Характеристики износа и виды изнашивания

Глава 11 ИЗНОСОСТОЙКИЕ МАТЕРИАЛЫ 11.1. Характеристики износа и виды изнашивания [c.326]

Дается общая характеристика процессов трения и износа, классификация видов изнашивания, закономерности процесса изнашивания — зависимость износа от давления, скорости относительного скольжения, материала и его характеристик, условий для видов изнашивания, наиболее характерных для деталей машин. Приводится анализ типовых отказов, возни- [c.293]

Полученные результаты можно рассматривать как основу для дальнейшей работы по методологии исследования различных видов изнашивания при ударе. Имеется в виду унификация и дальнейшее совершенствование лабораторного оборудования, назначение режимов систематических исследований, выбор абразива и его характеристик, способы оценки износа, исследование рельефа поверхности контакта и т. д. [c.65]

В. М. Богданова с соавторами [3]. Модель использована для решения задач контактирования колеса с рельсом с учетом изнашивания поверхностей. Случайными являются параметры единичного акта — однократного прохождения колеса по рельсу. Характеристики взаимодействия колеса с рельсом в течение каждого единичного акта неизменны, но назначаются случайным образом с использованием соответствующих функций распределения. Единичный акт взаимодействия дает вполне конкретное расчетное приращение износа. Помимо пошаговой процедуры отыскания изношенного профиля обеих деталей, предусмотрен переход от одного вида изнашивания к другому в соответствии со специально сформулированным условием. Оценивается также накопление усталостных повреждений в рельсе, для чего выполняется расчет его напряженного состояния и по амплитуде касательных напряжений в каждой точке сечения рельса оценивается уровень накопленных усталостных повреждений за каждое единичное воздействие с колесом. Суммарное значение поврежденности сравнивается с некоторым допустимым уровнем для оценки критического состояния. [c.637]

Существуют различные виды изнашивания усталостное, абразивное, адгезионно-механическое, эрозионное, коррозионно-механическое и др. Интенсивность изнашивания деталей машин зависит от формы, размеров, физико-химических свойств, условий нагружения и теплового режима работы контактирующих поверхностей, а также физико-химических свойств смазочного материала. В зубчатых передачах, подшипниках качения и некоторых других механизмах при работе возникает усталостное изнашивание (выкрашивание), характерное для хорошо смазанных контактирующих поверхностей деталей машин, которые испытывают повторные контактные напряжения и работают в режимах качения и качения со скольжением. Абразивное изнашивание возникает в результате режущего или царапающего действия твердых тел и частиц. Данный вид износа типичен для механизмов, функционирующих в запыленной среде, в условиях недостатка смазки, при работе всухую. В трущиеся контакты в процессе работы попадают частицы песка, пыли, грязи, продукты износа. Интенсивность абразивного изнашивания механизмов зависит от физико-механических и геометрических характеристик абразива, его количества, прочностных свойств материала трущихся тел, действующей нагрузки, состояния смазочного слоя. В местах контакта [c.9]

Конечный результат изнашивания, проявляющийся в виде отделения или остаточной деформации материала, называют износом, а частицы материала, отделившиеся в процессе изнашивания— продуктами износа. Количественными характеристиками процессов изнашивания являются скорость изнашивания — отношение износа ко времени, в течение которого он возник, и интенсивность изнашивания — отношение износа к пути, на котором происходило изнашивание, или к объему выполненной работы. Свойство материала оказывать сопротивление изнашиванию в определенных условиях трения, оцениваемое величиной, обратной скорости изнашивания, называют износостойкостью. Это свойство характеризуют также относительной износостойкостью — отношением износостойкостей испытуемого материала и материала, принятого за эталон, при их изнашивании в одинаковых условиях. [c.73]

На основе многочисленных исследований износа деталей машин установлено, что вид изнашивания и его количественные характеристики определяются следующими факторами 1) обусловленными внешними механическими воздействиями на поверхности трения 2) внешней среды 3) связанными со свойствами поверхностных слоев трущихся деталей. [c.81]

Обобщен практический опыт, систематизированы обширные экспериментальные материалы и изложены основные теоретические положения по проблемам трения, смазки и износа в машинах. Дана классификация и построены физические модели процессов трения, износа и повреждаемости. Рассмотрены системы смазки, виды смазочных материалов и принципы их действия. Приведены экспериментальные и аналитические закономерности трения и износа. Определены области нормальных и патологических явлений. Рассмотрены закономерности процессов внешнего трения, смазочного действия и изнашивания в связи с изменением геометрических характеристик поверхностей, свойств материалов, методов их обработки и условий эксплуатации труш,ихся сопряжений. Указаны рациональные конструкционные, технологические и эксплуатационные средства увеличения надежности и долговечности работы машин. [c.4]

