Dėvėjimo rūšys: dėvėjimosi klasifikacija ir charakteristikos

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Dėvėjimas suprantamas kaip laipsniškas įvairių porų trinties paviršių sunaikinimas. Yra daug drabužių rūšių. Jie atsiranda dėl įvairių priežasčių. Tačiau juos visus vienija vienas dalykas – dalelės yra atskirtos nuo pagrindinės medžiagos. Tai sukelia mechanizmų veikimo sutrikimus, o kitais atvejais gali sukelti jų gedimą. Sąnarių tarpai didėja, nusileidimai pradeda daužytis dėl to, kad susidaro didelis atstumas. Šiame straipsnyje aptariami pagrindiniai dėvėjimo tipai, pateikiamos jų charakteristikos ir bendra klasifikacija.

Abrazyvinio nusidėvėjimo ypatybės

Šlifavimo priemonė yra smulkiai išsklaidyta natūralios arba dirbtinės kilmės medžiaga, kurios kietumas yra pakankamas, kad subraižytų kitas mažiau kietas medžiagas.

Paviršiaus susidėvėjimo tipas, kai pažeidžiama paviršiaus sluoksnio struktūra ir vientisumassąveika su kietosiomis mikrodalelėmis vadinama abrazyvinėmis. Reikėtų atšaukti, kad tokiam sunaikinimui trinties greitis turi būti labai didelis (keli metrai per sekundę). Nors naudojant ilgą laiką, sunaikinimas vyksta net esant mažesniam greičiui ir suspaudimo jėgoms.

Abrazyvinių medžiagų vaidmenį gali atlikti ir nejudantys objektai (plieno ir lydinių kietosios fazės), ir judančios pašalinės dalelės, patekusios į besitrinančių paviršių kontaktinę zoną (smėlis, dulkės ir kt.).

Šie veiksniai turi įtakos abrazyvinio nusidėvėjimo dydžiui ir jo intensyvumui:

• abrazyvinių dalelių kilmės pobūdis;
• mechanizmo veikimo aplinka (agresyvumo laipsnis);
• trinties porų medžiagų savybės;
• smūgio apkrovos;
• temperatūros indikatoriai ir daugelis kitų.

Dilinimas su kietomis dalelėmis (grūdelėmis)

Šis mechaninis susidėvėjimas atsiranda, kai abrazyviniai grūdeliai liečiasi su metalu ar kita medžiaga. Tokių dalelių kietumo indeksas gerokai viršija paties metalo kietumo indeksą. Dėl to deformuojasi trinties porų medžiagos, atsiranda nuovargio įtempių ir paviršiaus dilimas.

Jei mechanizmas veikia dažnai kintančiomis apkrovomis, sustiprėja žalingo abrazyvo poveikio poveikis. Tokiu atveju abrazyvinė dalelė palieka ne tik žymes, bet ir įlenkimus ant metalinio paviršiaus.

Padidėjus abrazyvinės medžiagos frakcijai,abrazyvinis nusidėvėjimas. Abrazyvinės dalelės yra labai kietos, bet kartu ir trapios. Todėl didelius kūnus galima sum alti į mažesnius.

Oksidacinio nusidėvėjimo ypatybės

Šis susidėvėjimas atsiranda, kai ant besitrinančių dalių paviršiaus atsiranda laisva oksido plėvelė, kuri dėl trinties greitai pašalinama nuo paviršiaus. Dauguma inžinerinių medžiagų linkę oksiduotis ore aukštesnėje temperatūroje. Todėl mechanizmai, kurie veikia be tepimo ir be aušinimo sistemos, gali susidėvėti tokio tipo dalys.

Kuo didesnis oksido plėvelės sunaikinimo greitis ir kuo didesnis jos susidarymo greitis, tuo intensyvesnis paviršių susidėvėjimas.

Šis susidėvėjimas būdingas šarnyrinėms ir varžtinėms jungtims, įvairiems pakabos mechanizmams ir iš tikrųjų visiems agregatams, dirbantiems be tepimo.

