www.chms.ru - вывоз мусора в Жуковском
Читаемые статьи

Читаемые книги

Ссылки


Главная >  Долговечность и надежность деталей машин 

1 2 [ 3 ] 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Заедание

Ползучесть

Газовая эрозия

Кавитация

Атмосферная коррозия

Коррозия в электролитах

Газовая коррозия

Коррозионная усталость

Коррозионное растрескивание

Коррозия при трении (фре-тинг-коррозия)

Шестерни зубчатых передач, подшипники качения

Лопатки, диски паровых и газовых турбин, трубы паропроводов, пароперегревателей котлов

Конусы и чаша загрузочного устройства доменных печей, направляющие и рабочие лопатки газотурбинных установок, кипятильные трубы паровых котлов, лопатки дымососов

Гребные винты, детали гидротурбин, детали машин, подвергающиеся водяному охлаждению, трубопроводы

Кабины и кузовы, детали машин, подвергающихся действию атмосферных осадков и влажного воздуха

Котельные установки, сосуды химической водоочистки, подводные части морских судов

Детали котельных топок газовых турбин, клапаны двигателей внутреннего сгорания, электрические нагревательные элементы, детали термических печей

Оси и штоки насосов, гребные валы, металлические канаты, рессоры и другие детали, испытывающие знакопеременные нагрузки в коррозионной среде

Напряженные детали котлов, находящиеся под действием щелочных растворов; сосуды из нержавеющей стали; детали, изготовленные из латуни и дур-алюмина

Болтовые и заклепочные соединения, подшипники качения, шестерни, муфты, детали, находящиеся в подвижном контакте

Адгезия и вырывание частиц металла из контактирующих поверхностей

Медленная и непрерывная пластическая деформация

Истирание поверхности твердыми частицами газового потока. Образование рисок, расположенных вдоль газового потока, волн, направленных перпендикулярно движению потока, и др.

Появление на поверхности металла глубоких питтингов, которые сливаются и образуют сквозное отверстие

Образование рыхлых пленок окислов железа с последующим шелушением и возникновением очагов точечной коррозии

Коррозионные питтинги, рассеянные по всей поверхности деталей, местная коррозия вблизи соединений листов и рамных конструкций

Образование на поверхности детали плотного хрупкого слоя окислов

Коррозионно-усталостный излом, поверхность которого покрыта слоем продуктов коррозии

Появление сетки трещин по границам зерен с резким снижением прочности материала

Возникновение на контактных поверхностях коррозионных повреждений в виде отдельных пятен или полос небольшой глубины

Пониженная вязкость масла или выдавливание масляной пленки при высоких скоростях и больших давлениях

Нагрев выше температуры рекристаллизации, напряжения в материале выше предела упругости при данной температуре

Недостаточное сопротивление материала действию среды и пластическое деформирование поверхностных слоев

Воздействие жидкости при высоких скоростях движения детали

Неудовлетворительное нанесение защитных покрытий, плохой уход за машиной

Развитие электрохимических процессов в результате неоднородности материала при наличии свободного доступа кислорода

Высокая температура нагрева и низкая окалиностойкость материала

Совместное действие переменных напряжений и коррозионно-активной среды

Избирательное коррозионное разрушение границ зерен или одного из компонентов сплава под влиянием коррозионной среды и механических напряжений

Непрерывное разрушение защитной окис-ной пленки в точках подвижного контакта



начальным или приработкой (/), установившимся ( ) й усиленного износа (аварийным) ( /). При определенных условиях из* нашивания может отсутствовать какой-либо из периодов.

В период приработки интенсивность изнашивания деталей обычно велика, что объясняется небольшой фактической площадью соприкосновения деталей, имеющих поверхности со значительными макро- и микронеровностями, а следовательно, изнашивание происходит при высоких удельных усилиях. В результате приработки изменяются микро-и макрогеометрия поверхностей, увеличивается площадь фактического контакта и уменьшаются удельные усилия в точках контакта, что приводит к уменьшению интенсивности изнашивания Одновременно может происходить и изменение микроструктуры поверхностных слоев металла. Длительность прЕработки определяется как условиями нагружения, так и состоянием поверхностных слоев деталей.

