Все детали в процессе эксплуатации теряют свои первоначальные характеристики. Причина этому – ИЗНАШИВАНИЕ – процесс изменения запчастей, в результате которого механизм теряет первоначальные свойства.

Визуальные признаки износа: изменение размера и структуры поверхностей деталей.

Виды износа деталей

Изменение характеристик используемых запчастей – процесс, который является результатом их взаимодействия и использования. Часть изменений происходит даже при нормальной эксплуатации механизмов. Такие изменения называются ЕСТЕСТВЕННЫМИ и закладываются при запуске узла.

2 вида неестественного износа деталей:

• НОРМАЛЬНЫЙ

Является следствием неправильной эксплуатации, нарушений монтажа. Приводит к постепенным отказам техники и ухудшению технического состояния объекта.

• АВАРИЙНЫЙ

По мере роста числовых значений нормального износа объекты и механизмы становятся полностью непригодными.

Факторы, которые влияют на темпы износа:

• Конструкция механизма
• Точность и чистота обработки
• Прочность материала конкретной детали и соприкасающихся с ней
• Качество смазки
• Условия эксплуатации узла (регулярность, характер нагрузки, температурный режим, давление)
• Регулярность ТО

Причины, вызывающие износ деталей

Все причины можно объединить в 3 группы:

• Физический/механический

Является последствием высоких нагрузок и воздействия силы трения одной детали о другую. Соприкасающиеся запчасти истираются и на их поверхностях появляются трещины, цапапины, шероховатости.

• Тепловой/ молекулярно-механический

Совместно работающие детали испытывают перегреввследствие больших скоростей и удельных давлений. Из-за резкого повышения температуры происходит схватывание и последующее разрушение молекулярных связей частиц внутри металла. Детали коробятся и оплавляются.

• Химический/ коррозионный

Наблюдается на поверхности металлических деталей как следствие воздействия воды, воздуха, химических веществ. Происходят процессы коррозии и разъедания металла. Чтобы этого избежать, рекомендуется использовать .

Стоит понимать, что причиной изнашивания и поломок деталей служит не один отдельно взятый фактор, а несколько взаимосвязанных.

Как восстановить изношенные детали?

Основные методы восстановления деталей:

• Реставрация механической и слесарной обработкой

Подходит для деталей с плоскими соприкасающимися поверхностями. Изношенное место обрабатывают (шлифуют, стачивают и т.п.) и переводят в следующий размер. Механическую обработку применяют отдельно и как финальный этап других методов.

• Обновление сваркой и наплавкой

Путем наплавки прочных металлов восстанавливаются размеры поврежденных деталей.

• Восстановление детали металлизацией

Размер изношенной детали восстанавливается нанесением расплавленного металла тонким (от 0, 03 мм) и толстым (свыше 10 мм) слоем.

• Гальваническая наплавка (хромирование)

Нанесение хрома тонким слоем (до 1 мм) обеспечивает устойчивость к механическому истиранию. Метод схож с металлизацией, однако менее универсален. Восстановленные детали плохо переносят динамические нагрузки.

• Упрочнение и склеивание пластиком

Пластмассы позволяют получить неподвижно соединенные узлы, а также остановить износ деталей. В отличие от предыдущих методов восстановлению пластиком подлежат металлические и неметаллические детали. Стоимость ремонта пластмассами существенно ниже. С помощью современных материалов для литья можно восстановить деталь сложной и нестандартной геометрии.

Шины автомобиля являются единственным элементом транспортного средства, который связывает его с дорогой. Часто владельцы автомобилей забывают о том, что резина это важнейший элемент автомашины, который напрямую влияет на . Но когда резина изнашивается, каждый водитель с огорчением понимает, что пришло время тратить деньги на покупку новых покрышек. . Ведь иногда износ резины может указывать на возможные неисправности автомобиля. В таком случае замена резины на новую может не помочь. Например, при некоторых видах поломок ваша новая резина может за короткий срок преждевременно износиться. Давайте разберём десять самых по которым, вполне возможно определить причину этого износа, выяснив в итоге техническое состояние транспортного средства.

1. Износ протектора резины по центру (посередине)

Как это выглядит: При этом виде , как правило, сильнее всего изношен протектор посередине покрышки (пример на фото).

Причина: Если шина больше всего изнашивается по центру колеса, то это говорит о том, что центральная часть протектора имела больше всего контакта с дорожным покрытием, по сравнению с протектором ближе к краям резины. Следовательно автомобиль, на котором была установлена эта резина имел не достаточное сцепление с дорожным покрытием. Соответственно тяга машины была недостаточной.

Чаще всего подобный износ говорит о том, что шина была накачена неправильно. То есть давление в шине не соответствовало тому давлению, которое рекомендует производитель автомобиля. Такой тип износа говорит о том, что владелец машины не проверял давление и при резких перепадах температуры на улице, при которой давление в покрышках может существенно меняться.

