Изнашивания коэффициент

Виды изнашивания. Изнашивание — процесс разрушения и отделения материала с поверхности твердого тела, проявляющийся в постепенном изменении размеров и формы тела; при этом могут изменяться и свойства поверхностных слоев материала.

Основные виды изнашивания следующие: механическое — результат механических воздействий; коррозионно-механиче-ское — механическое воздействие сопровождается химическим или электрическим взаимодействием со средой; абразивное — результат режущего или царапающего действия твердых частиц, находящихся в свободном или закрепленном состоянии; эрозионное — результат воздействия потока жидкости или газа; усталостное — выкрашивание частиц материала поверхностного слоя при Периодически меняющейся нагрузке (этот вид изнашивания особенно характерен для высших кинематических пар) ; изнашивание при заедании — результат схватывания, глубинного выры.вания материала, переноса его с одной поверхности трения на другую (заедание или схватывание характеризуется сильным местным нагревом вследствие высоких скоростей скольжения и больших удельных давлений; такому виду изнашивания чаще всего подвержены незакаленные трущиеся поверхности кинематической пары из однородных материалов).

Виды изнашивания. Изнашивание — процесс разрушения и отделения материала с поверхности твердого тела, проявляющийся в постепенном изменении размеров и формы тела; при этом могут изменяться и свойства поверхностных слоев материала.

Основные виды изнашивания следующие: механическое — результат механических воздействий; коррозионно-механиче-ское — механическое воздействие сопровождается химическим или электрическим взаимодействием со средой; абразивное — результат режущего или царапающего действия твердых частиц, находящихся в свободном или закрепленном состоянии; эрозионное — результат воздействия потока жидкости или газа; усталостное — выкрашивание частиц материала поверхностного слоя при периодически меняющейся нагрузке (этот вид изнашивания особенно характерен для высших кинематических пар); изнашивание при заедании — результат схватывания, глубинного вырывания материала, переноса его с одной поверхности трения на другую (заедание или схватывание характеризуется сильным местным нагревом вследствие высоких скоростей скольжения и больших удельных давлений; такому виду изнашивания чаще всего подвержены незакаленные трущиеся поверхности кинематической пары из однородных материалов).

механического изнашивания. В зависимости от условий взаимного перемещения сопряженных деталей различают два вида коррозионно-меха-нического изнашивания. Изнашивание в условиях значительного относительного смещения деталей, т.е. в условиях скольжения, называют коррозионно-механическим. Изнашивание в условиях малых колебательных относительных перемещений называют фреттинг-коррозией.

Изнашивание в условиях удара ранее не изучалось, поэтому исходной информации, необходимей для включения этого вида изнашивания в общую классификацию, не было. За последние годы в МИНХ и ГП им. И. М. Губкина накоплен обширный экспериментальный материал, характеризующий механизм и основные особенности изнашивания сталей, наплавочных материалов при динамическом контактировании взаимодействующих поверхностей. Исследования в этой области требовали соответствующей систематизации полученных результатов с целью выявления условий развития, основных закономерностей и критериев износостойкости при ударе.

Вторым самостоятельным видом механического изнашивания является изнашивание вследствие пластического деформирования. Его механизм состоит в изменений р'аТШ^рТЖ~деТа7ГИ при постепенном смещении поверхностных слоев по направлению скольжения или же в изменении микроформы детали при деформировании всей массы детали.

Наконец, третий вид в группе механического изнашивания — изнашивание при_х?упком^„азгщДЁаШ!., Суть его состоит в разрушении наклепанных"в процессе трения микрообъемов поверхностного слоя детали.

Предварительный стандарт (Vornorm DIN 50320, изданный в 1953 г.), содержит определение некоторых понятий и классификацию в области изнашивания. Изнашивание определяется как нежелательное изменение поверхности предметов пользования путем отделения малых частиц вследствие механических причин. В стандарте указаны факторы, от которых зависит процесс изнашивания и его результаты (свойства основного трущегося тела, свойства контртела, промежуточная среда, нагрузка и движение). Далее приводится в самом общем виде классификация условий изнашивания, которая по существу аналогична классификации, опубликованной в 1953 г. проф. М. М. Хрущевым 2.

Износостойкие стали способны сопротивляться процессу изнашивания. Изнашивание — это процесс постепенного разрушения поверхностных слоев трущихся деталей, который приводит к уменьшению их размеров (износу).

Характеристики износа: 1) линейный износ, U, мкм — изменение размера поверхности при износе, измеренное перпендикулярно ей; 2) скорость изнашивания y = dU/dt, мкм/ч — отношение величины износа ко времени, в течение которого он возник; 3) интенсивность изнашивания /и = dU/dS — отношение величины линейного износа к пути трения dS, на котором происходило изнашивание; /д — безразмерная величина, если линейный износ и путь трения выражены в одних единицах.

