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: 398; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!