Дело в том, что пока покрышки холодные (например, после морозной ночи) давление в шинах может быть ниже, чем рекомендует производитель. Но после начала движения давление в шинах начинает расти от нагрева воздуха в нем. В итоге после определенно пройденного расстояния давление в шинах может превысить максимально допустимую норму рекомендованную автопроизводителем. В итоге, перекаченная неравномерно прилегает к дорожному покрытию, в результате чего будет наблюдаться неравномерный износ покрышек по центру протектора.

Некоторые автолюбители часто советуют для улучшения управляемости и снижения расхода топлива, наоборот перекачивать колеса. Но это не оправдано. Да, таким способом вы немного сможете снизить потребление топлива и даже немного улучшить управляемость, но в итоге вы заплатите за это быстрым износом протектора.

То есть, сэкономив немного денег на топливо, вы заплатите намного больше.

2. Грыжа шин (выпучивание) и трещины на боковой стенке

Как это выглядит: Трещины и выпуклости на боковой стенке шин.

Причина: Это обычно происходит от удара об выбоину (яму) на дороге, бордюр и т.п. Обычно шина хорошо защищена от подобных ударов. Но если покрышка имеет недостаточное давление или перекачена, то в результате удара есть большая опасность, что покрышка будет повреждена. Большие трещины на боковой стенке покрышки, которые проходят вдоль обода колеса говорят о том, что длительное время эксплуатировалась с недостаточным давлением. Небольшие трещины на боковой поверхности резины говорят о внешнем повреждении или о возрасте резины (из-за старости состав резины начинает химический распад, в результате чего шина начинает трескаться).

Грыжа шины выглядит, как выпуклость на поверхности резины. Чаще всего выпячивание (грыжа) появляется на боковой стенке покрышки. Грыжа резины связана с внутренним повреждением (слоем резины). Обычно это происходит в связи с ударом боковой частью об бордюр, столб и т.п. Чаще всего после удара, грыжа (выпячивание) колеса сразу не проявляется. То есть, после удара вы можете увидеть грыжу только спустя неделю или даже по истечении месяца.

Если вы заметили на покрышки трещины или грыжу, то необходимо, как можно скорее купить новые покрышки.

Помните, что использовать резину с грыжей очень опасно .

3. Вмятины в резине

Как это выглядит: Согласно длительных наблюдений резина с вмятинами выглядит так, как на фотографии. То есть, покрышка имеет форму бугорков и вмятин.

Причина: Такой вид шин обычно связан с (износ или повреждение элементов ходовой части автомобиля). Из-за неисправности подвески смягчение ударов на кочках недостаточное. В итоге, покрышка испытывает перегрузку от ударов принимая на себя максимальную нагрузку. Но нагрузка распределяется неравномерно по всей поверхности протектора. В итоге некоторые области протектора принимают на себя больше нагрузки, чем другие, что и способствует образованию вмятин и бугорков на покрышки.

Чаще всего подобный внешний вид подержанных покрышек связан с плохими амортизаторами. Хотя стоит отметить, что любые части подвески, которые вышли из строя, могут стать причиной подобного износа.

Советуем вам в случае обнаружения подобной деформации шин, сделать полную подвески и стоек автомобиля в техническом центре. Не советуем обращаться с подобной проблемой на шиномонтаж, т.е. с целью определить причину изменения формы колес. Не редкость, когда работники шиномонтажа не знают, что может стать причиной появления неровностей (вмятин, бугорков) на поверхности протектора.

Чаще всего работники шиномонтажа утверждают и считают, что это причина неправильного сход развала. Но это не факт. Как мы уже сказали данная причина может быть связана с выходом из строя амортизатора (ов).

4. Диагональная вмятина с признаками износа протектора

Как это выглядит: Диагональная вмятина на поверхности протектора с неравномерной степенью износа поверхности шины.

Причина: Чаще всего эта проблема встречается на задних колесах , где неправильно выставлен сход-развал. Так же подобная деформация колеса может быть связана с недостаточным интервалом вращения, а также, иногда подобное изменение внешнего вида покрышки может быть связана с частой перевозкой тяжелых грузов в багажнике или в салоне машины.

Тяжелый груз может изменить геометрию подвески, что приведет к диагональной деформации поверхности протектора резины.

5. Излишний износ протектора по краям

Как это выглядит: Внутренний и внешний протектор имеет повышенный износ, когда как середина протектора изношена существенно меньше.

Причина: Это верный признак недостаточного . То есть, давление не соответствует норме рекомендованной производителем автомобиля. Помните, что н это самое опасное состояние покрышек. Дело в том, что при уменьшенном давлении в шине она подвержена большему сгибанию. Согласно законам физики это означает, что при вращении колеса покрышка будет больше накапливать тепло. В итоге резина не будет равномерно прилегать к дорожному покрытию и соответственно, мы получим неравномерный износ резины.

