07.05.2022г

ПРЕДМЕТ: " ОСНОВЫ  МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ  И ТЕХНОЛОГИЯ  ОБЩЕСЛЕСАРНЫХ РАБОТ."

Группа № 401  

Преподаватель Пархоменко Лариса Ивановна. 

 Темы уроков: "Виды трения, смазки и изнашивания деталей." 

                          "Виды повреждения и разрушения деталей." 

                           

Изучить материал и составить краткий конспект.

                                            Виды трения, смазки и изнашивания деталей. 

Одной из наиболее распространенных причин постепенных отказов является износ (последствие изнашивания) деталей машин.

Изнашивание — процесс отделения материала с поверхности твердого тела и (или) увеличения его остаточной деформации при трении, проявляющийся в постепенном изменении размеров и (или) формы тела.

Изнашивание является сложным физико-химическим процессом, зависящим от многих факторов: материала и качества трущихся поверхностей, скорости их взаимного перемещения, нагрузки, вида трения, смазывания, смазочных материалов и т.д.

Различают следующие виды трения: покоя, движения, скольжения, качения, без смазочного материала и со смазочным материалом. 

Смазочный материал — материал, вводимый на поверхности трения для уменьшения силы трения и (или) интенсивности изнашивания.

Трение без смазочного материала происходит между двумя телами при отсутствии на поверхностях трения введенного смазочного материала любого вида. Твердые тела при этом взаимодействуют непосредственно. Такое трение сопровождается пластическими деформациями и даже временным прочным сцеплением отдельных точек контактирующих поверхностей. ЧТО вызывает их интенсивное разрушение. Трение без смазочного материала наблюдается при работе звеньев гусениц в паре с направляющими и опорными катками гусеничных тракторов и т.д.

Трение со смазочным материалом происходит между двумя телами, поверхности трения которых покрыты введенным смазочным материалом любого вида.

Смазка — это действие смазочного материала, в результате которого между двумя поверхностями уменьшаются износ, повреждения поверхности и (или) сила трения.

Различают следующие виды смазки: в зависимости от физического состояния смазочного материала — газовую, жидкостную и твердую; в зависимости от разделения поверхностей трения смазочным материалом — гидродинамическую (газодинамическую), гидростатическую (газостатическую), эласто-гидродинамическую, граничную и полужидкостную (смешанную).

Газовая, жидкостная и твердая смазки — это такие смазки, при которых полное разделение поверхностей трения осуществляется соответственно газовым, жидким или твердым смазочным материалом.

Гидродинамическая (газодинамическая) смазка — это жидкостная (газовая) смазка, при которой полное разделение поверхностей трения осуществляется в результате давления, самовозникаюшего в слое жидкости (газа) при относительном движении поверхностей.

Гидростатическая (газостатическая) смазка — жидкостная (газовая) смазка, при которой полное разделение поверхностей трения деталей, находящихся в относительном движении или покое, осуществляется в результате поступления жидкости (газа) в зазор между поверхностями трения под внешним давлением.

Эласта-гидродинамическая смазка — смазка, при которой характеристики трения и толщина пленки жидкого смазочного материала между двумя поверхностями, находящимися в относительном движении, определяются упругими свойствами материалов тел, а также реологическими свойствами смазочного материала.

Граничная смазка  — смазка, при которой трение и износ между поверхностями, находящимися в относительном движении, определяются свойствами поверхностей и свойствами смазочного материала, отличными от объемной вязкости. При этом виде смазки тонкий слой (до 0,1 мкм) смазочного материала состоит из поверхностно-активных (полярных) молекул, которые адсорбируются металлическими поверхностями деталей и создают на них разделяющий детали слой смазочного материала. Поэтому коэффициент трения и износ поверхностей трения при граничной смазке зависят от адсорбирующих способностей металлических поверхностей и способности смазочного материала удерживаться на них.

                                               Виды повреждения и разрушения деталей. 

В процессе эксплуатации оборудования надежность, заложенная в нем при конструировании и изготовлении, снижается вследствии различных неисправностей. Образование и развитие неисправностей оборудования объясняется действием объективно существующих закономерностей. Неисправности машин появляются в результате постоянного или внезапного снижения физико-механических свойств материала деталей, их деформирования, истирания, коррозии, старения, перераспределения остаточных деформаций и других причин, вызывающих отказы деталей.

