Typer av slitage. Typer och orsaker till slitage av delar Typer av slitage på delar
Under drift förändras utrustningen och dess delar, som utsätts för olika påverkan, i tillstånd, storlek och egenskaper. Dessa förändringar kan fortgå smidigt (regelbunden förändring) och abrupt (oregelbunden förändring). Orsakerna till dessa förändringar är förslitningsfenomen, uppskattade genom att ändra maskinelementens geometriska dimensioner, deras massa eller av andra indirekta tecken (nötning på grund av formförändringar utan massaförlust, etc.).
ha på sig- en process som leder till en förändring inte bara i det yttre utan också i hållfasthetsegenskaperna hos maskinelement, vilket gradvis minskar deras tillförlitlighet och leder till fel i driften.
Den mest intensiva slitageprocessen sker i de konjugerade elementen i maskiner, särskilt när de rör sig inbördes. På fig. 7 visar de viktigaste faktorerna som bestämmer slitageprocesserna i maskiner.
Ris. 7. Huvudfaktorer som bestämmer slitageprocesser i maskiner och utrustning.
ha på sig- resultatet av slitage, manifesterat i form av separation eller permanent deformation av materialet i delen. Konsekvensen av slitage är som regel ett brott mot gränssnitt, kinematiska anslutningar och driften av delar av en given enhet eller mekanism som helhet.
Maskinslitage kan vara mekanisk, molekylär-mekanisk, korrosionsmekanisk, korrosion.
Mekaniskt slitage uppstår som ett resultat av mekanisk påverkan och inkluderar följande typer av slitage: abrasiv, hydroabrasiv, gasslipande, erosiv, utmattning, kavitation.
nötande slitage uppstår som ett resultat av skärande och repande verkan av fasta partiklar. Dessa partiklar, som har kommit in från utsidan eller separerat (flisade, hyvlade, etc.) från ömsesidigt berörande och gnuggande delar, ökar deras slitage avsevärt.
Vattenslitage uppstår som ett resultat av verkan av fasta partiklar som fångas i flödet av en oljig vätska som fungerar som smörjmedel mellan delarna.
Gasslipande slitage uppstår som ett resultat av verkan av fasta partiklar som fångas mellan gnuggande delar med gasflöden.
erosionsslitage ytor på delar uppstår som ett resultat av exponering för vätske- eller gasflöden som innehåller alltför små fasta partiklar eller inneslutningar.
Gasslipande slitage är typiskt för förbränningsmotorer, och erosivt slitage är typiskt för dess delar: ventilsystem, insprutningsmunstycken, förgasarmunstycken, etc.
utmattningsslitage uppstår som ett resultat av upprepad deformation av delarnas material. Det uppstår och utvecklas i de mest belastade, huvudsakligen arbetande, ytskikt av delar på grund av den långvariga verkan av laster, särskilt de som är varierande i värde och riktning. Vid denna typ av slitage är orsaken till att delar går sönder utmattningssprickor som börjar utvecklas i den del av ytan där dragspänningar verkar, och som regel från den plats där olika typer av risker, hack och delaminering uppträdde.
kavitationsslitage visar sig i den relativa rörelsen av fasta ämnen i ett flytande medium. Oftast observeras det i cylinderblockets foder, kyl- och smörjsystem för förbränningsmotorer, blad av olje- och vattenpumpar, etc.
Molekylärt mekaniskt slitage uppstår som ett resultat av den samtidiga verkan av mekaniska och molekylära eller atomära krafter. På grund av deras ojämnhet och ojämnhet har de ömsesidigt kontaktande och gnidande ytorna på de matchande delarna kontakter genom vilka betydande specifika belastningar överförs, därför är brott i smörjfilmen (oljor, salvor) möjliga och vid höga relativa rörelsehastigheter av ytorna på delarna uppstår överdriven uppvärmning, vilket leder till avdunstning av smörjoljefilmen eller -salvorna och till att partiklar fastnar i kontaktdelar. I framtiden sker separation och förstörelse av platserna för inställning av delar. I detta fall bildas ett urtag på en av ytorna, och ett utsprång på den andra, dvs. överföring av metall från en yta till en annan.
Den övervägda typen av slitage observeras vid inkörning av delar och delar av maskiner.
Korrosionsmekaniskt slitage uppstår under friktionen av material som har ingått kemisk interaktion med omgivningen (luftsyre och andra gaser). Under inverkan av en aggressiv oxiderande miljö bildas oxidfilmer på delarnas ömsesidigt berörande och gnidande ytor, vilka avlägsnas som ett resultat av mekanisk friktion, och ytorna befriade från dessa filmer oxideras igen, etc., d.v.s. slitageprocess äger rum. Ett exempel är förslitningen av delar av en cylinder-kolvgrupp av motorer på grund av närvaron i miljön av sådana korrosionsmedel som svavelsyra, svavelsyra och organiska syror.
Det mest betydande inflytandet på slitageprocessen utövas av friktionskrafter, vilket orsakar mekaniskt och andra typer av slitage på ömsesidigt kontaktande ytor. Dessutom är slitaget till följd av friktion en hel serie av samtidigt förekommande processer: nötning, krossning, oxidation, etc.
Bearbeta abrasion uppstår när en del av maskinen eller dess element glider i förhållande till en annan. Detta fenomen kallas friktion av det första slaget och uppstår på grund av att kontaktytorna som regel har ojämnheter (råhet) som förhindrar den fria rörelsen (glidningen) av en del över en annan. Processen med nötning är ju mer intensiv, desto grovare kontaktytorna. Slitageintensiteten ökar om slipmedel eller andra inneslutningar kommer mellan kontaktytorna.