Принципиальную роль в процессах изнашивания металлов играют размеры и форма сопряженных тел. Влияние масштабного фактора при испытаниях на износ было открыто в 1951 г. [7]. Было установлено, что в зависимости от размеров элементов трущейся пары приведенный износ может изменяться на величину от нескольких процентов до 2 — 3-х порядков [4]. Влияние этого фактора проявляется не только в изменении количественных, но и качественных характеристик, т. е. в протекании того или иного вида износа и повреждаемости. Размеры элементов трущихся пар влияют на положение стационарной области нормального износа и критические условия перехода к патологическим процессам. [c.335]

В предыдущей главе была установлена зависимость формы изношенной поверхности направляющих от основных параметров, характеризующих процесс изнашивания. Эти параметры связаны не только с износостойкостью материалов и конструкцией направляющих, но и с интенсивностью работы станка, характером технологических процессов обработки, усилием резания, количеством и видом абразивов, попадающих на направляющие, т. е. с теми факторами, которые определяются условиями эксплуатации станка. Поэтому исследование износа направляющих станков в производственных условиях дает наиболее правильное представление о влиянии отдельных факторов на характер и интенсивность изнашивания и на потерю станком его служебных свойств. Эти исследования позволяют найти зависимость между формой изношенной поверхности направляющих и эксплуатационными характеристиками станка. [c.111]

Адгезионное изнашивание всегда связано с фрикционным переносом материала с одного тела на другое или с образованием прослоек. В некоторых случаях это может оказать благоприятное влияние на фрикционные характеристики пары, например при трении металлополимерной пары, когда полимер переносится на поверхность металла, образуя на ней мономолекулярный слой [2001. Однако при трении металлических пар адгезионное изнашивание приводит, как правило, к схватыванию контактирующих участков, глубинному вырыванию материала, переносу его с одной поверхности трения на другую и воздействию возникших неровностей на сопряженную поверхность. Этот вид износа относится к недопустимым видам повреждения, так как обладает высокой интенсивностью и приводит, как правило, к заеданию и отказу сопряжения. [c.237]

В обш,ем виде скорости изнашивания и соответственно линейные износы поверхностей трения будут являться функцией р, геометрических параметров сопряжения, характеристик износостойкости материалов и режимов работы сопряжения. Если р в этих зависимостях не фигурирует, то это означает, что износ будет равномерно распределен по поверхности трения. [c.282]

В результате лабораторных исследований по изучению влияния группы факторов внешних механических воздействий на количественные и качественные характеристики процесса трения и изнашивания было установлено, что скорость скольжения, удельная нагрузка, вибрации при трении вызывают в поверхностных объемах металлов комплекс процессов — повышение температуры, напряжения, химической активности металла, пластические деформации, диффузионные явления, структурные и фазовые изменения, обусловливающие в определенном сочетании образование, развитие, границы существования. видов износа в условиях схватывания первого и второго рода и их переход в другой вид износа. [c.47]

В диапазоне средних скоростей изменение размеров образцов вызывает а) изменение качественных характеристик изнашивания поверхностей трения образцов, переходы одних видов износа в другие при неизменных условиях трения б) изменение границ возникновения и развития процессов схватывания первого и второго рода в) смещение критических точек перехода одних видов износа в другие. [c.94]

Таким образом, несмотря на значительные ограничения рассмотренная модель позволяет воспроизвести ряд особенностей изнашивания, наблюдаемых на практике. В частности, описана возможность одновременного протекания непрерывного (поверхностного) и дискретного (подповерхностного, возникающего на конечной глубине) разрушения при едином механизме накопления поврежденности. Знание конкретного вида функции q z, Р) позволяет определить кинетику процесса разрушения и его количественные характеристики (скорости поверхностного, подповерхностного и полного износа, моменты отслаивания, толщину отделяемого слоя и т.д.). [c.338]

Одной из важнейших механических характеристик, влияющих на скорости почти всех процессов, является твердость Я и предел текучести (Оз ) материала. На рис. 202 показано, как при прочих равных условиях изменяется вид износа в зависимости от механических свойств трущихся поверхностей. Для стали УЮА окислительный износ проявляется от минимальных скоростей до - скорости Ъ м/сек (область А). При скорости свыше 3 м/сек наступает тепловой износ (область Б). Для стали 10 окислительный износ проявляется в областях /, 3, а схватывание—в областях 2, 4. Большое влияние на скорости процессов при изнашивании оказывают теплофизические и химические свойства. [c.328]