Didėjant trinties greičiui, didėja trinties paviršių temperatūra. Tai veda prie destruktyvių procesų intensyvėjimo. Padidėjusios smūginės apkrovos turi panašų poveikį.

Dėvėjimas dėl plastinės deformacijos

Šis mašinos dalių susidėvėjimo tipas būdingas labai apkrautiems agregatams. Jo esmė yra pakeisti gaminio geometrines formas, veikiant didelėms apkrovoms.

Jis labiausiai būdingas raktinėms ir sujungtoms jungtims, taip pat sriegiams, kaiščiams ir pan.

Panašusdeformacijos gali atsirasti ir krumpliaračių jungtyse. Ir jie neturi būti greiti. Apkrova čia yra pagrindinis veiksnys.

Dažnai tokios deformacijos atsiranda ant riedmenų bėgių ir ratų. Siekiant užkirsti kelią, būtina laiku organizuoti profilaktiką ir konstrukcinių elementų tyrimą.

Dėvėjimas dėl įskilimų

Pateikta nusidėvėjimo tipų klasifikacija nebus išsami, jei iš akių nepamesime vadinamojo susidėvėjimo dėl skaldos. Jo esmė tokia. Esant sunkioms (gal net ekstremalioms) eksploatavimo sąlygoms, besitrinančių dalių paviršiniai sluoksniai patiria struktūrinius ir fazinius pokyčius. Priežastys įvairiais atvejais yra padidėjusi temperatūra, šildymo ir vėsinimo sąlygos, aukštas slėgis ir kt. Gautų sluoksnių savybės labai skiriasi nuo pradinės medžiagos. Paprastai šios fazės yra trapios ir nutrūksta veikiant apkrovai.

Todėl trinties metu be tepimo ant plieno ir ketaus susidaro būdingos b altos juostelės. Šių vietų negalima išgraviruoti net azoto arba vandenilio fluorido rūgšties tirpalu alkoholyje. Metalo mokslo srities specialistai šį darinį vadina b altuoju sluoksniu. Jis turi gana aukštą Rockwell kietumą ir yra labai trapus. Vienoje laboratorijoje buvo atlikta b altojo sluoksnio fazinė ir struktūrinė analizė. Paaiškėjo, kad tai mechaninis martensito ir cementito mišinys. Jame taip pat yra nedidelis ferito kiekis. Paskutinis dalykas jamemažas ir negali sumažinti kietumo.

Šios medžiagos susidarymą (sintezę) lydi žalingų vidinių tempimo ir gniuždymo jėgų atsiradimas. Kai vidinių įtempių vektoriai sutampa su detalės išorinėmis apkrovomis, jos paviršiuje b alto sluoksnio srityje susidaro nedideli įtrūkimai. Šie mikroįtrūkimai yra įtempių koncentratoriai ir akumuliatoriai, dėl kurių visas gaminys lūžta.

Dėvėjimas dėl korozijos poveikio

Šis procesas vyksta ant paviršių, kurie glaudžiai liečiasi vienas su kitu. Priežastis – svyravimai. Reikia pažymėti, kad trinties poros korpusų medžiagos gali būti labai skirtingos (metalas-metalas arba nemetalas-metalas).

Šis reiškinys atsiranda jau esant minimaliems kūnų poslinkiams (apie 0,025 mikrometro).

Dėl svyravimų ant paviršių atsiranda korozijos centrai, kurie auga ir sukelia paviršiaus sluoksnio sunaikinimą.

Dėvėti dėl vibracinės kavitacijos

Šis susidėvėjimas atsiranda, kai gaminiai veikia skystoje terpėje. Nors taip pat gali atsirasti skysčio srovei patekus į mašinos ar mechanizmo dalį. Proceso fizika yra tokia. Skysčio slėgis fazės ribose (tarp skysčio ir kietos medžiagos) krenta, todėl atsiranda vadinamųjų kavitacijos burbuliukų. Šio susidėvėjimo intensyvumas priklauso nuo oro kiekio skystyje ir nuo išorinio slėgio.

