Изнашивание происходит

Под iM<:iiiiiu'iiifinn>t.u пзнсшин'лпием понимают изнашивание поверхности при относительном движении гиердого тела в жидкости. В условиях кавитации работают

печивается «слежением» профиля копира 3 роликовым щупом 4, жестко связанным с кареткой 5 станка-автомата, несущей резец 1. Каретка 5 перемещается по направляющим 6. Недостатком механических копировальных устройств является быстрое изнашивание поверхности копира и щупа вследствие действия на них значительных нагрузок, что сужает область их применения.

В открытых передачах выкрашивания не наблюдается, так как изнашивание поверхности зубьев опережает развитие усталостных трещин.

Таким образом, в зоне соударения образца с абрази--вом при наличии слоя жидкости возбуждается гидроабразивный поток, который размывает торец образца и образует на нем своеобразный макрорельеф. Этот рельеф при удельной энергии удара 10—13 Дж/см2 выражен еще не ярко и по существу только начинает развиваться; при больших значениях энергии удара (25,5 Дж/см2) формирование рельефа прекращается. В этом случае изнашивание поверхности образца происходит в результате не только прямого внедрения частиц абразива, но и микрорезания.

В процессе трения имеет место некоторое перемещение металла, о чем свидетельствует изменение профиля дорожки трения (рис. 50). Кроме того, значительные контактные давления приводят к пластическому оттеснению металла к границам дорожки трения на начальной стадии процесса. На поперечных профило-граммах отчетливо фиксируются навалы металла по бокам дорожки трения, а на ее концах — валики высотой 20—30 мкм (рис. 51). Таким образом, измерения с помощью механотрона фиксируют суммарную величину линейного износа, обусловленную как усталостными процессами, так и пластическим оттеснением металла. Для выявления роли усталостных процессов проводилась оценка толщины изношенного слоя по убыли веса образцов, при этом принималось, что изнашивание поверхности происходит равномерно:

Широкая экспериментальная проверка теории износа отслаиванием проведена в работе [142]. Исследовалось девять материалов с размером зерна от 6 до 1000 мкм и твердостью по Бринеллю от 35 до 184кгс/мм2. Испытания проводились в аргоне при возвратно-поступательном движении стальной иглы по полированному диску из исследуемых материалов. Коэффициент трения менялся от 0,35 до 2,05. В результате исследования было установлено, что интенсивность износа не связана с твердостью металла. Быстрее изнашиваются металлы с большими частицами второй фазы или с пустотами. Электронно-микроскопическое исследование металла в сечениях, параллельном и перпендикулярном следу трения, показало, что изнашивание поверхности происходит путем отслаивания частиц. Скорость отслаивания определяется характером микроструктуры. В любом случае включения ускоряют процесс отслаивания вследствие дополнительной пластической деформации и образования пустот вокруг них.

Проведенные исследования изнашивания металлического элемента тормозного устройства подъемно-транспортных машин III ] показали, что изнашивание поверхности трения тормозного шкива в ряде случаев происходит весьма интенсивно, хотя твердость этой поверхности значительно превышает твердость поверхности трения фрикционного материала, измеренную перед началом опыта. Это может быть объяснено, во-первых, наличием абразивных частиц, имеющихся во фрикционном материале (чаще всего окиси кремния) или попавших на поверхность трения извне; во-вторых, в процессе трения в результате комплексного влияния нормального и тангенциального усилий, скорости и температуры поверхностные слои фрикционного материала и металла преобразуются и приобретают свойства, резко отличные от свойств обоих элементов трущейся пары, имевшихся у них до участия в процессе трения. При нагревании в процессе работы происходит изменение физико-механических свойств металла и фрикционного материала: с увеличением температуры предел прочности элементов пары уменьшается (фиг. 348).

изнашивание поверхности детали при трении в абразивной среде, например, при резании грунтов, при бурении горной породы, при пере-

Под кавитационным изнашиванием понимают изнашивание поверхности при относительном движении твердого тела в жидкости. В условиях кавитации работают гребные винты, гидротурбины, детали машин, подвергающиеся принудительному водяному охлаждению, трубопроводы.

Эрозионное изнашивание - это механическое изнашивание поверхности в результате воздействия на нее потока жидкости и (или) газа.

Расчет на износ. При работе пар трения происходит изнашивание (разрушение) поверхностных слоев, которое приводит к уменьшению размеров контактирующих деталей, т.е. их износу. Размерное изнашивание поверхности трения характеризуется его интенсивностью !/,, которую рассчитывают по следующим формулам: в период приработки

Элсктроэрпзионнос изнашивание происходит в результате воздействия разрядов при прохождении электрического тока.