В большинстве случаев изменения происходят в сопряжениях — это нарушение заданных зазоров в подвижных соединениях или натягов в неподвижных соединениях. Любая неисправность является следствием либо дефекта изготовления детали и машины или их ремонта, либо произошедших в процессе эксплутации изменений размеров, формы, шероховатости по­верхности деталей, нарушения их целостности, состава, структуры, механических свойств ма­териала.

Появление неисправностей обусловлено конструктивными, технологическими и эксплуатационными факторами.

К конструктивным факторам относятся: конструктивное исполнение деталей и сборочных единиц, материал деталей, расчетные нагрузки, величина зазоров или натягов в сопряжениях, заданная твердость поверхности деталей, их шероховатость, условия смазки и др.

Технологическими факторами являются способы получения заготовок, виды механической, термической и прочих обработок при изготовлении деталей, точность обработки, выдерживание режимов обработки, правильность сборки узлов и агрегатов, их испытание и др.

К эксплуатационным, относятся факторы, определяемые нагрузочными и скоростными режи­мами эксплуатации оборудования, интенсивностью эксплуатации, своевременностью и полнотой технического обслуживания и др. Эксплуатационный фактор оказывает решающее воздействие на сохранение свойств элементов оборудования, заложенных в их конструкции и обеспеченных тех­нологией изготовления. В свою очередь, эксплуатационный фактор в огромной степени зависит от человеческого фактора, т.е. квалификации, опыта, отношения к труду, ответственности обслуживающего персонала.

Разрушение деталей происходит при их взаимодействии с твердыми, жидкими и газообразными средами.

Виды разрушений: изломы, деформации, изнашивание.

1) Излом – полное разрушение материала детали в результате растяжения, сжатия, изгиба или сложного напряженного состояния. Бывает вязкий, хрупкий и усталостный.

а) Излом вязкий происходит при напряжениях превышающих предел текучести материала. Ему предшествует пластическая деформация металла под влиянием кручения или изгиба, реже – растяжения или сжатия. 

б) Излом хрупкий происходит в результате мгновенного приложения нагрузки, концентрации напряжений в опасном сечении, хладноломкости материала. Излом протекает без заметных следов пластической деформации и возникает неожиданно. Излом имеет кристаллическое строение. Для повышения сопротивляемости хрупкому излому применяют снижение нагрузок на деталь, установку предохранительных устройств, снижение жёсткости ударов за счет амортизирующих устройств, повышение прочности и пластичности материала детали.

в) Излом усталостный развивается в наиболее напряженных поверхностных слоях деталей в результате длительного действия переменных по величине и знаку нагрузок. Причиной поломок является усталостная трещина. Излом имеет 2 зоны: усталостного разрушения (мелкозернистая) и мгновенного разрушения (кристаллическая) хрупкого по своим признакам.

2) Деформация материала – результат приложения нагрузки циклического характера вызывающей контактные напряжения и остаточную деформацию. Она не разрушает деталь, но нарушает ее нормальную работу.

3) Контактная усталость проявляется в виде усталостного выкрашивания рабочей поверхности (питтинга). Часто возникает при трении качения и качения с проскальзыванием. Питтинги вызываются пульсационным контактным напряжением при переменном давлении на поверхности детали.

 Имеет волокнистое строение со следами сдвига. Вязкое разрушение можно предупредить, если заметить пластическую деформацию. Для предупреждения вязкого разрушения применяют предохранительные муфты, срезные шпильки, ограничивают перегрузки, изготавливают детали из более прочных материалов, применяют термическую обработку, увеличивают жёсткость, уменьшают рабочие напряжения за счет ориентированного наклепа и т.д.

4) Изнашивание – процесс разрушения и отделения материала с поверхности твердого тела при трении с постепенным изменением размеров и формы детали. Износ – результат изнашивания. Состояние машины может быть различным. Исправное состояние характеризуется тем, что машина удовлетворяет всем требованиям технических и технологических условий; в противном случае состояние неисправное. Работоспособное состояние означает, что машина (изделие) может нормально выполнять заданные функции с параметрами (в пределах допуска), установленными требованиями технической документации.