ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Причины достижения деталями предельного состояния из "Восстановление деталей машин " Детали поступают на восстановление с различными сочетаниями повреждений. Некоторые из этих сочетаний определяют предельное состояние детали. Знание природы достижения деталями предельного состояния позволяет обоснованно назначать мероприятия по повышению их долговечности. [c.21] Основная доля деталей в составе сопряжений с другими деталями достигает предельного состояния из-за изнашивания. В результате этого процесса происходят разрушение материала, отделение его от поверхности твердого тела и (или) накопление его остаточной деформации при трении. Указанные явления приводят к постепенному изменению размеров и (или) формы детали. [c.21] В зависимости от условий изнашивания и активности окружающей среды различают основные виды изнашивания механическое, коррозионно-механическое и эрозионное. [c.21] Механическое изнашивание происходит в результате механических воздействий. Основные виды этого изнашивания абразивное, усталостное, кавитационное и изнашивание при заедании. [c.21] Абразивное изнашивание - это механическое изнашивание материала в результате режущего или царапающего действия на него твердых частиц, находящихся в свободном или закрепленном состоянии. В зависимости от вида средь (жидкость или газ), перемещающей твердые частицы, различают гидроабразивное и газоабразивное изнашивание. [c.21] Абразивные частицы размером 1...30 мкм всегда присутствуют в воздухе, смазочном материале и на трущихся поверхностях. Абразивными частицами могут служить продукты изнашивания, твердые частицы оксидов, частицы нагара и др. [c.21] Скорость абразивного изнашивания зависит от контактных напряжений, относительной скорости частиц и направления их потока к рабочей поверхности детали, твердости частиц и материала изнашиваемой поверхности, структуры материала. Абразивное изнашивание наиболее характерно для деталей рабочих органов почвообрабатывающих машин. [c.21] Технологические способы повышения стойкости к механическому изнашиванию сводятся к выбору материала трущихся поверхностей, его структуры и твердости. [c.22] Многие детали машин под действием знакопеременной нафузки подвергаются усталостному изнашиванию и утрачивают в работе часть усталостной прочности. Критическим напряжением при усталости является предел выносливости. Этот показатель в отличие от других прочностных характеристик (пределов упругости, текучести и прочности) во многом зависит от состояния поверхности детали. [c.22] Процесс разрушения при усталости металлических деталей состоит из зарождения и распространения усталостных трещин. Период зарождения усталостных трещин состоит, в свою очередь, из циклических микро-и макротекучести и упрочнения. [c.22] На стадии циклического упрочнения появляются первые микротрещины размером 1 мкм за счет накопления несовершенств кристаллической решетки (дислокаций, вакансий) и их движения к фаницам зерен. Эта стадия характеризуется множественными перемещениями дислокаций, повышением их плотности, формированием самоорганизующихся дислокационных структур и упрочнением материала. Стадия циклического упрочнения заканчивается достижением линии необратимой повреждаемости (линии Френча), на которой размер микротрещин сопоставим с размерами зерен материала. Этим заканчивается период зарождения усталостных трещин. [c.22] Следующий период - распространение усталостных трещин - состоит из трех стадий медленного (припорогового), стабильного и ускоренного роста трещин. [c.22] Таким образом, уже с первых циклов нафужения в металле происходит эволюция дислокационной структуры. Изменения сосредоточиваются в зоне пластического деформирования у вершины магистральной трещины. В зависимости от расстояния от вершины трещины до рассматриваемого участка материала меняется напряженное состояние и формируется дислокационная структура мелкоячеистая у самой вершины трещины далее в виде дислокационных стенок завершается она полосовой и венной структурами, дислокационными петлями и скоплениями. Все основные процессы эволюции дислокационной структуры, ее превращения и неравновесные фазовые переходы в полной мере происходят лишь в поверхностных слоях металла. В этих слоях имеются и нераспростра-няющиеся трещины размером 10... 120 мкм. [c.22] Кроме того, в процессе циклического деформирования происходят фазовые превращения (например, образование мартенсита деформации в метастабильных аустенитных сталях), процессы возврата или старения. [c.22] Усталостную прочность поверхностного слоя повышают его пластическим деформированием. [c.23] Следует различать контактную усталость поверхностных слоев, которая возникает при трении качения н называется питтинг , и усталостное изнашивание при трении скольжения, хотя усталостная природа разрушения в обоих случаях одинакова. [c.23] Кавитационное изнашивание - это разрушение материала от соприкосновения его с движущейся жидкостью, в которой нарушается сплошность ее объема из-за образования полостей, заполненных паром, газом или их смесью. [c.23] Интенсивность кавитационного изнашивания возрастает с повышением скорости потока жидкости. При завихрении сплошной поток жидкости разрывается из-за локального уменьшения давления и в нем образуются парогазовые полости в виде пузырей или полос размером порядка десятых долей миллиметра. За 0,002 с кавитационный пузырек может вырасти до 6 мм в диаметре и разрушиться за 0,001 с. В течение 1 с на площади в 1 см могут образоваться и разрушиться более 30 млн. таких пузырьков. Исчезновение (захлопывание) пузырьков происходит в зонах повышения давления, которое сопровождается конденсацией паров и растворением газов. Движение жидкости с большим ускорением в полость исчезающего пузырька создает гидравлические удары. Кавитационные явления вызывают вибрации работающих поверхностей. [c.23] Кавитационная стойкость материала определяется его составом и структурой. Повышение содержания углерода до 0,8 % увеличивает ее. Пластинчатый перлит более стойкий, чем зернистый. Введение никеля и хрома в сталь повышает эту стойкость. Наиболее стойким является низколегированный чугун (1 % Mi и 0,3 % Мо) с шаровидным графитом. Закалка ТВЧ, цементация, поверхностное упрочнение, наплавка твердых сплавов уменьшают кавитационное изнашивание. [c.23] Изнашивание при заедании - это вид механического изнашивания в результате схватывания трущихся поверхностей, глубинного вырывания материала, переноса его с одной поверхности трения на другую и абразивного воздействия возникших неровностей на сопрягаемую поверхность. Для этого вида изнашивания характерно разрушение оксидных и масляных пленок, разделяющих поверхности. [c.23] Вернуться к основной статье