стное выкрашивание поверхности зубьев не наблюдается, так как их механическое изнашивание происходит быстрее.

Молекулярно-механическое изнашивание происходит при высоких контактных напряжениях в зоне сопряжения деталей из однородных материалов (зубчатых и гиперболоидных передач, резьбовых соединений и др.). Оно начинается с локального пластического деформирования и разрушения окисных пленок на отдельных участках поверхности контакта, а заканчивается молекулярным сцеплением (схватыванием) материала этих участков деталей и последующим разрушением зон схватывания при относительном движении.

Механическое изнашивание происходит в результате только механических взаимодействий материалов изделия; молекулярно-механическое изнашивание сопровождается также воздействием молекулярных или атомарных сил; коррозионно-механическое изнашивание происходит при трении материала, вступившего в химическое взаимодействие со средой* Разновидности этих про-

Окислительное изнашивание происходит при наличии на поверхности трения защитных пленок, образовавшихся в результате взаимодействия материала с кислородом (см. выше). ;

Необходимо отметить, что для сопряжений типа направляющих не всегда полностью соблюдается условие касания, так как при относительном перемещении тел контакт по всей поверхности трения возможен лишь в том случае, если форма поверхности прямолинейна или является дугой окружности. При иной форме имеет место частичный контакт поверхностей, и их изнашивание происходит при очередном взаимодействии отдельных участков поверхностей трения. Такая картина наблюдается, например, при изнашивании направляющих скольжения. Однако и в этом случае понятие об износе сопряжения сохраняет силу.

где h (P) — деформативная зона, которая в условиях воспроизводимости фактической площади касания зависит от степени шероховатости, механических свойств материалов и удельного давления Р; область изменения (0<6<1) зависят от механических свойств изнашиваемого материала. Если начальное значение #„< /?J, то в процессе приработки оно должно возрасти до значения R*g; если же Rq^>Rq, то оно должно уменьшиться до того же значения. Если начальное значение параметра шероховатости близко к -Rq, то изнашивание происходит в условиях воспроизводимости параметра Rq и протекает значительно медленнее, чем в предыдущих случаях [115].

Гидроабразивное изнашивание происходит в результате действия твердых частиц, взвешенных в жидкости и перемещающихся относительно изнашиваемого тела. Гидроабразивному изнашиванию подвергаются диафрагмы и рабочие колеса насосов, детали землесосов, лопасти и камеры гидротурбин, различные детали насосного и трубопроводного оборудования.

Ударно-абразивное изнашивание происходит при ударе-no твердым частицам, способным поражать поверхность контактирования путем образования на ней лунок — следов прямого динамического внедрения этих частиц. Качественным признаком ударно-абразивного изнашивания является специфическая поверхность, представляющая собой сочетание лунок, разделенных перемычками. На поверхности, подверженной ударно-абразивному изнашиванию, нет направленной шероховатости в виде рисок, а следовательно, нет относительного перемещения твердых частиц вдоль этой поверхности (рис. 5).

Ударно-гидроабразивное изнашивание происходит при соударении металлических поверхностей, когда в зоне контакта находятся одновременно жидкость и твердые частицы, способные поражать поверхность изнашивания. При этом виде изнашивания взаимодействие твердых частиц с поверхностью, изнашивания происходит прямым внедрением или относительным перемещением. Прямое внедрение частиц связано с ударом, относительное перемещение — с вытеснением жидкости из зоны контакта. При движении с жидкостью частицы изнашивают поверхность изделия путем микрорезания. В результате этих двух видов взаимодействия на поверхности изнашивания формируется, сложный микрорельеф, включающий участки ударно-абразивного и гидроабразивного изнашивания, хорошо различимые по виду на поверхности образца (рис. 6). Таким образом, механизм ударно-гидроабразивного изнашивания носит комплексный характер, включающий элементы ударно-абразивного и гидроабразивного изнашивания.

Ударно-усталостное изнашивание происходит при многократном соударении поверхностей, не имеющих в зоне контакта твердых частиц, способных поражать их. Износ при этом увеличивается постепенно. Для развития ударно-усталостного изнашивания необходимо большое число циклов динамического воздействия в микрообъемах контактируемых поверхностей. При ударно-усталостном изнашивании поверхность контакта достаточно гладкая, в ряде случаев блестящая, не имеет следов лунок или рисок. Всякая неровность, образовавшаяся на поверхности контакта при ударно-усталостном изнашивании, сглаживается в результате деформации при очередном соударении. В конечном итоге при ударно-усталостном изнашивании поверхность становится шероховатой, что обусловлено энергией удара и механическими свойствами материала.