Так же недостаточное давление в покрышках приведет к тому, что резина не будет достаточно смягчать удары на дороге, что естественно напрямую будет влиять на подвеску. Со временем это жесткое воздействие на подвеску может привести к ее преждевременному выходу из строя, а также повлиять на сход-развал.

Как избежать проблемы не докаченных (недостаточность давления) шин: Мы опять возвращаемся к тому, что каждый водитель регулярно должен проверять давление воздуха в колесах, то есть каждый месяц или каждый раз после резкого перепада температуры на улице. Также помните, что остывшие колеса (при стоянке ночью) могут показывать давление ниже, чем рекомендовано производителем автомобиля. Но при длительной поездке из-за нагрева воздуха давление может превысить норму.

Дело в том, что эта система, как правило предупреждает вас о изменении давления в колесе либо при резком колебании давления (например резкое падение давление в шине более чем на 25 процентов), либо при существенном снижении давления в течение длительного времени.

Другими словами, система предупреждения о давлении в колесах может сработать только тогда, когда давление в шинах будет существенно меньше, чем необходимо. Это означает, что вы рискуете долгое время проездить на колесах с недостаточным давлением воздуха .

6. Выпуклый износ бокового протектора

Как это выглядит: Боковые блоки протектора обычно похожие на оперение птиц, имеют . Более низкие края блоков протектора закруглены, когда как более высокие края блоков острые. Обратите внимание, что вы не можете заметить этот вид износа визуально. Это можно понять только при осмотре протектора с краю и на ощупь, т.е. с помощью рук.

Причина: При этом виде износа протектора, в первую очередь проверьте шаровые шарниры и подшипник колеса.

Так же необходимо проверить втулку стабилизатора, которая в случае выхода из строя может привести к неправильной работе стабилизатора подвески, что в итоге приведет к этому виду износа протектора резины.

7. Плоские пятна износа

Как это выглядит: Одно пятно на колесе имеет больше износа, чем другое.

Причина: Одиночные пятна повышенного износа на поверхности шины часто встречаются при вынужденном резком торможении или заносе, или при выруливании из ситуации для того, чтобы уйти от удара (например, если на дорогу не неожиданно выбежал лось или другое животное). Особенно подобный износ будет виден после резкого торможения с одновременным заносом, если в автомобиле отсутствует .

Дело в том, что при резком торможении и выруливании для того, чтобы уйти от удара автомобиль без ABS больше подвержен заносу с заблокированными колесами, что и приведет примерно к такому виду изношенного пятна на протекторе покрышки.

Так же подобные пятна могут появиться в автомобилях, которые были припаркованы в течение длительного времени.

Помните, что при длительной стоянке машины вы рискуете шинами, где на покрышках вашего автомобиля появятся пятна износа из-за неравномерного распределения веса автомобиля на таковые. Дело в том, что во время парковки протектор резины соприкасается с поверхностью не полностью и в итоге, от длительной стоянки деформируется определенный участок резины.

8. Износ передней кромки протектора

Как это выглядит: Передняя кромка блока протектора изношена, а задняя часть протектора имеет более острые углы. Обращаем ваше внимание, что этот тип износа может быть не виден при визуальном осмотре. Поэтому, проверьте рукой протектор с краю. Если вы заметите, что некоторые углы протектора более острые (как зубья на ножовки) по сравнению с другими гранями протектора которые более гладкие, то это реальный износ, а не норма, как обычно предполагают многие водители.

Причина: Это самый распространенный износ шин. Так, как этот вид износа шин встречается очень часто и многие владельцы автомобилей думают, что это норма, то это не так. На самом деле данный износ указывает на то, что колесо имеет недостаточное вращение. Поэтому, необходимо .

Чаще всего, причина связана с износом элементов подвески (салейнтблоков), с износом шаровых опор, а также из-за износа ступичного подшипника.

9. Односторонний износ шин

Как это выглядит: Одна сторона шины изношена больше, чем другая.

Причина: Обычно при этом виде износа причиной может быть неправильный сход развал автомобиля. Такой вид неравномерного износа протектора резины связан с тем, что стоит не ровно на дорожной поверхности из-за неправильного сход-развала.

Для того, чтобы выставить колесо ровно по отношению к дорожной поверхности необходимо, отрегулировать сход-развал.

Так же подобный износ может встречаться при поврежденных пружинах, шаровых шарнирах, втулок подвески. В том числе, односторонний неравномерный износ протектора может появляться при транспортировке на автомобиле тяжелых грузов.

Кроме того некоторые модели мощных спорткаров имеют особый сход-развал, который приводит к подобному неравномерному износу покрышек. Но это редкость.

10. Износ шин до индикатора

Как это выглядит: Многие шины между протектором имеют индикаторы износа. Как правило, это специальные вставки, которые вам помогают определить, когда необходимо менять покрышки на новые. Обычно высота этих вставок ниже, чем высота протектора. Как только протектор шин по высоте сравняется с индикаторами износа, то необходимо приобрести .