Nötningsprocessen inträffar också under ömsesidig rullning av ytorna på maskindelar under belastning och vid stötar. Detta fenomen kallas friktion av det andra slaget. Det uppstår på grund av det faktum att mikrosprickor och ofta makrosprickor, som ett resultat av rullning eller stötar, uppstår på ytorna av de kontaktande delarna, med deras efterföljande utveckling på djupet och bildandet av en tunn metallfilm, som sedan smulas och lossnar, vilket resulterar i så kallat slitage vid större förstörelse. Orsakerna till sådant slitage kan vara ytutmattning, såväl som strukturella skador på metallen på kontaktytorna på grund av värme och stötar. Den övervägda typen av mekaniskt slitage uppträder ofta på arbetsytorna på kugghjul och snäckväxlar, rullager, olika stödanordningar etc.
Fig. 8. Slitage i passande delar: a - ökat slitage; b - slitagehastighet
Korrosionsslitage- förstörelse av metalldelar av maskiner under påverkan av miljön, särskilt fuktade. Förstörelse i denna typ av slitage börjar som regel från de yttre ytorna och tränger gradvis djupt in. Den vanligaste typen av korrosion är rostning, d.v.s. kombination av metall med atmosfäriskt syre. Som ett resultat av korrosion täcks de omålade ytorna på metalldelarna i maskiner först med en mörk beläggning och sedan med djupa (om nödvändiga åtgärder inte vidtas) korrosiva brister, medan metalldelarna får en svampig ömtålig struktur. Delar av maskiner med låg kolhalt utsätts för de största skadorna och slitaget till följd av korrosion. Intensiteten av korrosion ökar i närvaro av ett antal gaser och vätskor som innehåller syror och alkalier.
Det finns två typer av korrosionsförslitningsprocesser: kemisk och elektrokemisk.
Kemisk korrosion manifesterar sig under påverkan av atmosfäriskt syre och olika gaser (koldioxid, svaveldioxid), såväl som vätskor som inte leder elektrisk ström (oljor och salvor av oljeraffinering, olika hartser). Intensiteten av kemiskt slitage av delar beror på kvaliteten på materialen som de är gjorda av, graden av oxidation vid höga temperaturer och driftsförhållanden (neutral eller aggressiv miljö, etc.).
Elektrokemisk korrosion förekommer i medier som leder elektrisk ström, d.v.s. i elektrolyter - lösningar av salter, syror, alkalier, såväl som i en fuktig atmosfär och jord.
Mönstret av ökande slitage av utrustningselement, särskilt i deras leder, uttrycks av en kurva som har tre tydligt definierade sektioner som kännetecknar ledernas driftsperioder (fig. 8):
jag- inkörningsperioden, då lederna slits mycket intensivt, men slitagehastigheten minskar gradvis;
II- perioden för normal drift, när förhållandena på ytan av de ledade delarna blir konstanta och slitaget fortsätter med en konstant hastighet;
III- den period av nödläge, mest intensivt slitage, när slitaget (frigångar) når oacceptabla värden.
Perioden för normal drift av en utrustning (monteringsenhet, delar etc.):
(31)
där - varaktigheten för inkörningsdelarna; - slitage som motsvarar maximalt tillåtet slitage (spelrum) i gränssnitten mellan delar; - slitage motsvarande änden av inkörda delar; tg- Koefficient som kännetecknar slitagehastigheten för delar.
Följande huvudfaktorer påverkar slitagehastigheten för en normal driftsperiod: driftsförhållanden - tryck, belastningar, relativa hastigheter, temperaturer, etc.; egenskaper hos material, deras variation i arbete; parningsförhållanden, typen av kontakt mellan parningselement, kvaliteten på bearbetningen av materialet från vilket dessa element är gjorda; aktualitet och kvalitet på tekniska tjänster; överensstämmelse med de använda bränslena och smörjmedlen.
Förutom slitage är fenomenen plastisk deformation av utrustningselement möjliga på grund av oacceptabla belastningar på dessa element.
Förändringar i maskiner och deras element uttrycks av följande funktionella beroende:
där - operativa faktorer (arten och egenskaperna hos produktionen av verk, sätt att använda maskiner, klimatförhållanden, etc.); - Designfaktorer (kinematiska och dynamiska egenskaper hos maskiner, egenskaper hos material som deras element är tillverkade av, etc.); - Tekniska faktorer (typ av material som maskinelement tillverkas av, metoder och kvalitet på deras bearbetning, etc.); - subjektiva egenskaper och kvalifikationer hos personalen som servar maskinen (förare, mekaniker, tankbilar, etc.).
Slitage i maskiner och deras element är indelade i moraliska och fysiska.
Åldrande- minskning av kostnaderna för utrustning under påverkan av tekniska framsteg.
Denna typ av slitage har två former av manifestation. Föråldrad av den första formen är avskrivningen av maskiner på grund av den ständiga tillväxten av arbetsproduktiviteten i de industrier som producerar dessa maskiner, såväl som tillverkning av produkter, material etc. för dem. Distributionsområdet för denna form av inkurans bestäms av takten för den tekniska utvecklingen för den sektorn av den nationella ekonomin och relaterade industrier som producerar dessa maskiner eller komponenter för dem, material etc.
