Оглавление:
Закономерности изнашивания деталей, образующих пары трения, и пути уменьшения их износа
- Регулярный износ деталей, образующих фрикционную шпалу, и снижение износа нуги Причиной износа конъюгата является законная работа зрительного аппарата грифа. Под действием этих сил происходят многократные деформации участков контактной поверхности, их упрочнение и размягчение, развитие таких процессов, как тепловыделение, структурные изменения, усталость, окисление. В связи со сложностью процессов, происходящих в зоне контакта, возникли различные теории внешнего зрения.
Наиболее полное силовое взаимодействие твердых тел объясняется молекулярно-механической (деформационной) теорией трения. Эта теория начинается с дискретности контакта поверхности трения. Из-за шероховатости происходит контакт поверхности с отдельными сенсорными пятнами, которые образуются при взаимном введении микрофлоры или их пластическом разрушении. Согласно теории, взаимодействие поверхностей скольжения с этими пятнами имеет двойственную природу деформации и сцепления.
Взаимодействие деформаций происходит за счет кратности. Людмила Фирмаль
Формирование микрообъема поверхностного слоя за счет ’ (внедренных неровностей. Сопротивление этой деформации называется деформационной составляющей силы трения Рисунок 10.1.Виды взаимодействия поверхностей трения： 1-упругий Контакт; 2-пластическая деформация; 3-Микрорезание; 4-упрочнение и разрушение поверхностной пленки. 5-Установка и глубокая тяга (FJ. Адгезионное взаимодействие связано с образованием адгезионного сварочного моста в зоне контакта.
Сопротивление сдвигу этих перемычек и образование новых перемычек определяют адгезионную составляющую силы трения (рад). так, сила трения равна отношению силы трения и вертикальной нагрузки N: f = F / N определяется как сумма 2 составляющих Ф-ФН + ФАД; ф-ф а + пыж. Деформационная составляющая трения возрастает пропорционально величине H / R относительного проникновения неровностей (/»глубина проникновения, I радиус проникновения неравномерен! величина h / R, и, соответственно, Гп и FA, увеличивается с увеличением шероховатости поверхности, нагрузки, уменьшается с увеличением твердости и модуля упругости материала.
- Существует 3 вида механического взаимодействия(рис. 10.1).1) упругий контакт. 2) пластическая деформация; 3) микро-вырезывание. Скорость износа минимальна при упругом контакте. Из-за пластической деформации скорость износа увеличивается на несколько порядков. Это связано с тем, что площадь поверхности под воздействием пластической деформации интенсивно затвердевает, а когда запас пластилина истощается, хрупкость разрушается. Усиление взаимодействия клея также способствует этому.
Микрорезоны являются неприемлемым механизмом износа, поскольку они вызывают сильное разрушение поверхностного слоя. Микрорезание возможно не только за счет заложенной неровности, но и за счет твердых частиц постороннего вещества. Этот тип разрушения поверхности называется абразивным износом. Адгезионная составляющая трения пропорциональна безразмерному параметру R0 / HB(m0-прочность на сдвиг адгезива Коммуникация.)2. возможна одна ветвь адгезионного взаимодействия. I) упрочнение и разрушение поверхностной пленки (см. рис. 10.1, пункт 4). 2)
Установка металлической поверхности с выгоранием, т. к. вырывается глубоко(см. рис.10.1, п. 5). Людмила Фирмаль
При первом типе взаимодействия сдвиг адгезионной поверхности всегда происходит вдоль оксидной или адсорбированной пленки, покрывающей поверхность трения. Скорость образования оксидной пленки обычно высока и ускоряется высокой температурой, создаваемой на поверхности трения. Разрушение поверхности резанием оксидной пленки называется окислительным износом. Это наиболее предпочтительный вид износа, при котором процесс разрушения локализуется в самом тонком поверхностном слое.