Причина: Обычно замена резины должна происходить после того, как высота протектора стала ниже, чем рекомендует производитель покрышек. На глаз определить это не всегда легко. Поэтому, многие компании производители автошин устанавливают на покрышки (между протектором) индикаторы износа. Как только высота протектора изнашивается до той высоты, которую имеют индикаторы, то пришло время сменить колеса на новые.

Протектор резины с определенной глубиной необходим для того, чтобы отводить воду от шины и предотвратить аквапланирование автомобиля на мокрой дороге.

Если ваши шины не имеют индикатора износа, то вы можете самостоятельно замерить глубину протектора, для того, чтобы понять, пришло ли время покупать новую резину. Для этого необходимо воспользоваться монетой, которую необходимо ребром вставить в протектор и замерить с помощью нее глубину. Подробнее, о традиционном износе шин вы можете прочитать здесь или ознакомиться с данной нами инфографикой.

Внимание! Для летних шин минимальная глубина протектора должна быть не меньше 1,6, 2 или 3 мм (в зависимости от производителя резины).

Для зимней резины минимально безопасная высота протектора должна быть не меньше 4-6 мм

Лекция №3. Износ деталей оборудования. Виды износа.

Износ – постепенная поверхностная разрушение материала с изменением геометрических форм и свойств поверхностных слоев деталей.

Бывает износ:

Нормальный;
- аварийный.

В зависимости от причин износ делится на 3 категории:

1. химический;
2. физический;

3. тепловой

Нормальный износ – изменение размеров, происходящее в короткий срок из-за неправильного монтажа, эксплуатации и технического обслуживания.

Химический износ – заключается в образовании на поверхности деталей тончайших слоев окиси с последующим отшелушиванием этих слоев. Происходящие разрушения сопровождаются появлением ржавчины, разъедания метала.

Физический износ – причиной может быть:

Значительные нагрузки;

Поверхностное трение;

Абразивное и механическое воздействие.

И при этом на деталях появляется:

Микротрещины;

Трещины;

Поверхность метала становится шероховатая.

Физический износ бывает:

Осповидный;
- усталостный;
- абразивный;

Тепловой износ – характеризуется возникновением и последующим разрушением молекулярных связей внутри металла. Возникает из-за повышенной или пониженной температуры.

Причины, влияющие на износ:

1. Качество материала деталей.

Как правило для большинства деталей износоустойчивость тем выше, чем тверже их поверхность, но не всегда степень твердости прямо пропорциональна износоустойчивости

Материалы, обладающие только большой твердостью имеют высокую износоустойчивость. Однако при этом возрастает вероятность появления рисок и отрывов частиц материала. Поэтому такие детали должны обладать высокой вязкостью, которая препятствуют отрыву частиц. Если две детали из однородных материалов испытывают трение, то следовательно с повышением коэффициента трения они быстро изнашиваются, следовательно более дорогие и трудно заменяемые детали нужно изготовлять из более твердого, качественного и дорогого материала, а более дешевые простые детали изготавливать из материала с низким коэффициентом трения.

2. Качество обработки поверхности детали.

Установлено три периода износа детали:

Начальный период приработки – характеризуется быстрым увеличением зазора подвижных соединений;
- период установившегося износа – наблюдается медленное, постепенное изнашивание;

Период быстрого, нарастающего износа – вызываемый значительным повышением зазоров и изменением геометрических форм деталей.

Для повышения срока службы деталей необходимо:

Сократить максимально первый период, путем очень точной и чистой обработки деталей;

Повысить максимально второй период;

Предотвратить третий период.

3. Смазка.

Слой смазки, вводимой между трущимися деталями попадая, заполняет все шероховатости и неровности и уменьшает трение и износ во много раз.

4. Скорость движения деталей и удельное давление.

На основании опытных данных установлено, что при нормальных удельных нагрузках и скоростях движения от 0,05 до 0,7 разрыва масляного слоя не происходит и деталь работает долго. Если повысить нагрузку, то износ детали возрастет многократно.

5. Нарушение жесткости в неподвижных деталях.

6. Нарушение посадок.

7. Нарушение взаиморасположения деталей в сопряжениях.

В процессе эксплуатации оборудование и его элементы, под­вергаясь различным воздействиям, изменяются по состоянию, раз­мерам и свойствам. Эти изменения могут протекать плавно (зако­номерное изменение) и скачкообразно (незакономерное измене­ние). Причины указанных изменений - явления изнашивания, оцениваемые по изменению геометрических размеров элементов машин, их массы или по каким-либо другим косвенным призна­кам (износ вследствие изменения формы без потери массы и др.).

Изнашивание - процесс, приводящий к изменению не только внешних, но и прочностных характеристик элементов машин, что постепенно уменьшает их надежность и ведет к отказам в работе.