В чистом виде полиимиды обладают плохими антифрикционными свойствами (коэффициент трения 0,6-0,7), которые резко улучшаются при введении твердосмазочных наполнителей - коэффициент трения снижается в 5-10 раз. На рис. 1.3 приведены зависимости коэффициента трения и интенсивности изнашивания от контактного давления для композиционных материалов ПАМ15-69 и ПАМ50-69 при температуре 180°С. Коэффициенты трения с увеличением нагрузки снижаются, достигая минимума при давлении 7-8 МПа, затем незначительно увеличиваются. Интенсивность изнашивания монотонно повышается с увеличением контактного давления, повышение скорости скольжения также вызывает увеличение интенсивности изнашивания. Коэффициент трения материалов на основе полиимидов с увеличением скорости скольжения снижается.

Наряду с энергией ионов существенное влияние на триботехни-ческие свойства титановых сплавов оказывает доза облучения. Исследования пар трения с образцами, модифицированными ионами меди с энергией 20 кэВ дозами облучения от 2 • 10й до 3 • 1017 ион/см2, показали, что скорость изнашивания при увеличении дозы облучения в названных пределах снижается почти в 3 раза. Дальнейшее увеличение дозы приводит к незначительному повышению скорости изнашивания. Коэффициент трения при увеличении дозы облучения изменяется незначительно.

У — Ф (х) — кривая распределения общего пути трения (кривая условно отнесена к левой точке стола); s — путь трения, который проходит каждая точка направляющих стола за рассматриваемый промежуток времени; k — коэффициент износа, показывающий величину линейного износа (мкм) при действии давления 1 МПа на протяжении пути трения. 1 км для данной пары материалов при данных условиях изнашивания; /^ — коэффициент износа материала станины; /?2 — коэффициент износа материала стола.

КОЭФФИЦИЕНТЫ ТРЕНИЯ И ИНТЕНСИВНОСТИ ИЗНАШИВАНИЯ

Коэффициент трения и скорость изнашивания определяли на трехшпиндельной машине, схема нагружения стендового узла которой представлена на рис. 86. Нагрузка к рабочему узлу передавалась через редуктор 1, винт с гайкой 2 и тарированный пружинный динамометр 3. Коромысло узла нагружения 4 исследуемого подшипника 7, в оправе 6, смонтированное на ножевых опорах, выполненных из твердого сплава, удерживалось от проворота под действием момента трения, возникающего при вращении вала 8, тягами, один конец которых крепился к гибкой балочке 5 из пружинной стали.

Абразивное изнашивание материала происходит в результате режущего или царапающего действия твердых тел и (или) абразивных частиц. Эти частицы попадают между контактирующими поверхностями со смазочным материалом или из воздуха, а также могут появиться в результате развития других видов изнашивания (схватывания, выкрашивания, окисления). Абразивное изнашивание может иметь место о преобладанием процессов окисления (окисление и последующее разрушение оксидных пленок) и g преобладанием механического разрушения (внедрения абразивных частиц) и разрушения поверхности. При окислительной форме абразивного изнашивания коэффициент трения 0,05—0,30 и толщина разрушающегося слоя до 0,1 мм. Абразивное изнашивание является типичным для многих деталей горных, буровых, строительных, дорожных, сельскохозяйственных и других машин, работающих в технологических средах, содержащих абразивные частицы (грунт, разбуриваемые породы и т. д.).

Схема испытания Состояние стального образца Линейная интенсивность изнашивания Коэффициент трення

Схема испытания Состояние стального образца Линейная интенсивность изнашивания Коэффициент трения

В чистом виде полиимиды обладают плохими антифрикционными свойствами (коэффициент трения 0,6-О,7), которые резко улучшаются при введении твердосмазочных наполнителей - коэффициент трения снижается в 5-10 раз. На рис. 1.3 приведены зависимости коэффициента трения и интенсивности изнашивания от контактного давления для композиционных материалов ПАМ15-69 и ГТАМ50-69 при температуре 180°С. Коэффициенты трения с увеличением нагрузки снижаются, достигая минимума при давлении 7-8 МПа, затем незначительно увеличиваются. Интенсивность изнашивания монотонно повышается с увеличением контактного давления, повышение скорости скольжения также вызывает увеличение интенсивности изнашивания. Коэффициент трения материалов на основе полиимидов с увеличением скорости скольжения снижается.

Наряду с энергией ионов существенное влияние на триботехни-ческие свойства титановых сплавов оказывает доза облучения. Исследования пар трения с образцами, модифицированными ионами меди с энергией 20 кэВ дозами облучения от 2 • 1016 до 3 • 1017 ион/см2, показали, что скорость изнашивания при увеличении дозы облучения в названных пределах снижается почти в 3 раза. Дальнейшее увеличение дозы приводит к незначительному повышению скорости изнашивания. Коэффициент трения при увеличении дозы облучения изменяется незначительно.

Марка материала Интенсивность изнашивания /„ X 10» Коэффициент трения f Марка материала Интенсивность изнашивания Коэффициент трения f