношуванням металу та попутним руйнуванням самого абразиву шляхом дроблення та сколу (небажане явище, тому що це обумовлює оновлення зношування абразиву) Основна ознака такого зношування – добре помітні ризики та подряпини різної протяжності, але завжди орієнтованих у напрямку.
При високих навантаженнях цей різновид абразивного зношування може перейти частково в теплове;
- зношування в абразивному прошарку виникає при динамічному контактуванні двох поверхонь, коли між ними потрапляють абразивні або інші тверді частинки. Ці частинки перешкоджають повному зближенню поверхонь, що контактують. Найчастіше таке зношування виникає у вузлах і зчленування типу «вал - втулка»;
- гідроабразивне зношування – відбувається в результаті дії твердих частинок, що знаходяться в рідині у зваженому стані та переміщуються щодо поверхонь деталей. При гідроабразивному зношуванні носієм абразивних частинок є рідина. Тому інтенсивність зношування залежить від факторів, пов'язаних із трибологічними властивостями рідини;
- газоабразивне зношування - зношування вільними абразивними частинками, що знаходяться в повітряному середовищі. Найбільший вплив на процес газоабразивного зношування надають енергетичні фактори (швидкість і маса частинок). На деталях, схильних до газоабразивного зношування, утворюється хвиляста поверхня у напрямку, перпендикулярному вектору швидкості потоку твердих частинок.
Втомне зношування – механічне зношування внаслідок багаторазового деформування мікрооб'ємів металу деталей. У процесі експлуатації багато деталей машин (вали, шатуни, пружини, зуби шестерень) піддаються тривалому впливу змінних навантажень. Ці динамічні навантаження набагато небезпечніші для міцності деталей, ніж статичні навантаження.
Явище руйнування матеріалу від дії змінних навантажень у теорії опору матеріалів отримало назву втома матеріалу. Розрізняють контактну втому поверхневих шарів, що виникає при терті кочення і проявляється у розвитку місцевих вогнищ руйнування, та втомне зношування при терті ковзання у вигляді відділення мікрооб'ємів матеріалу поверхневого шару деталі.
Вали, пружини та інші деталі руйнуються від втоми у поперечному перерізі. При цьому виникає характерний вид зламу з двома зонами: зоною тріщин, що розвиваються, і зоною, по якій стався злам Поверхня першої зони гладка, а другий - з раковинами, а іноді зерниста, Такий злам говорить про те, що причиною поломки є втома.
Для запобігання руйнації від втоми важливо правильно вибирати розміри поперечного перерізу деталі, що знову виготовляється або ремонтується; при цьому необхідно по можливості уникати різких переходів від одного розміру до іншого. Грубо оброблена поверхня, наявність рисок та подряпин можуть стати причиною виникнення втомних тріщин.
Адгезійне зношування - виникає внаслідок дії сил молекулярного зчеплення на поверхні розділу двох металевих деталей з утворенням адгезійних зв'язків (містків зварювання). Цей вид взаємодії називають також зношування при заїданні, схоплюванні.
Адгезійний знос виникає, коли частини, що труться, двох деталей мають невелику швидкість відносного переміщення ( v = l м/сек) і великий питомий тиск, який перевищує межу плинності металу на ділянках контакту. Це можливо за відсутності мастила та захисної плівки оксидів. Деталі, виготовлені з м'яких металів, піддаються більшому зносу, ніж тверді деталі, наприклад, цементовані і загартовані.
Фізично цей процес зношування характеризується глибинним вириванням матеріалу, переносом його з однієї поверхні тертя на іншу і впливу нерівностей, що виникли на сполучену поверхню. У процесі роботи машини відносне переміщення деталей призводить до вириву частинок металу однієї поверхні та наволочування їх на іншу. Утворюється міцне з'єднання контактуючих ділянок поверхонь тертя. Адгезійне зношування є одним з найбільш небезпечних та руйнівних.
Зношування при заїданні схильні до поверхні опор ковзання, що працюють при високих швидкостях і недостатній кількості мастила, наприклад, шийка колінчастого валу - вкладиш підшипника.