Наиболее интенсивно процесс изнашивания протекает в сопря­женных элементах машин, особенно при взаимном их перемеще­нии. На рис. 7 представлены основные факторы, определяющие процессы изнашивания в машинах.

Рис. 7. Основные факторы, определяющие процессы изнашивания в машинах и оборудованиях.

Износ - результат изнашивания, проявляющийся в виде отде­ления или остаточной деформации материала детали. Последстви­ем износа, как правило, является нарушение сопряжений, кинема­тических связей и работы деталей данного узла или механизма в целом.

Изнашивание машин может быть механическим, молекулярно-механическим, коррозионно-механическим, коррозионным.

Механическое изнашивание происходит в результате механи­ческих воздействий и включает следующие виды изнашивания: аб­разивное, гидроабразивное, газоабразивное, эрозионное, устало­стное, кавитационное.

Абразивное изнашивание возникает в результате режущего и царапающего действия твердых частиц. Эти частицы, попавшие извне или отделившиеся (выкрошенные, состроганные и т.п.) от взаимосоприкасающихся и трущихся деталей, в значи­тельной мере увеличивают их износ.

Гидроабразивное изнашивание возникает в ре­зультате воздействия твердых частиц, попавших в поток масляной жидкости, служащей смазкой между деталями.

Газоабразивное изнашивание возникает в резуль­тате воздействия твердых частиц, попавших между трущимися де­талями с потоками газа.

Эрозионное изнашивание поверхностей деталей происходит в результате воздействия потоков жидкости или газа, содержащих чрезмерно мелкие твердые частицы или включения.

Газоабразивное изнашивание характерно для двигателей внут­реннего сгорания, а эрозионное - для его частей: клапанной сис­темы, распылителей форсунок, жиклеров карбюраторов и др.

Усталостное изнашивание возникает в результате повторного деформирования материала деталей. Оно возникает и развивается в наиболее напряженных, преимущественно рабочих, поверхностных слоях деталей вследствие длительного действия нагрузок, особенно переменных по значению и направлениям. Мри этом виде изнашивания причиной поломок деталей являются усталостные трещины, которые начинают развиваться в той час­ти поверхности, где действуют растягивающие напряжения, и, как правило, от того места, где появились различного рода риски, забоины, отслоения.

Кавитационное изнашивание проявляется при от­носительном перемещении твердых тел в жидкостной среде. Чаще всего оно наблюдается в гильзах блока цилиндров, систем охлаж­дения и смазки двигателей внутреннего сгорания, лопастей масля­ного и водяного насосов и т.п.

Молекулярно-механическое изнашивание происходит в результате одновременного воздействия механических и молекулярных или атомарных сил. Взаимосоприкасающиеся и трущиеся поверх­ности сопряженных деталей вследствие их неровностей и шерохо­ватостей имеют контакты, через которые передаются значитель­ные удельные нагрузки, поэтому возможны разрывы смазываю­щей пленки (масел, мазей), а при больших относительных скоростях перемещения поверхностей деталей возникает чрезмерный на­грев, приводящий к испарению смазывающей пленки масел или мазей и к схватыванию частиц соприкасающихся деталей. В даль­нейшем происходит отрыв и разрушение мест схватывания деталей. При этом на одной из поверхностей образуется углубле –ние, а на другой - выступ, т.е. происходит перенос металла с одной поверхности на другую.

Рассматриваемый вид изнашивания наблюдается в процессе приработки деталей и элементов машин.

Коррозионно-механическое изнашивание происходит при трении материалов, вступивших в химическое взаимодействие со средой (кислородом воздуха и другими газами). Под действием агрессивной окислительной среды на взаимосоприкасающихся и трущихся повер­хностях деталей образуются пленки окислов, которые в результате механического трения снимаются, а поверхности, освободившиеся от этих пленок, снова окисляются и т.д., т.е. происходит процесс из­нашивания. Примером является изнашивание деталей цилиндропоршневой группы двигателей вследствие наличия в среде таких агентов коррозии, как серная, сернистая и органические кислоты.

Наиболее значительное влияние на процесс изнашивания оказы­вают силы трения, вызывая механический и другие виды износа вза­имосоприкасающихся поверхностей. Причем возникающее в резуль­тате трения изнашивание представляет собой целый ряд одновремен­но протекающих процессов: истирание, смятие, окисление и др.

Процесс истирания возникает при скольжении одной детали машины или ее элемента относительно другой. Это явление назы­вается трением первого рода и происходит вследствие того, что со­прикасающиеся поверхности, как правило, имеют неровности (шероховатости), препятствующие свободному перемещению (скольжению) одной детали по другой. Процесс истирания проис­ходит тем интенсивнее, чем более шероховаты соприкасающиеся поверхности. Интенсивность изнашивания возрастает, если меж­ду соприкасаемыми поверхностями попадают абразивные или другие включения.

