Виды и закономерности изнашивания.

Изнашивание - это процесс разрушения и удаления материала с поверхности твердого тела и (или) накопления остаточной деформации при трении, проявляющийся в постепенном изменении размеров и (или) формы тела. При изнашивании появляется огранка, овальность, конусообразность шеек валов, изменяются микрогеометрические параметры (шероховатость поверхности). На поверхностях деталей появляются риски, задиры и другие повреждения. Под действием сил трения, вибрации, ударных нагрузок, в результате старения материалов происходят структурные изменения в материале детали, появляются поверхностные напряжения, которые приводят к образованию микротрещин, на поверхности детали появляется наклепанный слой.

Износ - это результат изнашивания, проявляющийся в виде изменения размеров и свойств материала детали. Основными характеристиками процесса изнашивания являются его скорость и интенсивность, а также износостойкость материала.

Кроме износа, проявляющегося при трении, детали машин могут иметь и другие дефекты: механические повреждения, усталостное, коррозионное, электроэрозионное разрушения, деформацию, потерю упругости или намагниченности, образование нагара или накипи.

Механические повреждения (разрушения) деталей - результат действия больших нагрузок. К ним относятся трещины, пробоины, обломы и т. п.

Виды изнашивания. Изнашивание деталей сопровождается сложными физико- химическими явлениями. Скорость изнашивания зависит от материала и качества трущихся поверхностей, характера контакта и скорости их взаимного перемещения, вида и значения нагрузки, вида трения и смазки, качества смазочного материала и от многих других факторов. В соответствии с ГОСТ 27674-88 установлены следующие виды изнашивания в машинах

Механическое изнашивание - это изнашивание в результате механических воздействий. Этот вид изнашивания подразделяется на абразивное, гидроабразивное (газоабразивное), гидроэрозионное (газоэрозионное), кавитационное, усталостное, при за- едании и при фреттинге.

Абразивное изнашивание - это процесс микропластических деформаций и резания металла твердыми абразивными частицами, находящимися между поверхностями трения, а также в результате непосредственного контактирования с абразивной средой.

Гидроабразивное (газоабразивное) изнашивание - результат действия твердых частиц, взвешенных в жидкости (газе) и перемещающихся относительно поверхности детали. Этот вид изнашивания характерен для деталей водяных и масляных насосов, гид- роусилителей, гидроприводов тормозных систем и др.

Гидроэрозионное (газоэрозионное) изнашивание - это эрозионное изнашивание в результате действия (трения) потока жидкости (газа) о металл. Этому виду изнашивания подвергаются детали системы охлаждения, системы вентиляции и т. п.

Усталостное изнашивание - механическое изнашивание в результате усталостного разрушения при повторном деформировании микрообъемов материала поверхностного слоя под действием больших удельных повторно-переменных нагрузок, превышающих предел текучести металла, появляются микротрещины, которые развиваются и приводят к усталостному отслаиванию и выкрашиванию частиц металла. Усталостное изнашивание проявляется на поверхностях подшипников качения, зубьев шестерен и т. п..

Кавитационное изнашивание - механическое изнашивание при движении твердого тела относительно жидкости, при котором пузырьки газа захлопываются вблизи поверхности, что создает местное высокое удельное давление или температуру, под дей- ствием которых происходит разрушение поверхности. Этому виду изнашивания подвержены наружные поверхности гильз цилиндров, стенки рубашки охлаждения, лопасти водяных насосов и т. п.

Изнашивание при заедании - результат схватывания микронеровностей сопрягаемых поверхностей, глубинного вырывания материала и его переноса с одной поверхности на другую. Особенно подвержены этому изнашиванию тяжелонагруженные детали (шейки коленчатых и распределительных валов, поршни и т. п.),

Изнашивание при фреттинге возникает в соприкасающихся поверхностях при малых колебательных относительных перемещениях. Этому виду изнашивания подвержены кольца шарико- и роликоподшипников, поверхности деталей при ослаблении резьбовых соединений и т. п.

Изнашивание при действии электрического тока называют электроэрозионным. Оно происходит в результате воздействия разрядов при прохождении электрического тока (электроды свечи, контакты прерывателя - распределителя, клеммы электроприборов и т. п.).

Коррозионно-механическое изнашивание происходит в результате механического воздействия, сопровождаемого химическим и (или) электрическим взаимодействием материала со средой. Это изнашивание подразделяется на окислительное и изнашивание при фреттинг-коррозии.

Окислительное изнашивание характеризуется тем, что основное влияние на изнашивание имеет химическая реакция металла с кислородом или окислительной средой. Проявляется этот вид изнашивания у деталей подвижных сопряжений, на поверхности которых образуется твердая пленка окислов. При трении происходит выкрашивание пластически недеформируемых хрупких окислов.