Сила адгезійної взаємодії залежить від ступеня шорсткості поверхонь, площі фізичного контакту, структури матеріалу, навантаження та температури на контакті. Для адгезійного схоплювання або заїдання матеріалів, що сполучаються, енергетичний стан на площі фактичного контакту може досягатися як за рахунок підвищення температури, так і за рахунок спільного пластичного деформування. У зв'язку з цим розрізняють два види заїдання: холодне при високих контактних тисках на плямах торкання, що досягають межі плинності матеріалу та гаряче – при високих швидкостях ковзання і температурах понад 100...150°С. Останній виникає при терті ковзання деталей, що працюють на великих швидкостях ( v = 3…4 м/сек) та з більшими питомими тисками. Тепловому зносу добре пручаються цементовані та загартовані деталі, а також деталі, виготовлені з теплостійких металів.
Ерозійне зношування – процес поверхневого руйнування металу під впливом довкілля (потоку рідини чи газу). Ерозійний вплив складається з тертя високошвидкісного потоку та його ударів об поверхню. В результаті такого впливу відбувається розхитування та вимивання окремих зерен або мікрооб'єму матеріалу з поверхні деталі. Розрізняють гідроерозійний (вплив потоку рідини) і газоерозійний (вплив потоку газу або стиснутого повітря) види зношування. Гідроерозійне зношування піддаються деталі паливних, масляних, водяних насосів, гідроприводів гальм, гідропідсилювачів машин. Газоерозійне зношування піддаються днища поршнів, поверхні камер згоряння, гільзи циліндрів, деталі компресорів.
Корозійне зношування - з'являється в деталях машин, що зазнають безпосереднього впливу води, повітря, хімічних речовин, температури. Під впливом корозії в деталях утворюються глибокі роз'їдання, матеріал набуває губчастої поверхні, втрачає механічну міцність. Зазвичай корозійне зношування супроводжується і механічним внаслідок поєднання деталей. У цьому випадку відбувається так зване корозійно-механічне зношування, тобто комплексний знос. Корозійне зношування виникає при терті ковзання у разі відсутності або наявності граничного мастила, а також тертя кочення з невеликими питомими навантаженнями. Корозійне зношування супроводжується двома взаємопов'язаними процесами: мікропластичною деформацією верхніх шарів і дифузією кисню в деформований метал. На початку корозійного зносу окислення проявляється у поверхневих шарах металу, тобто на поверхні тертя. В результаті утворюються тверді розчини кисню у металі. Ці розчини переміщуються та заповнюють усі нерівності поверхні у процесі руху деталей. Надалі відбувається утворення суцільних шарів хімічної сполуки кисню з металом. Окислений метал у вигляді порошку відокремлюється від основного металу, а на поверхні деталі утворюються поглиблення та нерівності.
Розрізняють три основні підвиди корозійного зношування: окисне, водневе та фреттинг-корозія.
Окислювальне зношування – зношування, при якому основний вплив на процес зношування має хімічна реакція матеріалу з киснем повітря з утворенням на поверхні тертя захисних окисних плівок, подальшим руйнуванням цих плівок в результаті тертя та багаторазовим повторенням процесу. Процес відбувається під одночасним впливом корозійного та механічного факторів.
За характером перебігу корозійних процесів розрізняють хімічну та електрохімічну корозію. При хімічній корозії спостерігається переважне розвиток лежить на поверхні металів окисних процесів із заснуванням оксидної плівки. Одним із головних факторів, що прискорюють цей процес, є температура. З підвищенням температури довкілля різко зростає хімічна корозія. До електрохімічної корозії відносяться всі випадки корозії у водних розчинах, при яких руйнування металів може відбуватися внаслідок утворення нерозчинних продуктів (іржі) або перехід металу у розчин у вигляді іонів.
Для збільшення ресурсу роботи вузлів тертя в умовах окисного зношування при конструкторському проектуванні рекомендується застосовувати корозійностійкі сталі з підвищеним вмістом хрому (12...15%) та нікелю (від 8% і вище). Введення в структуру приблизно 12% хрому сприяє різкому підвищенню стійкості корозійної сталі.
Водневе зношування - виявляється у підвищенні в поверхневих шарах концентрації водню (сильного окислювача), що призводить до процесів інтенсивного руйнування.