Процесс истирания возникает также при взаимном обкатыва­нии поверх –ностей деталей машин под нагрузкой и при ударах. Это явление называется трением второго рода. Оно происходит вслед­ствие того, что в результате обкатывания или ударов на поверх­ностях соприкасающихся деталей появляются микротрещины, а часто и макротрещины, с последующим развитием их в глубину и образованием тонкой пленки металла, которая в дальнейшем вык­рашивается и отслаивается, в результате чего возникает так назы­ваемый износ при крупном разрушении. Причинами такого износа могут быть поверхностная усталость, а также структурные нарушения металла соприкасающихся поверхностей вследствие нагре­ва и ударов. Рассмотренный вид механического износа часто по­является на рабочих поверхностях зубчатых и червячных передач, подшипников качения, различных опорных устройств и т.п.

Рис.8. Изнашивание в сопряженных деталях: а - нарастание износа; б - скорость изнашивания

Коррозионное изнашивание - разрушение металлических час­тей машин под действием окружающей среды, особенно увлаж­ненной. Разрушение при этом виде изнашивания начинается, как правило, с наружных поверхностей, постепенно проникая вглубь. Наиболее распространенный вид коррозии - ржавление, т.е. со­единение металла с кислородом воздуха. В результате коррозии неокрашенные поверхности металлических частей машин сначала покрываются темным налетом, а затем глубокими (если не будут приняты необходимые меры) разъедающими изъянами, при этом металлические части приобретают губчатую непрочную структу­ру. Наибольшему поражению и износу в результате коррозии под­вергаются детали машин с малым содержанием углерода. Интен­сивность коррозии нарастает в присутствии ряда газов и жидко­стей, содержащих кислоты и щелочи.

Различают два вида коррозионных процессов изнашивания: хи­мический и электрохимический .

Химическая коррозия проявляется при воздействии кислорода воздуха и различных газов (углекислого, сернистого), а также жидкостей, не проводящих электрического тока (масел и мазей переработки нефти, различных смол). Интенсивность химического изнашивания деталей зависит от качества материалов, из которых они изготовлены, степени окисляемости при высоких температурах и условий работы (нейтральная или агрессивная среда и др.).

Электрохимическая коррозия возникает в средах, проводящих электрический ток, т.е. в электролитах - растворах солей, кислот, щелочей, а также во влажной атмосфере и почве.

Закономерность нарастания износа элементов оборудования, особенно в их сочленениях, выражается кривой, имеющей три чет­ко выраженных участка, которые характеризуют периоды работы сочленений (рис. 8):

I- период приработки, когда сочленения изнашиваются очень интенсивно, но скорость изнашивания постепенно снижается;

II- период нормальной работы, когда условия на поверхности сочлененных деталей становятся постоянными, а изнашивание протекает с постоянной скоростью;

III- период аварийного, наиболее интенсивного изнашивания, когда износы (зазоры) достигают недопустимых значений.

Период нормальной работы элемента оборудования (сбороч­ной единицы, детали, пр.):

(31)

где - продолжительность приработки деталей; - износ, со­ответствующий максимально допустимому износу (зазору) в со­пряжениях деталей; - износ, соответствующий окончанию при­работки деталей; tg - коэффициент, характеризующий темп скорости изнашивания деталей.

На темп изнашивания нормального периода эксплуатации влияют следующие основные факторы: условия работы - давле­ние, характер нагрузок, относительные скорости, температуры и др.; свойства материалов, их изменяемость в работе; условия со­пряжения, характер контакта сопряженных элементов, качество обработки материала, из которого изготовлены эти элементы; своевременность и качество технических обслуживании; соответствие применяемых топлив и смазочных материалов.

Кроме изнашивания возможны явления пластических дефор­маций элементов оборудования, возникающие вследствие недопу­стимых нагрузок на эти элементы.

Изменения в машинах и их элементах выражаются следующей функциональной зависимостью:

где - эксплуатационные факторы (характер и особенности производства работ, режимы использования машин, климатичес­кие условия и др.); - конструктивные факторы (кинематичес­кие и динамические особенности машин, свойства материалов, из которых изготовлены их элементы, и др.); - технологичес­кие факторы (вид материалов, из которых изготовлены элементы машин, способы и качество их обработки и др.); - субъектив­ные особенности и квалификация обслуживающего машины пер­сонала (машинистов, слесарей, заправщиков и др.).

Износы в машинах и их элементах подразделяются на мораль­ные и физические.

Моральный износ - снижение стоимости оборудования под влиянием технического прогресса.

Этот вид износа имеет две фор­мы проявления. Моральный износ первой формы - обесценива­ние машин вследствие постоянного роста производительности труда в отраслях, выпускающих эти машины, а также изготовляющих для них изделия, материалы и т.п. Область распростране­ния этой формы морального износа определяется темпами техни­ческого прогресса той отрасли народного хозяйства и связанных с ней отраслей, которые производят указанные машины или ком­плектующие для них изделия, материалы и т.п.

