Виды разрушения рабочих поверхностей деталей и рабочих органов машин

 

Содержание

 

1. Виды разрушения рабочих поверхностей деталей и рабочих органов машин……………………………………………………………………………....3

2. Избирательный перенос при трении…………………………………………..5

3. Повышение износостойкости деталей и узлов трения машин в эксплуатации...........................................................................................................6

4. Проблема износа деталей машин в вашем цеху,на вашем предприятии….11

5. Смазочные материалы в узлах трения машин в вашем цеху,на вашем предприятии………………………………………………………………………16

6. Приложение……………………………………………………………………20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Виды разрушения рабочих поверхностей деталей и рабочих органов машин.

 

Виды разрушения и повреждения   деталей и меры их предупреждения.

    Детали машин  в процессе эксплуатации и  хранения, кроме изнашивания, подвержены  механическим, гелловым. электрохимическим (коррозионным) и другим видам разрушения и повреждения.

К механическим видам разрушения и повреждения относятся трещины, поломки, пробоины, деформации, потери упругости.

  Трещины и поломки  деталей возникают при длительном  воздействии повторно-переменных  нагрузок в результате усталостного  разрушения. На поверхности детали  вначале возникают микроскопические  трещины, которые затем распространяются  вглубь детали, охватывая значительную  часть ее сечения, и если такую  деталь вовремя не заменить, она  разрушается. Таким видам поломок  подвержены оси, валы, шатуны, шатунные  болты, зубья шестерен и др.

   Кроме того, трещины  могут образовываться в результате  воздействия значительных местных  нагрузок, ударов и перенапряжений. Они могут возникать на более  нагруженных участках рам, блоков, корпусов коробок передач, задних  мостов и других корпусных  деталей.

  Вероятность возникновения  трещин и поломок усталостного  характера снижается при обкатке  рабочих поверхностей деталей  шариками и роликами, дробеструйной  обработке и чеканке, снижении  шероховатости поверхности, формировании  правильных радиусов перехода  от одной поверхности к другой.

   Пробоины возникают  в результате ударов других  предметов о поверхности тонкостенных  деталей. Таким путем могут возникать  пробоины в стенках блоков  цилиндров, коробок передач, крыльях, капотах и т.д.

  Деформации проявляются  в виде искажения размеров  и конфигурации летали (изгибы, скручивания, вмятины). Такие деформации происходят  в результате ударных или периодически  изменяющихся нагрузок. Изгиб и  скручивание наблюдаются у таких  деталей, как шатуны, коленчатые  и распределительные валы, рамы, вилки переключения передач и  др. Вмятины наиболее часто встречаются  на поверхности крыльев, кабин, капотов  и других деталей из тонколистовой  стали.

   Для повышения  стойкости деталей к пластическим  деформациям необходимо увеличивать  предел прочности и твердость  материала деталей, снижать монтажные  напряжения.

   Потеря упругости  наблюдается у пружин, рессор, торсионных  валов, поршневых колец и других  деталей. Она является следствием  динамических нагрузок, теплового  воздействия, снижения внутренних  напряжении и других процессов.

  К тепловым видам  разрушения и повреждения относятся  трещины, коробление, нагар и накипь.

  Трещины теплового  происхождения возникают в перемычках  гнезд клапанов головок цилиндров. Трещины в стенках блоков и  головок цилиндров образуются  при замерзании охлаждающей жидкости.

Коробление деталей может происходить от воздействия высоких температур, приводящих к структурным изменениям и большим внутренним напряжениям. Такие повреждения часто встречаются у головок цилиндров двигателей.

  Нагар — это прочные  твердые отложения, образующиеся  на поверхностях деталей вследствие  неполного сгорания топлива и  масла или соприкосновения их  с сильно нагретыми поверхностями  деталей. Нагар образуется на  поверхностях камеры сгорания, клапанах, днище поршня, соплах форсунок  двигателей, что снижает их мощность  и повышает расход топлива.

  Нагар на поверхности  деталей резко снижает отвод  теплоты, что приводит к перегреву, короблению, образованию трещин  и других повреждений.