Förlust av utrustningsvärde på grund av inkurans av den första formen:
(33)
var är den initiala kostnaden för utrustningen, rub.; - Ersättningskostnaden för maskinen eller kostnaden för dess fullständiga reproduktion vid tidpunkten för fysiskt slitage, med hänsyn till utseendet på mer avancerade mönster, gnid.
Ersättningskostnad för utrustning efter en viss tid T:
(34)
var är den ursprungliga kostnaden för bilen, rub.; R- den genomsnittliga årliga ökningen av arbetsproduktiviteten i industrin och närliggande branscher som producerar den angivna typen av utrustning.
Inkurans av den andra formen är avskrivningen av utrustning på grund av uppkomsten av ny teknik, d.v.s. maskiner liknande eller nära dem, men mer avancerade konstruktioner. En indikator på att detta formulär är föråldrat är koefficienten för minskning av kostnaden för maskiner på grund av tekniska framsteg, uttryckt som en bråkdel av dess ursprungliga kostnad:
(35)
Fysisk försämring uppstår som ett resultat av mekaniskt molekylär-mekaniskt och korrosionsmekaniskt slitage och består av slitage av strukturella och icke-strukturella delar av maskiner. Fysiskt slitage uppstår både som ett resultat av direkt verkan av maskiner och deras element (slitage som ett resultat av direkt verkan av maskiner), och som ett resultat av indirekt verkan av utrustning och dess individuella element (slitage till följd av utrustning) inaktivitet - under driftstopp, när de påverkas av atmosfäriska och andra ogynnsamma förhållanden ). Avskrivningen bestäms som en procentsats: nya delar i utrustningen (delar, monteringsenheter etc.) tas som 100% användbarhet, och slitna, vars användning är omöjlig, tas som 100% slitage.
Värdemässigt bestäms det fysiska slitaget på utrustningen (% av kostnaden för reproduktion):
(36)
var är den beräknade kostnaden för reparation av utrustning, rub.; - Ersättningskostnad för utrustning eller kostnaden för fullständig reproduktion av utrustning vid tidpunkten för dess fysiska försämring, med hänsyn till utseendet på mer avancerade mönster, rubel; a är det relativa värdet av kvarvarande slitage, som fastställs från experimentella data för reparation av sådan utrustning, %.
Reparation av utrustning är ändamålsenlig om kostnaden för att återställa utrustningen är mindre än kostnaden för att köpa en ny, d.v.s.< , где - стоимость нового оборудования. При этом нельзя не учитывать степени совершенства конструкции, соответственно, и технико -экономических показателей как старого, так и нового оборудования.
Allmän avskrivning av utrustning på grund av fysisk och moralisk avskrivning som andel av den initiala kostnaden:
Fig. 9 Diagram över det totala slitaget på en maskin, bestående av delar som är utbytbara eller helt förnybara vid olika livslängder (enligt aggregerade indikatorer)
Det totala slitaget på utrustningen bestäms av två metoder - analytisk och grafisk. Den mest uppenbara är den grafiska metoden.
På den horisontella axeln (fig. 9) plottas maskinens Ts fulla livslängd (godkänd enligt standardtabellerna för livslängd), och på den vertikala axeln - den maximala indikatorn på totalt slitage. Först bestäms slitaget på den huvudsakliga icke-utbytbara och icke-förnybara delen av utrustningen (huvudram, säng, etc.) med det absoluta slitagevärdet. En rät linje från utgångspunkten till punkten representerar linjen för det totala slitaget på elementet i fråga. Vid slutet av utrustningens livslängd kommer detta element att vara helt utslitet med tiden (delvis slitage
Livslängden för maskinelement tas enligt resultaten av en experimentell kontroll, testdata eller enligt regulatoriska referensböcker.
Vid bestämning av det totala slitaget följs följande ordning: gör en lista över alla strukturella och icke-strukturella delar av maskinen; bestämma deras livslängd; välj konstruktiva och icke-konstruktiva element i grupper så att var och en av dem kan betraktas som ett förstorat element; bestämma livslängden och kostnaden för alla samtidigt utbytbara eller förnybara delar av var och en av dessa grupper; gör en tabell och beräkna det totala slitaget för varje användningsintervall av maskinen eller bygg en slitagegraf baserad på aggregerade indikatorer.
Vid bestämning av livslängden eller kostnaden för förstorade element och frekvensen av deras förnyelse kan uppgifter om frekvens och genomsnittlig kostnad för motsvarande underhåll och reparation, tillsammans med den genomsnittliga kostnaden för de utbytta reservdelarna, användas.
En betydande del av företagets kostnader - kostnaderna i samband med användningen av maskiner, utrustning, produktionsanläggningar. Deras användning har en karakteristisk egenskap: till skillnad från materialresurser förbrukas de inte i en produktionscykel. Kapitalresurser räcker i åratal och slits ut.
Avskrivning av utrustning är förlusten av dess värde och prestanda. Slitage kan uppstå på grund av många orsaker: åldrande av utrustning, förlust av dess konkurrenskraft, etc. Idag är kampen mot slitage och förlängning av utrustningens livslängd en mycket brådskande uppgift.
Med värdeminskning i ekonomisk mening avses utrustningens värdeförlust under dess drift. I det här fallet särskiljs två typer av slitage: fysiskt och moraliskt. Fysiskt slitage uppstår på grund av utrustningens åldrande och förlust av dess prestanda, och moraliskt slitage på grund av förlust av konkurrenskraft.