Потеря стоимости оборудования в связи с моральным износом первой формы:

(33)

где - первоначальная стоимость оборудования, руб.; - восстановительная стоимость машины или стоимость полного ее воспроизводства на момент физического износа с учетом появле­ния более совершенных конструкций, руб.

Восстановительная стоимость оборудования через определен­ное время Т:

(34)

где - первоначальная стоимость машины, руб.; р - средне­годовой прирост производительности труда в отрасли и в связан­ных с ней отраслях, выпускающих указанный вид оборудования.

Моральный износ второй формы - обесценивание оборудо­вания вследствие появления новой техники, т.е. аналогичных или близких к ним машин, но более совершенных конструкций. Пока­зателем морального износа этой формы служит коэффициент сни­жения стоимости машин вследствие технического прогресса, вы­раженный в долях от первоначальной ее стоимости:

(35)

Физический износ возникает в результате механического молекулярно-механического и коррозионно-механического изнашива­ний и складывается из износа конструктивных и неконструктив­ных элементов машин. Физический износ появляется как вследствие прямого действия машин и их элементов (износ в результате прямого действия машин), так и вследствие непрямого действия оборудования и отдельных его элементов (износ в результате без­действия оборудования - во время простоев, когда на них влия­ют атмосферные и другие неблагоприятные условия). Износ опре­деляют в процентах: новые элементы в оборудовании (детали, сборочные единицы и др.) принимаются за 100 % годности, а из­ношенные, применение которых является невозможным, - за 100 % износа.

В стоимостном выражении физический износ оборудования определяется (% от стоимости воспроизводства):

(36)

где - сметная стоимость ремонта оборудования, руб.; - восстановительная стоимость оборудования или стоимость пол­ного воспроизводства оборудования на момент физического его износа с учетом появления более совершенных конструкций, руб.; а - относительное значение остаточного износа, которое уста­навливается из опытных данных ремонта подобного оборудова­ния, %.

Ремонт оборудования целесообразен в том случае, если затра­ты на восстановление оборудования будут меньше затрат на при­обретение нового, т.е. < , где - стоимость нового оборудования. При этом нельзя не учитывать степени совершен­ства конструкции, соответственно, и технико -экономических по­казателей как старого, так и нового оборудования.

Общий износ оборудования вследствие физического и мораль­ного износов в долях от первоначальной стоимости:

Рис.9 График суммарного износа машины, состоящей из элементов сменяемых или полностью возобновляемых в различные сроки службы (по укрупненным показателям)

Суммарный износ оборудования определяют двумя метода­ми - аналитическим и графическим . Наиболее наглядным является графический метод.

По горизонтальной оси (рис.9) откладывают полный срок службы машины Т (принимаемый по нормативным таблицам сроков службы), а по вертикальной оси - максимальный показатель суммированного износа . Сначала определяют износ основного несменяемого и невозобновляемого элемента оборудования (основной рамы, станины и т.п.) с абсолютным значением износа . Прямая линия, проведенная от начала координат до точки , представляет линию суммарного износа рассматриваемого эле­мента. К концу срока службы оборудования этот элемент за время будет полностью изношен (частный износ

Срок службы элементов машин принимают по результатам опытной проверки, данных испытаний или по нормативным спра­вочникам.

При определении суммарного износа придерживаются следу­ющего порядка: составляют перечень всех конструктивных и не­конструктивных элементов машины; определяют срок их службы; подбирают конструктивные и неконструктивные элементы по группам, чтобы каждую из них можно было рассматривать как один укрупненный элемент; определяют срок службы и стоимость всех одновременно сменяемых или возобновляемых элементов каждой из указанных групп; составляют таблицу и рассчитывают суммарный износ на любой интервал использования машины или строят график износа по укрупненным показателям.

При определении срока службы или стоимости укрупненных элементов и периодичности их возобновления могут быть исполь­зованы данные о периодичности и средней стоимости соответ­ствующего технического обслуживания и ремонта вместе со сред­ней стоимостью сменяемых при этом запасных частей.

Виды износа различают в соответствии с существующими видами изнашивания--механическое (абразивное, усталостное), коррози-онное и др.

Механический износ является результатом действия сил трения при скольжении одной детали по другой. При этом виде износа происходит истирание (срезание) поверхностного слоя металла и искажение геометрических размеров у совместно работающих дета-лей. Износ этого вида чаще всего возникает при работе таких рас-пространенных сопряжений деталей, как вал -- подшипник, стани-на -- стол, поршень -- цилиндр и др. Он появляется и при трении качения поверхностей, так как этому виду трения неизбежно сопут-ствует и трение скольжения, однако в подобных случаях износ быва-ет очень небольшим.