Garso vibracija gali būti katalizatorius. Ypač kenksmingi šiuo atveju yra ultragarso spektro virpesiai. Labai dažnai toks žalingas reiškinys atsiranda besitrinančiose vidaus degimo variklių dalyse. Tyrimai rodo, kad garsinė kavitacija susidėvi tris ar keturis kartus greičiau nei trintis.

Dėvėjimas dėl terminio įtrūkimo

Ši problema būdinga geležinkelio vagonų ir lokomotyvų ratams. Traukinio judėjimo metu mašinistui dažnai tenka sulėtinti greitį. Dėl to ratai slysta ir įkaista. Didinant greitį, trinties paviršius gana greitai atšąla. Dėl tokio terminio ciklo rato paviršiuje susidaro daug įtrūkimų. Tai žymiai pagreitina gaminio susidėvėjimą. Šiuo metu geležinkelio ratų gamybai naudojamas specialus legiruotasis plienas. Tačiau anksčiau buvo naudojamas įprastos kokybės plienas. Seni ratai vis dar naudojami daugelyje traukinių ir šiandien, todėl ši problema vis dar aktuali.

Būdai, kaip elgtis su terminiais įtrūkimais

Veiksmingiausia priemonė kovojant su terminiais įtrūkimais bus intensyvus vėsinimas. Tam galima naudoti specialius aliejus ir tepalus. Traukinio ratams ši priemonė dėl akivaizdžių priežasčių netinka. Tokiu atveju galite žaisti su chemine medžiagos sudėtimi ir pasirinkti šiuo požiūriu palankesnę plieno rūšį. Kai kurios legiruotojo plieno rūšys turi mažą plėtimosi koeficientą. Ir ši nuosavybė gali būti panaudota.

Kai kurieerozijos nusidėvėjimo ypatybės

Atsižvelgdami į trinties ir susidėvėjimo tipus, negalime pamiršti vadinamojo erozinio susidėvėjimo. Paprastais žodžiais tariant, tai yra paviršių sunaikinimas veikiant aplinkai.

Inžinerijoje ši sąvoka reiškia mašinos dalių ir mechanizmų mazgų paviršių sunaikinimą veikiant aplinkos veiksniams. Tokie įtakos veiksniai yra oro ir skysčių srautai, garai ar įvairios dujos. Susidėvėjimo priežastis, kaip ir anksčiau, yra trintis. Tik šiuo atveju paviršių veikia ne abrazyvinės dalelės, o dujų ar skysčio molekulės.

Šio proceso metu atsiranda mikroįtrūkimų. Aukšto slėgio skysčių ir garų molekulės prasiskverbia į jas ir prisideda prie visų paviršinių produktų sluoksnių sunaikinimo.

Skystyje arba garuose suspensijoje taip pat gali būti abrazyvinių dalelių. Tokiu atveju toks mišinys sukels abrazyvinį erozinį sunaikinimą ir nusidėvėjimą.

Dėvėjimasis nuo nuovargio ir jo savybės

Dėvėjimo tipai ir geometrijos pažeidimai yra labai įvairūs. Daug problemų projektavimo inžinieriams ir mechanikos inžinieriams sukelia nuovargio dalių paviršių skilimas. Šis „ligas“yra labai klastingas. Nuovargio skilimo reiškinys atsiranda dalyse, kurios ilgą laiką veikia kintančios apkrovos sąlygomis. Tai būdinga krumpliaračių jungčių „liga“.

Šio tipo susidėvėjimą lydi įtrūkimų atsiradimas ant paviršiaus ir jų prasiskverbimasgiliai į produktą. Nereikšmingame paviršiaus plote atsiranda visas tokių mikroįtrūkimų tinklas. Veikiant slėgiui ir temperatūrai, maži skirtingi metalo gabalėliai nulūžta nuo pagrindinio korpuso ir nukrenta. Svarbų vaidmenį šiame procese atlieka lubrikantas (alyva), kuris prasiskverbia į mikroįtrūkimus ir skatina sunaikinimą.