Fysisk avskrivning är förlusten av anläggningstillgångar av deras ursprungliga konsumentvärde, som ett resultat av vilket de blir oanvändbara och kräver ersättning med nya medel. Detta är normalt slitage. Det är resultatet av tidigare driftsperioder, miljöpåverkan och stillestånd. Som ett resultat av fysiskt slitage förvärras objektets tekniska egenskaper, sannolikheten för haverier och olyckor ökar, den återstående livslängden för objektet som helhet eller några av dess komponenter och delar minskar. Detta leder till ett ökat avfall, risk för allvarliga olyckor, oförmåga hos maskiner och utrustning att uppfylla kraven på väl fungerande. Även produktionskostnaderna (material, energi), underhåll och reparationer ökar.
Den fysiska typen av slitage är indelad i underarter:
1. Av den anledning som orsakade slitaget särskiljs slitage av det första och andra slaget. Avskrivningar av det första slaget ackumuleras som ett resultat av driften. Avskrivningar av det andra slaget uppstår på grund av olyckor, naturkatastrofer, brott mot driftsstandarder etc.
2. Enligt flödestiden är slitage uppdelat i kontinuerlig och nödsituation. Kontinuerlig är en gradvis minskning av de tekniska och ekonomiska indikatorerna för objekt. Nödläge - slitage, snabbt flytande över tiden.
3. Beroende på graden och arten av distributionen kan slitage vara globalt och lokalt. Global - slitage, jämnt spridning över hela föremålet. Lokalt - slitage, som påverkar enskilda delar och komponenter i föremålet.
4. Beroende på flödesdjupet särskiljs partiellt och fullständigt slitage. Partiell - avskrivning, tillåter reparation och restaurering av objektet. Full innebär att detta objekt ersätts med ett annat.
5. Om det är möjligt att återställa de förlorade konsumentegenskaperna kan slitage vara avtagbart och irreparabelt.
6. Enligt manifestationsformen särskiljs tekniskt och strukturellt slitage. Strukturellt slitage manifesteras i försämringen av de skyddande egenskaperna hos externa beläggningar och ökningen av utmattning av utrustningens huvuddelar och komponenter, vilket ökar sannolikheten för olyckor. Tekniskt slitage är slitage, uttryckt i en minskning av de faktiska värdena för tekniska och ekonomiska parametrar jämfört med standard- eller passvärden.
Minskningen av värdet på kapitalvaror kan inte bara vara förknippad med förlusten av deras konsumentkvaliteter. I sådana fall talar vi om inkurans.
Inkurans förstås som en minskning av kostnaden för utrustning och andra anläggningstillgångar fram till slutet av deras livslängd på grund av en minskning av kostnaden för deras reproduktion, eftersom nya typer av anläggningstillgångar börjar produceras billigare, har högre produktivitet och är tekniskt mer avancerade. Därför blir användningen av föråldrade maskiner och utrustning ekonomiskt olönsam på grund av deras låga produktivitet och höga kostnader.
Tidpunkten för inkurans och dess grad bestäms av många faktorers inverkan. Först och främst är dessa funktioner och omfattning av produktionen. Maskiner och utrustning, vars användning blir olönsam under vissa produktionsförhållanden, kan framgångsrikt användas i andra. I det här fallet kan vi prata om partiell inkurans av utrustning. Förluster från inkurans kan elimineras genom att uppgradera och renovera utrustning, samt att använda den för att utföra arbeten där det förblir kostnadseffektivt.
Förluster från fullständig inkurans elimineras endast genom att ersätta föråldrade maskiner och utrustning med nya, mer avancerade och kostnadseffektiva. Ibland är förbättringen av befintlig utrustning och maskiner mer effektiv än att ersätta dem. Därför är ett mer rationellt sätt att minska inkurans modernisering av maskiner och utrustning.
Det finns två former av inkurans.
Inkurans av det första slaget beror på ökningen av effektiviteten i produktionen av kapitalvaror. Det orsakas av utseendet på liknande, men billigare arbetskraft.
Inkurans av det andra slaget - avskrivning av anläggningstillgångar på grund av skapandet av ny, mer produktiv och förbättrad utrustning.
För att bedöma graden av fysiskt slitage används följande bedömningsmetoder:
Expertmetod baserad på undersökning av objektets faktiska tekniska skick;
Livstidsanalysmetod baserad på jämförelse av faktisk och standardlivslängd för utrustning.
Typerna av slitage särskiljs i enlighet med de befintliga typerna av slitage - mekaniskt (slipmedel, utmattning), korrosion, etc.
Mekaniskt slitage är resultatet av friktionskrafter när en del glider över en annan. Med denna typ av slitage uppstår nötning (skärning) av metallens ytskikt och förvrängning av de geometriska dimensionerna hos de gemensamt arbetande delarna. Slitage av denna typ uppstår oftast under driften av sådana vanliga delar av delar som en axel - ett lager, en ram - ett bord, en kolv - en cylinder etc. Det uppträder också under rullande friktion av ytor, eftersom denna typ av friktion åtföljs oundvikligen - det finns också glidfriktion, men i sådana fall är slitaget mycket litet.
Graden och arten av mekaniskt slitage av delar beror på många faktorer: de fysiska och mekaniska egenskaperna hos metallens övre skikt; arbetsförhållanden och arten av samverkan mellan parningsytor; tryck; relativ rörelsehastighet; villkor för smörjning av gnuggytor; graden av grovhet hos de senare, etc. Den mest destruktiva effekten på delarna är nötande slitage, vilket observeras i fall där gnidningsytorna är förorenade med små slipmedel och metallpartiklar. Vanligtvis faller sådana partiklar på gnidningsytor under bearbetningen av gjutna ämnen på en maskin, som ett resultat av slitage på själva ytorna, damminträngning etc. De behåller sina skäregenskaper under lång tid, bildar repor, skavmärken på ytor på delar, och även, blandade med smuts, fungerar de som en slipande pasta, vilket resulterar i intensiv gnidning och slitage av parningsytor. Samverkan mellan ytorna på delar utan relativ rörelse orsakar metallkrossning, vilket är typiskt för nyckel-, slitsade, gängade och andra anslutningar.