Природа водневого зношування полягає в наступному. Водень є одним з найлегших та найпоширеніших елементів. Він має найменший розмір атома (0,046 нм) та масу. В атомарному стані він має виняткову рухливість і проникаючу здатність в кристалічні решітки металів. Впроваджуючись через поверхневі дефекти всередину металу, він вступає у взаємодію з частинками водню, що вже є там, і поєднується з ними в молекули.
Об'єднані молекули займають більший обсяг, внаслідок чого всередині структури металу створюється напружений стан, особливо всередині найглибших і вузьких тріщин. При досить великій концентрації водню в поверхневому шарі розвиваються мікронапруги, що перевищують межу міцності металу, внаслідок чого відбувається його інтенсивне руйнування. Зовні це проявляється у вигляді поверхневого подрібнення або крихкого розтріскування.
Фреттинг-корозія – це процес руйнування поверхонь, що щільно контактують, пар «метал – неметал» або «метал – метал» при коливальних переміщеннях (вібраціях). Фреттінг-корозія є особливою формою зношування і за умов виникнення та характеру прояву має наступні відмінності від звичайного механічного зношування при ковзанні:
- внаслідок малих амплітуд змішування видалення продуктів зносу утруднене, тому пошкодження поверхні носить локальний характер;
- малі швидкості відносного переміщення;
- продуктами зносу при фреттинг-корозії металів є переважно їх оксиди.
На ділянках, уражених фреттинг-корозією, протікають складні одночасно діючі процеси схоплювання, абразивного руйнування, втомно-корозійного зносу. Це зношування виникає в місцях контакту щільно стислих деталей (наприклад, різьбові та заклепувальні з'єднання), якщо в результаті вібрації між їх поверхнями виникає мікроскопічне коливальне переміщення.
Електроерозійне зношування – ерозійне зношування поверхні внаслідок впливу розрядів електричного струму. Цей вид зношування притаманний контактів і роз'ємних з'єднань деталей системи електроустаткування, наприклад, «електропровід - висновок».
Характер зносу основних деталей машин
Деталі та вузли машин зношуються нерівномірно: залежно від умов роботи одні деталі зношуються швидше, інші – повільніше. Зношування деталей машин бувають нормальними і аварійними. Нормальним називають зношування, яке виникає при правильній експлуатації, в результаті тривалої роботи машини без помітного зниження якості роботи її. Аварійним називають швидко наростаючий (прогресуючий) зношування деталей, і протягом короткого часу досягає розмірів, при яких подальша робота машини стає неможливою.
Напрямні плоскі поверхні – піддаються механічному зносу, що відбувається нерівномірно з їхньої довжині. В результаті зношування порушуються площинність, прямолінійність і паралельність напрямних, у деяких випадках і перпендикулярність направляючих до базових поверхонь. Нерівномірні навантаження на напрямні за їх довжиною призводять до нерівномірного зношування. Наприклад, прямолінійні направляючі станини токарного верстата під дією великих місцевих навантажень (тиск супорта при різанні) набувають увігнутості в середній частині, а короткі напрямні супорта, що сполучаються з ними, стають опуклими.
Шпинделі верстатів – є найвідповідальнішими деталями та дуже складними у виготовленні. Вони піддаються зносу за такими конструктивними елементами: шийки підшипників, конусні отвори для інструменту, різьблення для кріплення патрона, місця для зубчастих коліс і шківів.
Корпусні (базові) деталі. Зношування та пошкодження виникають з різних причин. У литих корпусах з'являються тріщини, знос отворів під підшипники та різьбових отворів. Такі дефекти можуть виникнути внаслідок того, що корпусні деталі під час роботи верстата сприймають значні навантаження. Тріщини та пробоїни можуть утворюватися і від недбалого поводження з обладнанням.
Вали та осі. Зношування валів і осей проявляється в їх деформаціях (вали стають вигнутими, а осі скрученими). На шийках валів утворюються надири; циліндричні шийки стають конусними, бочкоподібними чи некруглими. Нерівномірність зношування шийок валів – результат дії різноспрямованих навантажень при обертанні.
Вали передають крутні моменти, які створюють значні знакозмінні навантаження. Під впливом цих навантажень у рухомих сполученнях руйнується загартований поверхневий шар, а нерухомих (посадкове місце валу – зовнішнє кільце підшипника) – ущільнюється метал, у результаті натяг перетворюється на зазор.