  Накипь — это отложения  малорастворимых в воде солей  кальция, магния и механических  примесей на внутренних поверхностях  деталей системы охлаждения двигателей. Теплопроводность накипи в 50... 100 раз ниже теплопроводности металла. Отложения накипи резко снижают  отвод теплоты от отдельных  участков деталей, в результате  чего происходит коробление и  образуются трещины.

  Для снижения вероятности  образования нагара и накипи  необходимо соблюдать правила  технической эксплуатации машин: заправлять систему охлаждения  дистиллированной или умягченной  водой, применять топлива и масла, рекомендуемые заводом-изготовителем, соблюдать оптимальные тепловые  режимы работы двигателей.

  Электрохимическое поверхностное  разрушение металлов (коррозия) происходит  вследствие химического или электрохимического  взаимодействия их с окружающей  средой. По типу коррозию подразделяют  на химическую и электрохимическую, по видам — на атмосферную, местную, сплошную, подповерхностную, сквозную, структурную и межкристаллическую. Типы коррозии различаются механизмом взаимодействия металла с коррозионной (окружающей) средой, а виды — коррозионными средами и характером разрушения.

Химическая коррозия возникает от взаимодействия металлов с газами, растворами кислот, щелочей и солей, которые всегда присутствуют в окружающей среде. В результате такого взаимодействия на поверхности детали образуется рыхлый хрупкий слой оксидов железа (ржавчина).

Электрохимическая коррозия возникает в местах контакта двух разнородных металлов или различных структурных составляющих сплава, образующих гальваническую пару. При наличии в месте такого контакта растворов солей и кислот (электролита) возникает электролитический процесс, в результате которого разрушается более активный металл или структурная составляющая сплава.

Коррозионному разрушению подвержены зеркала цилиндров двигателей, кабины и облицовки тракторов, поверхности рам, корпусных и других деталей в процессе их использования или хранения.

Для предотвращения или ослабления коррозионного разрушения деталей из черных металлов их поверхности покрывают другими металлами (цинк, хром, алюминий), наносят лакокрасочные покрытия и консервационные материалы (пластичные смазочные материалы, жидкие консервационные масла и др.).

 

 

 

 

2. Избирательный  перенос при трении.

 

     Избирательный  перенос — вид трения, который  обусловлен самопроизвольным образованием  в зоне контакта тонкой не  окисляющейся металлической пленки  с низким сопротивлением сдвигу  и не способной накапливать при деформации дислокации.

     Избирательный  перенос при трении (эффект безызносности) — явление, по своему характеру противоположное изнашиванию: если при изнашивании во время трения все процессы в зоне контакта сводятся к разрушению поверхности, то процессы при избирательном переносе носят созидательный характер: они необратимы и относятся к самоорганизующимся процессам неживой природы.

     Следует заметить, что на практике, в силу специфических  условий работы ряда узлов  трения, эффект безызносности проявляется не полностью. Поэтому не во всех случаях достигается полная  безызносность.

    Под эффектом  безызносности подразумевается принцип, на основе которого уменьшаются силы трения и интенсивность изнашивания деталей. Между тем, в реальных условиях, можно достичь такого результата, когда поверхности трения не только не изнашиваются, но и могут восстанавливаться. Создаются условия, как уже упоминалось, восстановления изношенных машин без их разборки. Это требует проведения специальных технологий.

    Трение может  сопровождаться эволюционными процессами, в результате которых разрушение  поверхностей становится второстепенным. Главным выступает созидательный  характер трения, который обусловлен  обменом узла трения с внешней  средой энергией и веществом, а также коллективным поведением  ионов меди, из которых формируется  тонкая медная пленка, защищающая  поверхности трения от изнашивания.

   Металлическую медную пленку, образующуюся в процессе трения, называют "сервовитной " (от лат. Servo-witte — спасать жизнь). Она представляет собой вещество (в данном случае металл), образованное потоком энергии и существующее в прдцессе трения, Трение не может уничтожить пленку, оно ее создает. Образование защитной пленки относится к новому классу самоорганизующихся явлений неживой природы. Их изучение только началось.