Mekaniskt slitage kan också orsakas av dåligt underhåll av utrustningen, till exempel ojämnheter i smörjförsörjningen, dålig reparation och underlåtenhet att hålla dess deadlines, strömöverbelastning etc.
I. under drift utsätts många maskindelar (axlar, kuggar, vevstakar, fjädrar, lager) för långvarig påverkan av variabla dynamiska belastningar, vilket har en mer negativ effekt på delens hållfasthetsegenskaper än statiska belastningar. Utmattningsslitage är resultatet av varierande belastningar som verkar på en del, vilket orsakar utmattning av delmaterialet och dess förstörelse. Axlar, fjädrar och andra delar förstörs på grund av utmattning av materialet i tvärsnittet. I det här fallet erhålls en karakteristisk typ av brott med två zoner - zonen för att utveckla sprickor och zonen längs vilken sprickan inträffade. Ytan på den första zonen är slät, medan den andra är skalad och ibland granulär.
Utmattningsbrott i materialet i delen leder inte nödvändigtvis till dess fel omedelbart. Det är också möjligt att det uppstår utmattningssprickor, fjällning och andra defekter, som dock är farliga, eftersom de orsakar accelererat slitage på delen och mekanismen. För att förhindra utmattningsfel är det viktigt att välja rätt tvärsnittsform för en nytillverkad eller reparerad del: den ska inte ha skarpa övergångar från en storlek till en annan. Man bör också komma ihåg att en grov yta, närvaron av repor och repor kan orsaka utmattningssprickor.
Anfallsslitage uppstår som ett resultat av att en yta fastnar (”fastsättning”) på en annan. Detta fenomen observeras med otillräcklig smörjning, såväl som betydande tryck, vid vilket två matchande ytor närmar sig varandra så nära att molekylära krafter börjar verka mellan dem, vilket leder till att de grips.
Korrosivt slitage är resultatet av slitage på delar av maskiner och installationer som är under direkt påverkan av vatten, luft, kemikalier och temperaturfluktuationer. Till exempel, om lufttemperaturen i industrilokaler är instabil, så varje gång den stiger, den inneslutna
Ris. ett.
a - bädd- och bordsstyrningar, b - cylinderns inre ytor, c - kolv, d, d - axel, f, g - hjultänder, h - skruv- och muttergängor och - skivfriktionskoppling; 1 - bord, 2 - säng, 3 - kjol, 4 - bygel, 5 - botten, 6 - hål, 7 - lager, 8 - axelhals, 9 - gap, 10 - skruv , // - skruv; Och - platser för slitage, P "agerande krafter
i luften avsätts vattenånga, i kontakt med kallare metalldelar, på dem i form av kondensat, vilket orsakar korrosion, d.v.s. förstörelsen av metallen på grund av kemiska och elektrokemiska processer som utvecklas på dess yta. Under påverkan av korrosion bildas djupa erosioner i delarna, ytan blir svampig och förlorar mekanisk styrka. Dessa fenomen observeras i synnerhet i delar av hydrauliska pressar och ånghammare som arbetar i ånga eller vatten.
Vanligtvis åtföljs korrosionsslitage av mekaniskt slitage på grund av att en del parar sig med en annan. I detta fall uppstår den så kallade korrosionsmekaniken, dvs komplex och slitage.
Arten av det mekaniska slitaget av delar. Mekaniskt slitage på utrustningsdelar kan vara komplett om hela
ytan på delen, eller lokal, om någon del av den är skadad (fig. 1, a-i).
Som ett resultat av slitage på styrmaskinerna bryts deras planhet, rakhet och parallellitet på grund av verkan av ojämna belastningar på glidytan. Till exempel blir maskinens rätlinjiga styrningar 2 (fig. 1, a) under påverkan av stora lokala belastningar konkava i mittdelen (lokalt slitage), och de korta styrningarna 1 på bordet som passar ihop med dem blir konvexa.
Cylindrar och kolvfoder i motorer, kompressorer, hammare och andra maskiner slits också ojämnt (fig. 1, b). Slitage uppstår i kolvringarnas rörelseområde och visar sig i form av slitage på cylinderns eller fodrets innerväggar. Formen på cylinderloppet är förvrängd - avvikelser från cylindricitet och rundhet (pipform) bildas, repor, repor * och andra defekter uppstår. I cylindrarna i förbränningsmotorer utsätts deras övre del, som upplever de högsta trycken och de högsta temperaturerna, för det största slitaget. I smide och pressutrustning uppträder tvärtom det största slitaget i den nedre delen av cylindern - där kolven är placerad vid stötar. Kolvslitage (fig. 1, c) yttrar sig i nötning och skåror på kjolen
Slitaget på axlarna (fig. 1, d, e) manifesteras av uppkomsten av olika defekter: axlarna blir böjda, vridna och också trasiga på grund av materialutmattning; mobbare bildas på deras nacke; cylindriska halsar blir koniska eller tunnformade. Avvikelser från rundhet förvärvas också av hålen i glidlager och bussningar. Det ojämna slitaget av axlarnas halsar och ytorna på hålen i bussningarna under axelns rotation är resultatet av verkan av olika belastningar i olika riktningar. Om endast tyngdkraften verkar på axeln under rotation, uppstår slitage i den nedre delen av lagret (se fig. 1, d, vänster).