В период приработки детали должны работать при пониженных режимах, так как значительный нагрев на участках фактического контакта может привести к схватыванию, заеданию и оплавлению частиц металла. Большое значение имеет точность изготовления и сборки деталей, а также физические, химические и механические свойства поверхностных слоев, от которых зависят пластичность и прирабатываемость поверхности, адсорбция смазки, образование пленок вторичных структур и оптимального микрорельефа.

В некоторых случаях при изнашивании деталей резко ухудшаются условия их работы - нарушается режим смазки, возникают дополнительные динамические нагрузки и т. п При этом резко возрастает интенсивность изнашивания. Период, в котором наблюдается такое возрастание интенсивности изнашивания, называется периодом аварийного износа. Работа деталей в условиях аварийного износа, как правило, не допускается.

Различают четыре типовые кривые изменения интенсивности изнашивания (см. рис. 1.1). Кривая, приведенная на рис. 1.1,а, соответствует случаю, когда в процессе изнашивания внешние условия не изменяются или их изме1ение не сказывается на интенсивности изнашивания. Износ в соответствии с кривой, показанной на рис. 1.1,6, обычно наблюдается на деталях, трущиеся поверх-ностл которых подвергались цементации, закалке с нагревом токами высокой частоты и другим видам поверхностной обработки. После износа таких слоев наступает период аварийного износа. Кривая, приведенная на рис. 1.1, в, соответствует случаю, когда с самого начала работы интенсивность изнашивания возрастает вследствие увеличения динамических нагрузок, утечки смазки, попадания в зазор абразивных частиц. Кривая, показанная на рис. 1.1,2, характерна для деталей, у которых интенсивность изнашивания в начальный период работы весьма незначительна. Только после достижения определенного числа циклов нагруже-

ния наблюдается усталостное разрушение поверхностных слоев металла.

Для увеличения сроков службы деталей следует сокращать период приработки, максимально увеличивать период установившегося изнашивания и предупреждать период усиленного изнашивания.

Износостойкость деталей определяется совокупностью внутренних и внешних факторов, к числу которых относят: физические, химические и механические свойства трущихся поверхностей; род и характер трения; величину удельного усилия, действующего между трущимися поверхностями, и характер приложения нагрузки; скорость взаимного перемещения трущихся поверхностей и режимы изменения скорости во времени; способ подвода, количество и качество смазки (вязкость, абсорбционная способность и характер изменения этих свойств при разных температурах, давлениях и т. д.); температурные условия; корродирующее воздействие среды и качество образующихся поверхностных пленок; присутствие абразивов, их качественную и размерную характеристики; степень и способ удаления продуктов износа; форму и размеры трущихся поверхностей, определяющие условия трения, охлаждения, подвода смазки; начальное состояние поверхности и т. д.

Многочисленные исследования показали, что из всех перечисленных факторов основное влияние на износостойкость металлов, сплавов и наплавленного металла оказывает их структура, определяющая сопротивление продвижению дислокаций под действием внешних сил. Остальные факторы либо способствуют образованию определенной структуры (химический состав, термическая обработка), либо сами зависят от нее (механические свойства). Остаточные напряжения и наклеп также непосредственно связаны со структурой.

Наиболее распространенным является абразивный износ, под которым обычно понимают разрушение поверхности деталей машин при трении скольжения, обусловленное наличием в зоне трения абразивной среды минерального происхождения.