При пластической деформации выступов фактическая площадь контакта почти не зависит от микрогеометрии поверхности, определяется пластическими свойствами материала и нагрузкой. Упрочнение материала влияет на формирование фактической площади контакта, которая при этом зависит от нагрузки в степени. В случае упругой деформации шероховатостей на фактическую площадь контакта существенно влияют геометрические характеристики шероховатости и упругие свойства материала. Площадь в этом случае пропорциональна нагрузке в степени 0,7-0,9. В узлах трения механизмов и машин, приборов, оборудования часто встречающимися видами износа являются адгезионный, абразивный, коррозионно-механический, усталостный. При воздействии потока жидкости, газа возникает эрозионное изнашивание. Наиболее интенсивно изнашивание протекает в процессе заедания. Поверхности трения при малых колебательных пере-меще1шях подвержены фреттинг-коррозии. В условиях кавитационных явлений возникает кавитационное изнашивание. Механизм физико-химических связей при адгезионном взаимодействии и интенсивность поверхностного разрушения непосредственно зависят от величины площади фактического контакта [4, 8—12]. Значительный рост интенсивности изнашивания наблюдается при достижении контактными нормальными напряжениями величины предела текучести материала. Энергия адгезии увеличивается при физически чистом контакте материалов и совпадающих по структуре материалов. Гладкость поверхностей способствует увеличению адге- [c.158]

Результаты испытаний на этапе 1 РЦИ, которые обычно выполняются в лабораторных условиях по определяющему параметру, например температуре или нагрузке, являются базовыми для последующих испытаний. На этапе 1 проводится выбраковка по признаку влияния определяющего параметра (например, температуры или нагрузки на / или I). Это аналогично требованию, чтобы уравнение / = f (pi, Рг, Рз, — Ры) было заменено на упрощенное / = f (pi). При этом предполагается, что множество значений определяющего параметра Pib большей мере, чем остальные Ра, Рз,. .. р , влияют на / и 7. Такой подход оправдан для контроля качества материалов, область применения которых определена множеством точек ф, представляющих какую-либо зону. Верхняя граница этой зоны (sup — супремум) представляет собой множество точек М, а нижняя граница (inf -инфинум) — множество точек т, т.е. М = sup I, am = inf Так выявляют границь применения сочетания материалов. Эти границы контролируются независимыми критериями, например термпературно-кинетическими [46, 48]. Основной характеристикой при выявлении температурно-кинетических критериев является критическая температура, характеризующая переход от умеренного трения и изнашивания к интенсивному и зависящая от режима работы узла трения. Например, вид критерия применительно к смазочному материалу определяется возможностью реализации критической температуры вследствие термического разрушения адсорбционных смазочных слоев и последующего металлического контакта (первая критическая температура) или вследствие износа и термической деструкции модифицированных слоев, которые образуются в результате химической реакции активных компонентов смазочного материала с металлом поверхности трения при повышенных температурах. Это явление имеет место при второй критической температуре [48, 49, 50]. Методы, посредством которых можно выявить температуры, соответствующие этим критериям, стандартизованы (ГОСТ 23.221-84). [c.184]

Из рассмотренных выше примеров следует, что при периодическом изменении функции P t) вслед за процессом неустановив-шегося разрушения (режим приработки), который имеет общие черты при различном характере функции P t), наступает установившийся режим разрушения. В этом режиме приобретают конкретный смысл такие практически важные характеристики, как средние скорости поверхностного Ig, подповерхностного Igg и полного lyj изнашивания, которые определяются как Aw/to, где Aw - изменение линейного размера тела в результате износа данного вида за период to- [c.338]

Сопротивление Д. и у н а ш и в а н и ю ст механич. усилий находится в тесной связи с ее твердостью. По герм, стандарту сопротив- иение изнашиванию определяется при помощи песчаной струи, деГствующеЙ на образцы под определенным давлением в течение одинакового промежутка времени. Характеристикой износа является потеря в весе образца. Способ этот нельзя признать удовлетворительным в силу неравномерности износа поверхности воздействию песчинок в большей мере подвергается мягкая ранняя Д. Износ боковых поверхностей, определенный описанным методом, на 60% меньше износа торцевой поверхности. Заксенберг для испытаний на изнашивание применил иной способ, состоящий в то.м, что по поверхности образца взад и впе-))ед перемещался брусок из сплава видиа, острым ребром производивший истирание Д. Гаким путем им были испытаны созна, бук, дуб и амер. клен. Д. этих пород была взята в природном виде, а также пропаренная, пропитанная маслом и пропитанная восковой половой мастикой. В результате испытаний оказалось, что клен подвержен наименьшему износу, за ним следует дуб, бук и на последнем месте — сосна. Пропаривание во всех случаях понизило сопротивление износу, в то время как пропитка, в особенности восковой мастикой, заметно увеличила это сопротивление. [c.108]