I kugghjul slits tänderna oftast ut: repor bildas, tänderna ändrar form, storlek och bryter ut. Tandbrott, uppkomsten av sprickor i ekrarna, fälg och nav på växlar, slitage på monteringshål och nycklar uppstår av tre huvudorsaker: 1) växelöverbelastning; 2) inträngning av främmande kroppar i den; 3) felaktig montering (till exempel montering av kugghjul på en axel med felinriktade axlar).
Ledskruvarna har en trapetsformad eller rektangulär gänga. Gängorna på skruven och dess mutter slits ut, varven blir tunnare (Fig. 1, Z.). Gängslitage på skruvar är vanligtvis ojämnt
* Beslag - skada på friktionsytan i form av breda och djupa spår i glidriktningen. dimensionell, eftersom de allra flesta delar som bearbetas på maskiner har en kortare längd än blyskruven. Den del av tråden som fungerar mer slits kraftigare. Blyskruvmuttrar slits snabbare än skruvar. Skälen till detta är följande: muttrarnas gänga är obekväm att rengöra från föroreningar; muttrar är i vissa fall otillfredsställande smorda; för en mutter förknippad med en skruv är alla gängor involverade i arbetet, medan för en skruv endast en liten del av dess varv, lika med antalet varv på muttern, fungerar samtidigt.
I skivkopplingar, som ett resultat av inverkan av friktionskrafter, utsätts skivornas ändar för det största slitaget (fig. 1, i); deras ytor är skavda, repor, repor uppstår på dem, planheten är störd.
I gängade anslutningar slits gängprofilen oftast ut, som ett resultat ökar gapet i dem. Detta observeras i
Ris. 2. Slitage på rullager:
a - på grund av felinriktning, b - vid vridning av innerringen på axeln, c - på grund av överdriven täthet, d - på grund av en felaktig packbox; Jag - bär poäng
gränssnitt inte bara löpande, utan även klämning, till exempel, klämskruvar av ofta avskruvade monteringsbultar. Slitage av gängade anslutningar är resultatet av otillräcklig eller omvänt överdriven åtdragning av skruvar och muttrar; slitaget är särskilt intensivt om arbetsanslutningen uppfattar stora eller alternerande belastningar: bultar och skruvar sträcks, gängstigningen och dess profil är förvrängd, muttern börjar "fästa". I dessa fall är nödhaverier av anslutningsdelarna möjliga. Kanterna på huvudena på bultar och muttrar slits oftast ut eftersom de skruvas loss med fel skiftnycklar.
I nyckelanslutningar slits både nycklarna och kilspåren. Möjliga orsaker till detta fenomen är lossning av passformen av delen på axeln, felaktig montering av nyckeln i uttaget.
I rullager, på grund av olika orsaker (fig. 2, a-d), är arbetsytor utsatta för slitage - pockmarks visas på dem, avskalning av ytorna på löpband och bollar observeras. Under verkan av dynamiska belastningar uppstår deras utmattningsfel; under påverkan av alltför täta passningar av lager på axeln och i huset, kläms kulorna och rullarna mellan ringarna, vilket resulterar i att förvrängningar av ringarna under installationen och andra oönskade konsekvenser är möjliga.
De olika glidytorna utsätts också för karakteristiska slitagemönster (Fig. 3). Under drift av kugghjul, på grund av kontaktutmattning av materialet på arbetsytorna på tänderna och under inverkan av tangentiella spänningar, uppstår flisning av arbetsytorna, dvs. separation av partiklar av materialet
Fig.3.
a - flisning, b - avskalning, c - korrosion, d - erosion, e - repor, e - skavning, g - klibbning, h - djup rivning av materialet och dess överföring från en annan friktionsyta, vilket leder till bildning av gropar på friktionsytan (fig. 3, a). Förstörelsen av tändernas arbetsytor på grund av intensiv flisning (fig. 3, b) kallas ofta flagning (det finns en separation från materialets friktionsyta i form av fjäll).
På fig. 3c visar en yta skadad av korrosion. Ytan på gjutjärnspulverringen (fig. 3, d) är skadad på grund av erosivt slitage, som uppstår när kolven rör sig i cylindern i förhållande till vätskan; gasbubblor i vätskan spricker nära kolvytan, vilket skapar en lokal ökning av tryck eller temperatur och orsakar slitage på delar. Ytan på bromstrumman (fig. 3, e) visar de risker som uppstår när en fast kropp eller fasta partiklar verkar på en roterande trumma. Anfall (fig. 3, f) bildas som ett resultat av att ytor fastnar under friktion på grund av inverkan av molekylära krafter mellan dem. På fig. Fig. 3 visar g arbetsytan för delen med främmande partiklar som fäster vid den, och i fig. 3, h - delens yta med slitage under fastklämning som ett resultat av härdning - djup rivning av materialet och dess överföring från en annan friktionsyta.
Praktiskt arbete nr 1
"Oberoende studie och anteckningar av ämnet: "Slitage av delar av industriell utrustning""
Kärnan i fenomenet slitage
Livslängden för industriell utrustning bestäms av slitaget på dess delar.- en förändring i storlek, form, massa eller tillstånd på deras ytor på grund av slitage, d.v.s. kvarvarande deformation från permanenta belastningar eller på grund av förstörelse av ytskiktet under friktion.