У валів та осей зношуються посадкові місця під підшипники, маточини, втулки, шестерні, центрові отвори, бічні поверхні шліців та шпонкових канавок. Шлиці валів зношуються в основному у верхній частині бічної поверхні. Допустимий знос шліців за товщиною 0,5...2,5 мм (залежно від призначення та розмірів шліців) . Рідше ушкоджується різьблення.
Ходові гвинти та гайки – мають трапецеїдальне або прямокутне різьблення. У гвинта та гайки зношується різьблення, нитки стають тоншими. Зношування різьблення, як правило, нерівномірне по довжині, так як більшість деталей оброблюваних на верстатах, мають меншу довжину, ніж ходовий гвинт. Сильніше зношується та частина різьблення, що працює більше. Гайки ходових гвинтів зношуються швидше, ніж гвинти. Причини: різьблення гайок погано захищене від забруднення, оскільки його незручно очищати від пилу та бруду; у деяких випадках гайки змащуються незадовільно; в роботі беруть участь усі витки різьблення, тоді як у гвинтів одночасно працює лише невелика частина його витків, що дорівнює числу витків гайки.
Зубчасті колеса та шестерні. Дефектами зубчастих коліс (шестерень) є зношування зубів по товщині і довжині, фарбування, сколювання і поломка зубів, тріщини на обід і маточини, зминання шліців і закруглень торців зубів. Менш зношуються кільцеві канавки під вилки перемикання передач та шліци маточини. Допустимий знос шліців 1,5...2,0 мм. Зношування зубів по товщині допускається до 0,2...0,5 мм. У шестернях машин фарбування цементованого шару не допускається. Причини зношування: часте перемикання коліс; періодичні дії згинальних моментів (зламання зубів); низька якість матеріалу та термічної обробки; порушення режиму мастила.
Циліндри та гільзи поршнів у двигунах, компресорах, молотах зношуються також нерівномірно. Зношування відбувається на ділянці руху поршневих кілець і проявляється у вигляді вироблення внутрішніх стінок циліндра або гільзи. Спотворюється форма отвору циліндра – утворюється нециліндричність, некруглість чи бочкоподібність. У циліндрів двигунів внутрішнього згоряння найбільшому зносу піддається їхня верхня кромка, що зазнає найвищих тисків і найбільших температур. У ковальсько-пресовому устаткуванні, навпаки, найбільше зношування в нижній частині циліндра – там, де знаходиться поршень під час удару.
Підшипники кочення - зношування піддаються робочі поверхні. На поверхнях кочення з'являються виразки, спостерігається відшарування поверхонь бігових доріжок та кульок. Під впливом надмірно щільних посадок підшипників на вал і корпус кульки і ролики защемляються між кільцями, в результаті можливі перекоси та інші небажані наслідки. Незначне зношування мають поверхні кілець, що сполучаються з валом (або гніздом корпусу).
Підшипники ковзання - збільшення розмірів і спотворення форм отворів (овальність), поява на робочих поверхнях задирів, подряпин, фарбування і стирання поверхневого шару. У деяких випадках зношування буває настільки великим, що мастильні канавки майже втрачають свої обриси, регулювання натягу для компенсації зношування стає неможливим.
Різьбові з'єднання – знос різьбових з'єднань відбувається внаслідок недостатньої або, навпаки, надмірної затяжки гвинтів та гайок. Особливо інтенсивне зношування, якщо працююче різьбове з'єднання сприймає великі або знакозмінні навантаження. Болти і гвинти при цьому розтягуються, спотворюється крок і профіль різьблення, гайка починає заїдати. Грані головок болтів та гайок найчастіше зношуються тому, що їх затягують ключами не тих розмірів.
Шпонкові сполуки. У з'єднаннях шпонки зношуються як шпонки, так і шпонкові пази. Можливі причини – ослаблення посадки деталі на валу, неправильне встановлення шпонки в паз шпонки.
Дискові та пальцеві муфти – внаслідок дії сил тертя найбільшому зносу піддаються торці дисків; на них з'являються задираки, порушується їх площинність. У пальцевих муфт зношуються отвори напівмуфт, які входять кільця. Іноді послаблюються і починають прокручуватися пальці, що призводить до зношування посадкових місць під пальці.