    При деформировании  сервовитная пленка не разрушается и не подвергается усталостному разрушению. Она воспринимает все нагрузки, покрывая шероховатость поверхностей стальных деталей, которые практически не участвуют в процессе трения. Структура пленки отличается от структуры обычной меди; она квазижидкая — имеет много вакансий и мало дислокаций, образовалась в процессе трения (в стесненных условиях).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Повышение износостойкости  деталей и узлов трения машин  в эксплуатации.

 

 Способы повышения  износостойкости прочности деталей.

В основе повышения  износостойкости и усталостной  прочности деталей лежит воздействие  на рабочую поверхность деталей и элементы кристаллической решетки металла путем применения различных видов обработок:

1) Слесарно-механическая  обработка. Эта обработка применяется  для устранения задиров, рисок, наработки и других дефектов поверхности, а также для получения необходимой чистоты поверхности. Чем выше чистота поверхности, тем выше износостойкость детали. Наиболее часто для этих целей применяют шабрение, шлифование, полирование, хонингование.

  Шабрение —  технология  высокоточного выравнивания поверхности  изделия из металла (реже —  из дерева или пластика) специальным  режущим инструментом — шабером. Шабрение выполняют после зачистки  поверхности от явных сколов  и выбоин. Зачастую перед шабрением  производят грубое выравнивание (шлифование) механизированным абразивным  инструментом. Шабрение выполняется  с помощью образцовой поверхности  соответствующего качества (поверочная  плита, линейка и т. д.).     Процедура состоит из многократного  повторения ряда действий:

-Получение яркого  рисунка  неровностей. Для этого  обрабатываемую  поверхность слегка притирают  с образцовой поверхностью с  контрастной краской. В результате  краска сотрётся с горбов и  останется во впадинах.

-Режущим инструментом  снимают видимые выпуклости.

-Качество результата  контролируется по количеству  цветных пятен краски после  притирки на определённой площади. Подразумевается, что чем больше  пятен, тем меньше их площадь  и, соответственно, меньше неровность. Применение: шабрение чаще всего  применяется при точном согласовании  металлических трущихся поверхностей  сложной формы. Например, направляющих  типа ласточкин хвост прецизионных  металлообрабатывающих станков.

  Шлифование –  это  чистовая обработка абразивными  инструментами на шлифовальных  станках. Шлифовальные инструменты  – круги, сегменты, бруски состоят  из абразива и связующего вещества. Вращающийся абразивный инструмент  снимает тонкий слой металла  с поверхности детали при помощи  зерен абразива. Разновидность абразивной  обработки, которая, в свою очередь, является разновидностью резания. Механическое шлифование используется  для обработки твёрдых и хрупких  материалов в заданный размер  с точностью до микрона. А также  для достижения наименьшей шероховатости  поверхности изделия допустимых ГОСТом. Области применения: машиностроение, станкостроение, оптика, ювелирное дело.

  Полирование –  заключительная  операция механической обработки, применяемая с целью  устранения  мелких неровностей и  шероховатостей  поверхности. Полирование  применяется  также для подготовки поверхностей  детали для последующего нанесения  гальванического покрытия. Полирование  выполняется на полировальных  станках или вручную инструментом  из войлока, фетра, кожи, используются  также хлопчатобумажные и фетровые  круги. Для полирования применяется  полировочная паста из окиси  хрома (паста ГОИ). Алмазные тонкодисперсные порошки и пасты позволяют получать поверхность зеркального блеска. Операция полирования применяется для обработки любых металлов, в т.ч. алюминия, стали, чугуна, а также драгоценных металлов.

  Хонингование  — вид  абразивной обработки материалов  с применением хонинговальных  головок (хонов). В основном применяется  для обработки внутренних цилиндрических  поверхностей путём совмещения  вращательного и возвратно-поступательного  движения хона с закреплёнными  на нём раздвижными абразивными  брусками с обильным орошением  обрабатываемой поверхности смазочно-охлаждающей  жидкостью. Один из видов чистовых  и отделочных обработок резанием. Позволяет получить отверстие  с отклонением от цилиндричности до 5 мкм и шероховатостью поверхности Ra=0.63÷0.04.