Slitagehastigheten på utrustningsdelar beror på många faktorer:
Ø villkor och arbetssätt;
Ø material som de är gjorda av;
Ø typen av smörjning av gnidningsytor;
Ø specifik kraft och glidhastighet;
Ø temperatur i gränssnittszonen;
Ø miljötillståndet (dammighet etc.).
Slitagemängd kännetecknas av etablerade enheter för längd, volym, massa, etc.
Avskrivning bestäms:
Ø genom att ändra mellanrummen mellan delarnas passande ytor, \
Ø läckage i tätningar,
Ø minskning av noggrannheten vid bearbetning av produkten, etc.
Slitage är:
ü normala och
ü nödsituation.
Normal eller naturlig kallas slitage som uppstår under korrekt men långvarig drift av maskinen, det vill säga som ett resultat av att en given resurs används för dess drift.
akut eller progressiv, kallas slitage, som uppstår inom kort tid och når sådana proportioner att ytterligare drift av maskinen blir omöjlig.
Vid vissa värden av förändringar till följd av slitage, slitagegräns, vilket orsakar en kraftig försämring av prestanda hos enskilda delar, mekanismer och maskinen som helhet, vilket orsakar behovet av dess reparation.
Slitagehastighet - detta är förhållandet mellan värdena för de karakteriserande storheterna och det tidsintervall under vilket de uppstod.
Kärnan i fenomenet friktion
Den primära orsaken till slitage av delar (särskilt passande och gnidning mot varandra) är friktion.
Friktion - processen för motstånd mot relativ rörelse som sker mellan två kroppar i kontaktområdena för deras ytor längs tangenterna till dem, åtföljd av förlust av energi, det vill säga dess omvandling till värme.
I vardagen är friktion både fördelaktigt och skadligt.
Fördel ligger i det faktum att på grund av grovheten hos alla föremål utan undantag, som ett resultat av friktion mellan dem, uppstår ingen glidning. Detta förklarar till exempel att vi kan röra oss fritt på marken utan att falla, föremål glider inte ur våra händer, en spik håller stadigt i väggen, ett tåg rör sig längs räls etc. Samma friktionsfenomen observeras i mekanismerna för maskiner, vars arbete åtföljs av rörelsen av interagerande delar. I detta fall ger friktion negativt resultat - slitage på delarnas passande ytor. Därför är friktion i mekanismer (med undantag för friktionen av bromsar, drivremmar, friktionsväxlar) ett oönskat fenomen.
Typer och beskaffenhet av slitdelar
Typer av slitage särskiljs i enlighet med befintliga typer av slitage -
Typer av slitage:
Ø mekanisk(slitande, trötthet ),
Ø frätande och så vidare.
Mekaniskt slitage är resultatet av verkan av friktionskrafter när en del glider över en annan.
Med denna typ av slitage uppstår nötning (skärning) av metallens ytskikt och förvrängning av de geometriska dimensionerna hos de gemensamt arbetande delarna. Slitage av denna typ uppstår oftast under driften av sådana vanliga gränssnitt mellan delar som en axel - lager, ram - bord, kolv - cylinder, etc. Det uppstår också under rullande friktion av ytor, eftersom glidfriktion oundvikligen följer med denna typ av friktion men i sådana fall är slitaget mycket litet.
Graden och arten av mekaniskt slitage på delar beror på många faktorer:
Ø fysiska och mekaniska egenskaper hos metallens övre skikt;
Ø arbetsförhållanden och arten av samverkan mellan parningsytor; tryck; relativ rörelsehastighet;
Ø villkor för smörjning av gnuggytor;
Ø grad av grovhet hos den senare, etc.
Den mest destruktiva effekten på detaljerna har nötande slitage, som observeras i de fall där gnidningsytorna är förorenade med små slipmedel och metallpartiklar.
Vanligtvis kommer sådana partiklar på gnidningsytorna under bearbetningen av gjutna ämnen på maskinen, som ett resultat av slitage på själva ytorna, damminträngning etc.
De behåller sina skäregenskaper under lång tid, bildar repor, repor på ytorna av delar och, när de blandas med smuts, fungerar de som en slipande pasta, vilket resulterar i intensiv gnidning och slitage av matchande ytor. Samverkan mellan ytorna på delar utan relativ rörelse orsakar metallkrossning, vilket är typiskt för nyckel-, slitsade, gängade och andra anslutningar.
Mekaniskt slitage kan också orsakas av dåligt underhåll av utrustningen, till exempel oregelbundenheter i smörjförsörjningen, reparationer av dålig kvalitet och bristande efterlevnad av dess deadlines, överbelastning av ström, etc.
Under drift utsätts många maskindelar (axlar, kuggar, vevstakar, fjädrar, lager) för långvarig påverkan av varierande dynamiska belastningar, vilket har en mer negativ effekt på delens hållfasthetsegenskaper än statiska belastningar.
utmattningsslitage är resultatet av varierande belastningar som verkar på delen, vilket orsakar utmattning av materialet i delen och dess förstörelse. Axlar, fjädrar och andra delar förstörs på grund av utmattning av materialet i tvärsnittet. I det här fallet erhålls en karakteristisk typ av brott med två zoner - zonen för att utveckla sprickor och zonen längs vilken sprickan inträffade. Ytan på den första zonen är slät, medan den andra zonen är skalad och ibland granulär.
Utmattningsbrott i materialet i en del leder inte nödvändigtvis till att det går sönder omedelbart. Det är också möjligt att utmattningssprickor, fjällning och andra defekter kan uppstå, vilka dock är farliga, eftersom de orsakar ett accelererat slitage på delen och mekanismen.