Упрочнение металлической поверхности происходит между бесфрикционными (молодыми) поверхностями пленки, например, при разрушении пленки пластической деформацией под вакуумом или в точке контакта 1.Между промытыми участками образуется клеевая связь, прочность которой превышает 1 прочность материала пары трения. Сдвиг происходит в менее прочных материалах с глубиной от заданной точки. На одной стороне поверхности трения образуется вмятина, а сорванная частица на другой стороне повторно захватывает поверхность трения, создавая канавку, вызывая сильное разрушение. 1 в зависимости от условий трения различают 2 типа установок: холодную (тип I) и тепловую (тип II).Тип 1 сжатие
превращается под условиями небольшого топления трением поверхности, с низкой сползая скоростью и высоким давлением.2-й вид установки-с высокой скоростью скольжения и давлением, что вызывает интенсивный нагрев и размягчение поверхностного слоя. Да, из-за больших тепловыделения и заварки. Поверхностное разрушение Трение при твердении (горении) называется адгезионным износом. Это самый опасный и мимолетный вид износа, основная причина, по которой многие узлы трения выходят из строя. Молекулярно-механическая теория трения определяет 2 основных
способа повышения износостойкости материалов.1) увеличение твердости поверхности трения. 2) снижение прочности связи. Повышение твердости направлено на предотвращение пластической деформации, устранение Микрорезания поверхности трения и обеспечение максимально возможной упругой деформации контактной зоны. Снижение адгезии необходимо для предотвращения упрочнения металлической поверхности. Наиболее эффективно эта цель достигается путем отделения поверхности
трения жидкой, твердой (иногда тазовой) смазкой. При использовании жидкостной смазки, когда поверхность детали отделена гидродинамическим слоем подшипника, коэффициент трения минимален(0,005-0,01), и практически отсутствует износ. Твердая смазка обеспечивает более высокий коэффициент трения (0,02-0,15). она незаменима для узлов трения, которые могут работать в вакууме, высокой температуре и других экстремальных условиях. Среди твердых смазочных материалов наиболее широко
используются графит со слоистой структурой и дисульфид молибдена (MoS2). Тем не менее, использование смазочных материалов не гарантирует установку. Твердые смазки изнашиваются постепенно. Из-за неблагоприятного режима работы механизма нарушаются условия жидкостной смазки. К ним относятся период малоподвижного вождения, а также начало и остановка движения автомобиля. machine. In эти случаи, Гра Поверхность отделена только тонкой масляной пленкой для личного трения. Контактное
напряжение и тепло могут разрушить эту пленку и вызвать затвердевание. В этих условиях важно обеспечить совместимость трущейся пары. Совместимость относится к свойствам материалов, которые предотвращают отверждение во время работы без смазки или когда нарушается непрерывность масляного пласта. Совместимость достигается несколькими способами. 1.Используйте защитные свойства оксидной пленки. Защитные свойства оксидной пленки зависят от ее состава, толщины и характеристик металлической подложки, которая увеличивается с увеличен
ием твердости. Если оксид твердый и прочный, а подстилающий металл мягкий, то пленка легко разрушается, упрочнение протекает при малых нагрузках. Примером этого являются наиболее пластичные металлы, в том числе алюминий, свинец (рис.10.2) и титан. Необычайно высокий термический коэффициент и износ титана обусловлены не только разрушением пленки, но и ее способностью растворяться в металле. При азотировании Титана на твердой основе образуется оксидная пленка, которая препятствует его образованию Рисунок 10.2.Скорость износа
различных материалов L влияние нагрузки на Jfc (контакт из одного и того же материала): / — окислительный износ*, / / — установка первого рода Низкая адгезия к metal. In кроме того, под действием теплоты трения полимер может перейти в низкомолекулярное состояние и образовать пленку с низким сопротивлением сдвигу. Благодаря этим особенностям коэффициент трения полимера низок, что незначительно отличается от использования смазочных материалов. Производительность многих узлов трения зависит от частоты возникновения поверхностного усталостного скола(качки). Сколы поверхности-это свойство материала, используемого в узлах трения качения (зубчатых, шариковых, роликовых подшипниках), которые подвергаются высоким периодическим контактным нагрузкам. Эти нагрузки, действующие на небольшой участок поверхности,
определяют процесс зарождения в поверхностном слое усталостных трещин, расширение во внутреннюю часть слоя и отделение частиц путем образования дырочных трещин (рис.10.3). Сопротивление материала к поверхностному откалыванию называется контактным durability. It характеризуется пределом контактной усталости пр и определяется экспериментально по кривой усталости, а также объемной усталостью (ГОСТ 25.501 78). Три Рисунок 10.3.Схема формирования поверхностного скола (качки) в рабочем тракте подшипников качения： И-место возникновения усталостных трещин. /.2 стадии развития. 3 отверстия сколоть Как и в случае объемной усталости, увеличение контактной прочности основано на увеличении сопротивления поверхностных ортостатических компонентов возникновению пластической деформации. Специальный износ, называемый процессом фреттинга или