Шківи ременних передач. У шківів для плоских ременів внаслідок ковзання ременя зношується обід, через що погіршується зчеплення між ременем і шківом. Спостерігаються також надломи обода, тріщини на спицях, зношування отвору та шпонкового паза. Шківи клинопасових передач зношуються по поверхні канавок. Знос може бути настільки великим, що ремінь стосуватиметься дна канавки, що неприпустимо. Відбувається також злам буртиків, порушується балансування шківа.
Ознаки зношування
Зношування деталей і вузлів машин визначається різними методами діагностики, а також засобами контролю після розбирання її або окремих вузлів. У той же час, можливо про знос деталей машин можна судити візуально за характером їх роботи. Але для цього потрібні фахівці високої кваліфікації, які мають великий досвід обслуговування та ремонту машин.
Основними ознаками несправної роботи складальних вузлів та одиниць є підвищений шум, підвищений нагрівання та нерівномірність руху, а також неякісна обробка деталей.
Підвищений шум є наслідком пошкодження тіл кочення підшипників, зносу посадкових місць на валу та в корпусі, затискання тіл кочення через неправильне регулювання або відсутність мастила. При нормальній роботі чути слабкий шум – рівномірне тонке дзижчання. Свист або різкий (дзвінкий) шум вказує на те, що в підшипнику немає мастила. Грімкий шум (часті дзвінкі стуки) означає, що на кульках, роликах або кільцях з'явилися виразки або в підшипник потрапив абразивний пил або бруд. Глухі удари сигналізують про ослаблення посадки підшипника на валу. Нерівномірність обертання з'являється через неспіввісність опор підшипників на валу, пошкодження тіл кочення.
Шум у зубчастих передачах – ознака зношування профілю зубів. Глухі та різкі поштовхи відчуваються щоразу, коли змінюється напрямок обертання, а також при зносі деталей шпонкових і шліцевих з'єднань.
Підвищений нагрів також є ознакою несправної роботи. Він виникає внаслідок неспіввісності опор, неправильного регулювання зазорів, надлишку мастила, несправності ущільнень. Або, навпаки, через відсутність мастила в опорах високошвидкісних валів.
Неякісна обробка деталей. Зношування в складальних одиницях верстата можна встановити не тільки на слух, але і по виду поверхонь деталей, оброблених на цьому верстаті.
Якщо, наприклад, при поздовжньому точенні деталі на ній з'являються через рівні проміжки кільцеві виступи або западини, то це означає, що у фартуху токарного верстата зносилися зубці рейкового колеса, а також рейки - рух супорта замість плавного став уривчастим. Цей дефект часто викликається також зносом направляючих станини і каретки супорта, що порушує співвісність отворів фартуха і коробки подач, через які проходить ходовий вал.
Якщо оброблювана деталь виходить конусною, значить, зношені підшипники шпинделя (переважно передній) і направляючі станини, а коли овальної - зношена шийка шпинделя.
Заходи щодо підвищення довговічності обладнання
Для забезпечення нормального зносу деталей, що сполучаються здійснюють в основному заходи, передбачені ППР. Серед цих заходів можна виділити три основні: періодичний огляд, первісний приробіток ( в т.ч. після ремонту ) та мастило.
Періодичний огляд
Зі збільшенням зазорів між деталями, що сполучаються, слідом за нормальним зносом настає катастрофічний знос, що призводить до ненормальної роботи обладнання, а згодом до його аварій. Одним із профілактичних засобів попередження аварії є періодичні огляди обладнання, вузлів та відповідальних деталей. p align="justify"> При періодичних оглядах визначають, які деталі і вузли можуть бути залишені до наступного планового ремонту, а які підлягають ремонту або заміні. Придатність деталей та вузлів у подальшій роботі встановлюють оглядом, обміром та іншими засобами. Величини проміжків вказуються в інструкціях з поточного ремонту.