För att förhindra utmattningsfel är det viktigt att välja rätt tvärsnittsform för en nytillverkad eller reparerad del: den bör inte ha skarpa övergångar från en storlek till en annan. Man bör också komma ihåg att en grov yta, närvaron av repor och repor kan orsaka utmattningssprickor.
Anfallsslitageuppstår som ett resultat av att en yta fastnar (”fastsättning”) på en annan.
Detta fenomen observeras med otillräcklig smörjning, såväl som betydande tryck, vid vilket två matchande ytor närmar sig varandra så nära att molekylära krafter börjar verka mellan dem, vilket leder till att de grips.
Frätande slitage är resultatet av slitage på delar av maskiner och installationer som är under direkt inverkan av vatten, luft, kemikalier, temperaturfluktuationer. Till exempel, om lufttemperaturen i industrilokaler är instabil, så varje gång den stiger, den inneslutna
Ris. ett. Typen av mekaniskt slitage av delar:
a- säng- och bordsguider, b- cylinderns inre ytor,
i- kolv, d, d- skaft, e, w- hjultänder h- skruv- och muttergängor,
och- skivfriktionskoppling;
1 - bord, 2 - säng, 3 - kjol, 4 - hoppare, 5 - botten, 6 - hål,
7 - lager, 8 - skafthals 9 - glipa, 10 - skruv, 11 - skruv;
Och- klädesplagg, R- aktiva insatser
I luften avsätts vattenånga, i kontakt med kallare metalldelar, på dem i form av kondensat, vilket orsakar korrosion, det vill säga förstörelsen av metallen på grund av kemiska och elektrokemiska processer som utvecklas på dess yta. Under påverkan av korrosion bildas djupa korrosioner i delarna, ytan blir svampig och förlorar mekanisk styrka. Dessa fenomen observeras i synnerhet i delar av hydrauliska pressar och ånghammare som arbetar i ånga eller vatten.
Vanligtvis åtföljs korrosionsslitage av mekaniskt slitage på grund av att en del parar sig med en annan. I detta fall uppstår det så kallade korrosionsmekaniska, d.v.s. komplex, slitage.
Föreläsning nummer 3. Slitage av utrustningsdelar. Typer av slitage.
Ha på sig - gradvis ytförstöring av materialet med en förändring i de geometriska formerna och egenskaperna hos ytskikten av delar.
Det finns slitage:
Vanligt;
- nödsituation.
Beroende på orsakerna är slitage indelat i tre kategorier:
1. kemikalie;
2. fysisk;
3. termisk
Normalt slitage - dimensionsförändring som sker på kort tid på grund av felaktig installation, drift och underhåll.
Kemiskt slitage - består i bildandet av de tunnaste lagren av oxid på ytan av delar, följt av exfoliering av dessa lager. Den pågående förstörelsen åtföljs av utseendet av rost, metallkorrosion.
Fysisk försämring - anledningen kan vara:
Betydande belastningar;
Ytfriktion;
Slipande och mekanisk påverkan.
Och samtidigt dyker detaljerna upp:
mikrosprickor;
sprickor;
Metallytan blir sträv.
Fysisk slitage är:
Smittkoppor;
- trött;
- skrovlig;
Termiskt slitage - kännetecknas av bildandet och efterföljande förstörelse av molekylära bindningar i metallen. Uppstår på grund av hög eller låg temperatur.
Orsaker till slitage:
1. Kvaliteten på delarnas material.
Som regel är slitstyrkan högre för de flesta delar ju hårdare ytan är, men inte alltid hårdhetsgraden är direkt proportionell mot slitstyrkan.
Material med endast hög hårdhet har hög slitstyrka. Detta ökar dock sannolikheten för repor och att materialpartiklar lossnar. Därför måste sådana delar ha en hög viskositet, vilket förhindrar att partiklar lossnar. Om två delar gjorda av homogena material upplever friktion, slits de snabbt ut med en ökning av friktionskoefficienten, därför måste dyrare och svåra att ersätta delar tillverkas av ett hårdare, högkvalitativt och dyrt material, och billigare enkla delar bör tillverkas av ett material med låg friktionskoefficient.
2. Kvaliteten på delens ytbehandling.
Det finns tre delars slitageperioder:
Den första inkörningsperioden kännetecknas av en snabb ökning av gapet mellan rörliga leder;
- perioden med stadigt slitage - det finns ett långsamt, gradvis slitage;
En period av snabbt, ökande slitage - orsakad av en betydande ökning av spelrum och en förändring av delarnas geometriska former.
För att öka livslängden på delar måste du:
Att förkorta den första perioden så mycket som möjligt, genom mycket exakt och ren bearbetning av delar;
Öka den maximala andra perioden;
Förhindra den tredje perioden.
3. Smörjning.
Ett lager av smörjmedel som införs mellan gnidningsdelarna fyller ut alla grovheter och ojämnheter och minskar friktion och slitage många gånger om.
4. Hastigheten för rörelse av delar och specifikt tryck.
Baserat på experimentella data har det fastställts att under normala specifika belastningar och rörelsehastigheter från 0,05 till 0,7 går oljeskiktet inte sönder och delen fungerar under lång tid. Om du ökar belastningen kommer slitaget på delen att öka många gånger.
5. Brott mot styvhet i fasta delar.
6. Överträdelse av landningar.
7. Brott mot det inbördes arrangemanget av delar i kompisar.