Трение металлической детали может происходить о твердое тело, однородное по составу (например, руда) или представляющее собой массу твердых частиц, образующих монолитное тело, в которое включены минеральные вкрапления. В этих случаях изнашивающие металл твердые частицы не будут перемещаться друг относительно друга, вдавливаться в основу или перекатываться; они будут оставлять на металле след в виде выдавленной или вырезанной царапины. Такие случаи абразивного износа наблюдаются при трении металлов о руду, о содержащий породу уголь; в частности, такому изнашиванию подвергаются зубья ковшей экскаваторов и драг, рештаки скребковых конвейеров, броневые плиты тракта перемещения материалов в доменных и агломерационных цехах, приемной воронки распределителя шихты загрузочного устройства доменных печей, скипов и т. д. Во всех случаях изнашивающее воздействие производят минералы, твердость кото-



Т а б л и ц а 1.3 Относительная износостойкость различных материалов*

Материал

Микротвердость

Относительная износостойкость 8 1

Материал

Микротвердость Яво

Относительная износо стойкость 8

Железо

белый

44,0

Армко

19,4

Твердые сплавы:

CтaлиL

сормайт N2 1

54,7

20,7

(литой)

22,4

1960

80,2

29,8

1510

70,6

32,8

ВК15

1110

61,8

25,6

карбид воль-

§22

44,4

фрама (литой)

28,8

состава:

34,1

эвтектическо-

2520

330,7

44,0

50,8

доэвтектиче-

2290

157,2

30,1

ского

45,1

заэвтектиче-

2405

206,9

58,6

ского

62,0

Чугуны:

СПЧ-11.55а

28,0

СПЧ-11-55а

42,0

Относительная износостойкость 8 - это износостойкость материала, отнесенная к износостойкости оловянносвинцового сплава БМ, принятой за единицу. При этом износостойкость эталона (сталь 40 без термической обработки) составляет 22,4.

рых больше, чем твердость металла. В аналогичных условиях работает, например, шейка вала, когда сопряженная деталь из более мягкого металла (подшипник) оказывается шаржированной (хотя бы временно)

У/2

Стфо

-Со/Ре -

/cu


0 100 200 HV 0

800 HV

Рис. 1.2. Зависимость относительной нзносостой-KOfcTH 8 от твердости технически чистых металлов и углеродистых сталей:

л - в отожженном состоянии; б - после закалки и отпуска

твердыми абразивными частицами. Таким же образом при трении твердой и очень шероховатой шейки вала о подшипник происходит изнашивание баббита. К этому виду износа по характеру происходящего разрушения металла можно отнести шлифование абразивной шкуркой, наждачным бруском, наждачным кругом, а также обработку напильником.

Твердые абразивные частицы не всегда образуют монолитное тело, а могут пред-

ставлять собой непрочно связанную массу. При трении металла об эту массу отдельные твердые частицы перемещаются относительно друг друга. Усилие, с которым такая частица будет вдавливаться в металл, определяется прочностью общей массы и размером частиц. В зависимости от этих условий на металле могут образовываться царапины или же будет происходить полирование поверхности; в последнем случае изнашиванию при трении будет подвергаться только тонкий поверхностный слой, образующийся в результате взаимодействия металла с кислородом воздуха или иной средой, в которой происходит обработка.

При высокой твердости абразивных частиц износостойкость пропорциональна твердости металла (рис. 1.2 и табл. 1.3).

Основная линия, исходящая из начала координат, относится к чистым металлам и отожженным сталям; дополнительные - к термически упрочненным сталям. Из рис. 1.2 видно, что износостойкость закаленных сталей при равной твердости ниже, чем износостойкость сплавов со стабильной структурой, причем чем больше в стали углерода, тем выше ее сопротивчение изнашиванию в рассматриваемых условиях при данной твердости. Это связано с тем, что у сплавов со стабильной структурой при одинаковой твердости со сплавами с метастабиль-ной структурой сопротивление многократному деформированию поверхностей трения более высокое.

На рис. 1.3 приведена диаграмма, отражающая качественную связь между относительной износостойкостью и структурой углеродистых сплавов. Линия 1-4 характеризует изменение относительной износостой-



1 2 [ 3 ] 4 5 6 7 8 9 10 11 12


Чем хороши многотопливные котлы?



Нетрадиционное отопление



Детище отечественной Оборонки



Что такое автономное индивидуальное отопление?



Использование тепловых насосов



Эффективное теплоснабжение для больших помещений



Когда удобно применять теплые полы
© 1998 - 2018 www.300mm.ru.
При копировании материала обязательно наличие обратных ссылок.
Яндекс.Метрика