Початковий доробок деталей обладнання
Істотний вплив на працездатність обладнання робить підробіток деталей у процесі початкової експлуатації нових і відремонтованих вузлів верстатів. Найбільш інтенсивний знос деталей, що сполучаються, протікає при роботі в перші 8-12 год. У цей період в окремих ланках верстата виділяється тепло внаслідок підвищеного тертя, з'являються незначні вібрації, шум та інші відхилення. Перший період характерний низьким к. п. д. верстата, так як значна частина енергії витрачається на подолання сили тертя між деталями, що ще не припрацьовані. У процесі приробітку деталей і вузлів необхідно застосовувати рясно мастило поверхонь, що труться. У цей час вирівнюються нерівності на поверхнях, що залишилися після механічної обробки деталі. Дрібні частинки нерівностей, що відірвалися, потрапляють між гребінцями, утворюючи нові нерівності. Нові нерівності, у свою чергу, у процесі подальшого опрацювання змінюють форму, розмір і напрямок. Ці нові нерівності мають напрямок у бік руху ковзання і є оптимальними в процесі подальшого зносу деталей, що сполучаються.
Після закінчення приробітку верстата необхідно злити з усіх ємностей масло, забруднене частинками металу, що відокремився, і сторонніми домішками; далі бажано знову залити всі ємності олією, включити верстат на 10-15 хв і провести злив другої порції олії. Ця умова є обов'язковою для прецизійних верстатів. Після заливання свіжої олії верстат може бути введений в експлуатацію.
Для прискорення процесу приробітку в масло додають графітну суміш. Суміш готують з 5% тонкоподрібненого сріблястого лускатого графіту в розчині індустріального масла 12 або 20. Цей розчин після збовтування повинен відстоятися протягом двох діб, потім ¾ верхнього шару суміші зливають для додавання в ємність верстата. У процесі приробітку графіт прилипає до поверхні металу і тертя відбувається не між металами, що сполучаються, а між металом і графітом, внаслідок чого здійснюється більш тонке спрацьовування гребінців, отже, підвищується чистота поверхні і процес приробітку прискорюється.
Після правильного проведення підробітку процес зношування протікає дуже повільно.
Змащення обладнання
У процесі роботи між двома поверхнями, що сполучаються (наприклад, вал і підшипник) і змащувальним матеріалом, що знаходиться між ними, виникає тертя. Внаслідок тертя на поверхнях тертьових деталей з'являються окремі перегріті зони, а також молекулярні хімічні та структурні процеси, які змінюють якість матеріалів шарів, що сполучаються.
Структури металу в поверхневих шарах та внутрішніх частинах деталей мають суттєві відмінності. На поверхнях деталей відбуваються різноманітні адсорбційні процеси. У масляний шар підшипника проникає кисень повітря, що окислює поверхню шийки валу, утворюючи на ній тонкі плівки оксидів. Незначна кількість кислот, що міститься в мастилі, діє в процесі роботи на ферит.
Якщо обладнання працює на підвищених режимах і з недостатнім надходженням олії, окремі зони деталей, що сполучаються, перегріваються. Масло, що потрапило на перегріті зони, розкладається, виділяючи при цьому вуглець, який з'єднується з вільним феритом шийки. Поверхня шийки навуглерожується, а при попаданні в зону рясного мастила відбувається загартування і, навпаки, при попаданні в зону нагрівання відбувається відпустка.
Попадання води на поверхні, що труться, викликає утворення оксидів заліза. Наприклад, якщо застосовувана емульсія бідна концентрації (надлишок води), то поверхні направляючих станини за кілька годин можна знайти сліди корозії. Масляна плівка міцно охоплює поверхню деталі та пручається навіть високим тискам при роботі в нормальних умовах. Але якщо нагрівання деталей збільшується і досягає 220°С, масляна плівка руйнується, знос тертьових поверхонь збільшується - відбувається схоплювання або заїдання поверхонь, що труться, що призводить до катастрофічного зносу деталей, що сполучаються. У разі ми спостерігаємо процес сухого тертя.
У рідинній фазі масляний шар поділяє тертьові поверхні деталей верстатів і врівноважує прикладене навантаження.
Висновки. Процеси зношування різноманітні, досить добре вивчені. При ремонті машин та їх елементів необхідно встановити – ступінь зносу, динаміку зношування з напрацювання та причини виникнення зносу. Ця інформація дозволить провести оцінку технічного стану машини, вибрати спосіб відновлення зношених поверхонь деталей, що забезпечує необхідний рівень зносостійкості, визначити ресурси деталей, вузлів, агрегатів та відремонтованої машини загалом.