Способы оценки износа трущихся деталей
Для управления процессами изнашивания, расчета и прогнозирования надежности деталей и узлов необходимо знать закономерности протекания износа материалов и его численные показатели. Существует три основных показателя износа: линейный износ ( I мкм), скорость изнашивания ( 
мкм/ч) и интенсивность изнашивания (безразмерная величина j 
).
В общем виде изнашивание материала является функцией давления на поверхности трения Р, скорости относительного скольжения V, пути S, механических свойств материала (твердость Н, предел текучести σ, модуль упругости Е и др.), свойств поверхностного слоя (шероховатость, жесткость), вида трения и смазки, внешних условий (температура, давление воздуха, вакуум, вибрации).
Вместо сложных аналитических зависимостей можно применять упрощенные (эмпирические) формулы. Так, в некоторых случаях при износе материала в условиях граничного трения и трения без смазки скорость изнашивания можно определять по формуле 
, где k — коэффициент износа, зависящий от материала трущейся пары и условий изнашивания; Р — давление на поверхности трения; V — скорость относительного скольжения; т, п — показатели степени, определяемые опытным путем (0,5 — 3).
Рис. 2. Характерные периоды протекания износа во времени: I – приработки; II – нормального износа; III – аварийный износ.
Для абразивного изнашивания 
, тогда 
, так как для установившегося износа J = 
, то J = kPS, где S — путь трения ( 
).
|
|
|
На рис. 2 показаны наиболее часто встречающиеся формы протекания износа. Так, в период I (рис. 2, а) происходит микроприработка, меняется шероховатость поверхности; в период II наблюдается нормальный износ в течение довольно продолжительного времени; в период III возникает аварийный износ. Скорость изнашивания в период микроприработки монотонно убывает, в период нормального износа остается постоянной и в период аварийного износа интенсивно возрастает. Протекание изнашивания без выраженного различия между периодами II и III (рис. 2, б) объясняется специфическими условиями эксплуатации, в которых может, например, происходить интенсивный износ. Скорость изнашивания имеет минимальное значение в конце приработки (этап I).
На рис. 2, в представлена кривая износа, в которой период приработки происходит в течение длительного времени. Скорость изнашивания все время уменьшается по мере увеличения t.
Различают дифференциальные и интегральные методы измерения износов.
При дифференциальном методе применяют микрометрирование (измерение размеров, профилографирование), метод искусственных баз (метод отпечатков, метод лунок, метод слепков), метод поверхностной активации (активация участка путем применения вставок).
|
|
|
Для измерения интегральным методом используются оценки суммарного износа по изменению массы образца, объема образца и зазора сопряжения, а также определение продуктов износа в смазке (химический состав, спектральный анализ, с помощью радиоактивных изотопов).
Для целей диагностирования и прогнозирования технического состояния в условиях эксплуатации наибольший интерес представляют методы измерения без разборки агрегатов и узлов.
Для целей прогнозирования запаса надежности очень важно знать не средний износ, а форму износа поверхности и уметь численно определить степень ее повреждения.
Зная вид износа и закон изнашивания, можно выбрать соответствующий износостойкий материал с учетом условий работы. Так, при выборе антифрикционных подшипниковых сплавов используется правило Шарпи, в соответствии с которым структура сплавов должна состоять из твердых включений в пластичной массе (например, баббитов).
Рекомендуются также типовые сочетания материалов для пар трения: сталь—антифрикционный цветной сплав (закаленная сталь в паре с бронзами на основе олова, свинца, цинка или алюминия); сталь—антифрикционный чугун (гильза цилиндров — поршневые кольца, пары трения гидросистем и др.); металл—полимерный материал; сталь или чугун— фрикционный сплав (например, в тормозах автомобилей).
|
|
|
Дата добавления: 2019-09-08; просмотров: 385; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!