фреттингом, происходит в области сопряжения детали, где относительное смещение очень мало!- Коррозия. Этот тип износа происходит на поверхности вала, шлица, ключа, шарнирного соединения, глаза, и поверхности весны сопла шестерни, положения подшипника завальцовки. Поверхностные повреждения принимают форму отверстий и язв. Они опасны тем, что значительно снижают сопротивление усталости детали, например отверстия. Единой теории, объясняющей механизм этого вида износа, не существует. В соответствии с 1. теория определяется механическим взаимодействием контакта surface. It считается, что частицы
не удаляются за пределы контакта и вызывают разрушение оксидной пленки, которая действует как абразив. Согласно другой теории, адгезионное взаимодействие в сочетании с коррозией считается основным. При адгезии частицы металла сначала отделяются от поверхности, а затем окисляются кислородом среды, превращаясь в абразив. Сторонники этой теории называют этот процесс фреттинг-коррозией. Основными методами защиты от этого вида износа являются повышение твердости контактных поверхностей (цемент, азотирование), применение пленочного покрытия из полимера, препятствующего контакту металла с смазочными материалами,
лаками, поверхностями трения, а также доступ кислорода. В зависимости от механических и фрикционных характеристик износостойкие материалы подразделяются на 3 группы.1)высокий материал твердости 1. предел контактной выносливости поверхностного слоя зуба колеса, соответствующий основному номеру цикла напряжений, обозначен (ГОСТ 21354-75) an11t/. Растворение. Титан будет износостойким. Тонкая и прочная пленка, которая может деформироваться вместе с металлом при больших нагрузках, образует хром, сталь и медь, но допустимая нагрузка
(N <L’p) на нее и ее сплавы меньше, чем на первые 2 металла (см. рис.10.2). Стойкость закаленной стали к упрочнению значительно выше, чем при нормализации и отжиге. По этой причине закаленная сталь и сталь, закаленная химико-термической обработкой, являются 1 основным материалом сопрягаемой части пары трения. Стойкость к упрочнению таких сталей повышается за счет сульфурирования и фосфорилирования. После этих процессов образуется пленка, которая легко разрушается на начальной стадии, улучшает время работы, снижает коэффициент трения, а в тяжелых условиях трения образует вторичную структуру со сложным составом и повышает износостойкость. В условиях термического отверждения защитные свойства оксидной пленки зависят от способности подложки
сохранять высокую твердость при нагревании. heated. In в таких случаях нужно использовать термостойкий материал. 2.Выбор материалов для пар трения. Схватывание особенно опасно при контакте двух твердых материалов. Если защитная оксидная пленка сломана, пожалуйста, возьмите ее с собой! Большие повреждения обеих поверхностей трения. Сочетание твердых и мягких материалов делает установку менее рискованной. Для стали и чугуна в условиях скользящего зрения наиболее подходящим материалом для сопрягаемой детали являются цветные металлы и сплавы с мягкими или низкими компонентами температуры плавления в структуре, которые могут проявлять защитные реакции и предотвращать
повреждение сопрягаемой поверхности. С увеличением трения, такая структура Этот компонент облегчает пластическое течение или размягчение в некоторых контактных зонах, что приводит к снижению местного давления и температуры, тем самым устраняя упрочнение. Для червячных передач и подшипников скольжения используются сплавы с мягкими конструктивными элементами. Червячная передача характеризуется высокой скоростью скольжения и неблагоприятными условиями движения жидкости lubrication. To предотвратите затвердеть, червь сделан из стали высокой поверхностной твердости (HRC 45-60) и колесо червя сделано из бронзы олова. Мягкие структурные компоненты несущего сплава могут содержать включения олова или свинца. Эти металлы
выпекаются в Стали, но клеевой слой разрушается цветными металлами, которые менее долговечны. Цветные металлы»смазывают» тонким (1-3 мкм) слоем, не повреждая стальной слой. Тонкие пленки мягких металлов не только уменьшают действие силы в точке контакта, но и действуют как твердые смазки или расплавы в тяжелых условиях трения за счет сильного размягчения и некоторое время служат жидкой смазкой. О, Боже мой! В дополнение к таким свойствам, олово, свинец и медь также
используются в качестве тонкослойного покрытия на поверхности трения. Они также создаются в Соединенной стали, стали, чугуне, с добавлением присадок к жидким смазочным материалам в виде порошков этих металлов или их солей. При определенных условиях трения добавка образует на поверхности стали мягкую металлическую пленку, которая защищает сталь от износа. 3.Разделение поверхностей трения полимерными пленками (фторорезин, полиамид и др.) с различной поверхностной достигаемостью. 2) антифрикционный материал с низким коэффициентом трения скольжения. 3) коэффициент трения скольжения-это материал с высоким коэффициентом трения.
Смотрите также:
Материаловедение — решение задач с примерами
| Материалы с высокой твердостью поверхности | Медные сплавы |
| Антифрикционные материалы | Виды изнашивании |
