ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ИЗНАШИВАНИЕ, ИЗНАШИВАНИЕ ВСЛЕДСТВИЕ ДЕФОРМАЦИИ, ДИСПЕРГИРОВАНИЯ И ВЫКРАШИВАНИЯ ВНОВЬ ОБРАЗУЮЩИХСЯ СТРУКТУР
Окислительное изнашивание
Происходит в том случае, когда на соприкасающихся поверхностях образуются пленки окислов, которые в процессе трения разрушаются и вновь образуются.
Изнашивание вследствие пластической деформации
Этот вид изнашивания (смятие) заключается в изменении размеров или формы детали в результате пластической деформации, ее микрообъемов. Смятие является характерным видом повреждения шпоночных пазов и шпонок, шлицевых соединений, штифтов и упоров, резьбовых соединений и других деталей. Пластическая деформация вызывается либо чрезмерными допускаемыми напряжениями, либо случайными значительными перегрузками.
В тихоходных зубчатых передачах с колесами из стали невысокой твердости возникают значительные пластические деформации с образованием канавок по полюсной линии у ведущих зубьев. Под действием высоких контактных напряжений разрушается масляная плёнка, и происходит течение поверхностных слоев металла в направлениях скольжения. Впрочем, не исключаются такие течения и при неповрежденной масляной пленке. Повышением вязкости масла можно уменьшить силы трения и интенсивность пластической деформации. Вообще же рекомендуется применять стали большей твердости.
Изнашивание вследствие диспергирования
Многие трущиеся детали не имеют на рабочих поверхностях следов схватывания и заметных царапин.
При этих условиях разрушение поверхностного слоя происходит в результате диспергирования (измельчения) отдельных участков контакта. Интенсивность этого вида изнашивания невысока, шероховатость поверхности детали малая.
|
|
|
Изнашиванию вследствие диспергирования подвергаются хорошо смазываемые шарнирно-болтовые соединения, валики различных агрегатов и сопряженные с ними подшипники, поршневые пальцы прицепных шатунов, пары трения топливной аппаратуры и др.
Изнашивание в результате выкрашивания вновь образующихся структур
При тяжелых условиях работы на поверхностях трения происходят физико-химические изменения. Они являются результатом пластического деформирования, повышения температуры слоев металла, прилегающих к зоне контакта, последующего быстрого охлаждения и химического действия окружающей среды. Эти физико-химические изменения, заключающиеся в образовании новых структур, в свою очередь изменяют взаимодействия и характер разрушения поверхности. Эти образования получили наименование белого слоя.
Гидро- и газоабразивное изнашивание
Интенсивность зависит от угла атаки частиц:
,
где а - коэффициент, зависящий от материала и угла атаки;
т - зависит только от материала (для Ст3 m = 2,3; для стали 45 зак. т = 2,5; для чугуна т = 2,8; для базальта т = 2,5); V- скорость.
|
|
|
ЭФФЕКТ БЕЗЫЗНОСНОСТИ, ИЗБИРАТЕЛЬНЫЙ ПЕРЕНОС, ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭФФЕКТА БЕЗЫЗНОСНОСТИ
Общие сведения
В середине 50-х годов при исследовании узлов трения узлов самолета «ИЛ» Гаркуновым и другими было обнаружено явление самопроизвольного образования тонкой пленки меди на поверхностях тяжелонагруженных деталей в парах «сталь-бронза» при спиртоглицериновой смазке. Пленка меди толщиной δ = 1...2мкм в процессе трения покрывала как бронзу, так и сталь. Резко уменьшался износ и сила трения (примерно в 10 раз); то же для пары «сталь-бронза» в смазке ЦИАТИМ 201, в парах «сталь-сталь» домашнего холодильника (компрессоры) за счет растворения медных трубок.
Ионы меди поступают в масляно - фреонную смесь и образуют на трущихся деталях защитную медную пленку, которую назвали сервовитной.
Это вещество (тонкая пленка меди) образованно потоком энергии и существуюет в процессе трения. Трение не уничтожает пленку, оно ее создает. Это новый класс явлений в неживой природе - самоорганизующиеся процессы. Их только начали изучать. Самоорганизация в природе известна - биологические системы способны к самообновлению и работают десятки лет без износа: зубы животных (простые пары трения), суставы (мягкие по твердому) живых организмов (закрытые пары трения, мягкие по мягкому).
|
|
|
Энтропия - беспорядок в замкнутой системе. Основной закон термодинамики Клаузиуса - рост энтропии со временем. По Дарвину - в основе отбора лежит повышение степени самоорганизованности биологических систем (рис. 11).
Рисунок 11 - Рост беспорядка в соответствии со вторым законом термодинамики (а) и рост степени организованности в соответствии с законом Дарвина (б)
В неживой природе в некоторых явлениях отсутствует самоорганизация: дрова горят и превращаются в пепел - пепел не может превратиться обратно в дрова, сахар на воздухе испарился - обратная конденсация невозможна. Но есть и другие примеры: из воздуха, из паров воды образуются снежинки правильной формы - кристаллической, это явление более высокой организации, чем пар. Изморозь на стекле - рисунки, из расплавов металлов - кристаллы. Это примеры самоорганизации .
Неустановившийся режим:
В паре «сталь-сталь» смазочный материал окисляется, и кислоты растворяют поверхности медных трубок - в смазке ионы меди.
|
|
|
Ионы меди из смазки осаждаются на поверхности детали только в зоне трения, образуя пленку δ = 1...2мкм .
Установившийся режим:
Пара трения «сталь-сталь» стала «медь-медь». Снижается окисление смазки, прекращается растворение трубок.
Если нарушается целостность пленки, режим работы ухудшается, окисление смазки усиливается, растворение меди возобновляется, и залечиваются повреждения поверхности в зоне трения. Медная пленка не разрушается или переносится с одной поверхности на другую, удерживаясь электрическими силами.
Сервовитная пленка при деформировании не разрушается, покрывая при этом шероховатости. Мягкое работает по мягкому; нагрузка распределяется не по выступам, а по пленке - ресурс увеличивается.
Дата добавления: 2018-09-22; просмотров: 521; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!