При трении металла о металл характеристики износостойкости могут сильно изменяться, в этих условия.х изнашивания большую роль приобретает явление схватывания или приваривания (особенно при трении qqX однородных металлов). Введение смазки с графитом, применение чугуна, графнтизиро-ванной стали и разнородных труш,ихся пар уменьшает износ этого вида. [c.586]

Критериями оценки технического состояния узлов трения могут также служить другие характеристики продуктов износа -форма частиц, состояние их поверхности, распределение размеров частиц, материал отдельной частицы, наличие посторонних частиц и продуктов деструкции масла. Совокупность этих параметров позволяет идентифицировать вид износа, определить место возможного отказа и оценить степень опасности дефекта. На рис. 1 приведены примеры частиц, характерных для различных видов изнашивания [3]. Для частиц задира характерны борозды в направлении движения. В случае образования на поверхностях трения усталостных микротрещин при качении в масле появляются сферические частицы. При усталостном выкрашивании образуются хлопьевидные частицы. Обычно на их поверхности имеется множество микроязвин. При коррозионном износе в пробе масла появляется множество частиц размером до 2 мкм. При микрорезании образуются частицы в виде стружки. Подробнее остановимся на сферических частицах. [c.30]

Влияние параметров технологического процесса на износо< стойкость поверхностей. Показатели качества изготовления изделий, как следствия принятого технологического процесса, оказывают непосредственное влияние на такое основное эксплуатационное свойство, как износостойкость поверхности. Во-первых, как это было показано выше, на износостойкость влияют химический состав, структура и механические характеристики материалов (см. гл. 5, п. 2 и п. 5), которые зависят от металлургических или других процессов получения материалов, от термических и термохимических видов обработки поверхностей. Во-вторых, износостойкость зависит от геометрических и физико-химических параметра поверхностного Слоя (см. гл. 2, п. 2). При этом отклонения формы деталей увеличивают период макроприработки (см. гл. 8, п. 3), а шероховатость поверхности влияет на период микропри-райотки, поскольку в процессе нормального изнашивания устана-вливаетря оптимальная шероховатость, соответствующая данным условиям работы сопряжения (см. рис. 74). [c.437]

Заметим, что исследование поведения отделившихся при износе частиц, а также инородных частиц, попавших в зону трения, является сложной задачей, которая до сих пор ещё мало изучена. Эти частицы вместе со смазкой образуют между взаимодействующими поверхностями особую промежуточную среду (третье тело), свойства которой оказывают значительное влияние на характеристики контактного взаимодействия и изнашивание элементов трущейся пары. Знание свойств третьего тела особенно важно при анализе таких видов разрушения, как фрет-тинг (изнашивание при малых осциллирующих перемещениях тел) и абразивный износ в присутствии третьего тела. [c.318]

Однако полученные решения непригодны, например, для исследования изнашивания тонких упругих покрытий, когда величина линейного износа может стать соизмеримой с толщиной покрытия. Анализ долговечности покрытий требует рассмотрения продолжительных процессов вплоть до полного износа покрытия, при котором линейный износ в какой-либо точке равен толщине покрытия. Точное решение такой задачи построить затруднительно, поскольку не известен вид оператора А (см. (7.7)) для области с произвольной формой границы (формой, приобретаемой поверхностью в результате её изнашивания). Ниже изложено приближённое решение этой задачи, которое даёт возможность изучить эволюцию контактных характеристик и толщины покрытия в произвольной точке при его изнашивании. [c.385]

Монография посвящается изложению вероятностного анализа процесса изнашивания с позиций современных представлений о природе и механизме износа твердых тел. Исследуется поведение математического ожидания этого процесса и других его вероятностных характеристик (дисперсии, корреляционной функции). Рассматривается метод оценки вида и параметров распределений времени безотказной работы механических систем в условиях трения и износа по данным, полученным при ускоренных испытаниях. Предложенный метод анализа процессов изнашивания может быть использован для оценки надежности и долговечности работы тругцихся пар. [c.2]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...