Степень и характер механического износа деталей зависят от многих факторов: физико-механических свойств верхних слоев металла; условий работы и характера взаимодействия сопрягаемых поверхностей; давления; относительной скорости перемещения; ус-ловий смазывания трущихся поверхностей; степени шероховатости последних и др. Наиболее разрушительное действие на детали ока-зывает абразивное изнашивание, которое наблюда-ется в тех случаях, когда трущиеся поверхности загрязняются мел-кими абразивными и металлическими частицами. Обычно такие час-тицы попадают на трущиеся поверхности при обработке на станке литых заготовок, в результате изнашивания самих поверхностей, попадания пыли и др. Они длительное время сохраняют свои режу-щие свойства, образуют на поверхностях деталей царапины, зади-ры, а также, смешиваясь с грязью, выполняют роль абразивной пасты, в результате действия которой происходит интенсивное при-тирание и изнашивание сопрягаемых поверхностей. Взаимодействие поверхностей деталей без относительного перемещения вызывает смятие металла, что характерно для шпоночных, шлицевых, резьбовых и других соединений.

Механический износ может вызываться и плохим обслуживанием оборудования, например нарушениями в подаче смазки, недоброка-чественным ремонтом и несоблюдением его сроков, мощностной пере-грузкой и т. д.

Во. время работы многие детали машин (валы, зубья зубчатых колес, шатуны, пружины, подшипники) подвергаются длительному действию переменных динамических нагрузок, которые более отри-цательно влияют на прочностные свойства детали, чем нагрузки статические. Усталостный износ является результатом действия на деталь переменных нагрузок, вызывающих усталость материала детали и его разрушение. Валы, пружины и другие дета-ли разрушаются вследствие усталости материала в поперечном се-чении. При этом получается характерный вид излома с двумя зона-ми -- зоной развивающихся трещин и зоной, по которой произошел излом. Поверхность первой зоны гладкая, а второй -- с раковинами, а иногда зернистая.

Усталостные разрушения материала детали не обязательно долж-ны сразу привести к ее поломке. Возможно также возникновение усталостных трещин, шелушения и других дефектов, которые, од-нако, опасны, так как вызывают ускоренный износ детали и меха-низма. Для предотвращения усталостного разрушения важно пра-вильно выбрать форму поперечного сечения вновь изготовляемой или ремонтируемой детали: она не должна иметь резких переходов от одного размера к другому. Следует также помнить, что грубо обра-ботанная поверхность, наличие рисок и царапин могут стать причи-ной возникновения усталостных трещин.

Износ при заедании возникает в результате прилипания («схва-тывания») одной поверхности к другой. Это явление наблюдается при недостаточной смазке, а также значительном давлении, при котором две сопрягаемые поверхности сближаются настолько плот-но, что между ними начинают действовать молекулярные силы, при-водящие к их схватыванию.

Коррозионный износ является результатом изнашивания деталей машин и установок, находящихся под непосредственным воздейст-вием воды, воздуха, химических веществ, колебаний температуры. Например, если температура воздуха в производственных помеще-ниях неустойчива, то каждый раз при ее повышении содержащиеся

Рис. 1.

а -- направляющих станины и стола, б -- внутренних поверхностей цилиндра, в -- поршня, г, д -- вала, е, ж -- зубьев колеса, з -- резьбы винта и гайки, и -- дисковой фрикционной муфты; 1 -- стол, 2 -- станина, 3 -- юбка, 4 -- перемычка, 5 -- днище, 6 -- отверстие, 7 -- подшипник, 8 -- шейка вала, 9 -- зазор, 10 -- винт, // -- гайка; И -- места износа, Р » действующие усилия

в воздухе водяные пары, соприкасаясь с более холодными металли-ческими деталями, осаждаются на них в виде конденсата, что вызы-вает коррозию, т. е. разрушение металла вследствие химических и электрохимических процессов, развивающихся на его поверхности. Под влиянием коррозии в деталях образуются глубокие разъеда-ния, поверхность становится губчатой, теряет механическую проч-ность. Эти явления наблюдаются, в частности, у деталей гидравли-ческих прессов и паровых молотов, работающих в среде пара или воды.

Обычно коррозионный износ сопровождается и механическим износом вследствие сопряжения одной детали с другой. В этом слу-чае происходит так называемый коррозионно-механи-ч е с к и и, т. е. комплексны и, износ.

Характер механического износа деталей. Механический износ деталей оборудования может быть полным, если повреждена вся

поверхность детали, или местным, если поврежден какой-либо ее участок (рис. 1, а--и).

В результате износа направляющих станков нарушаются их плоскостность, прямолинейность и параллельность вследствие дей-ствия на поверхности скольжения неодинаковых нагрузок. Напри-мер, прямолинейные направляющие 2 станка (рис. 1, а) под влия-нием больших местных нагрузок приобретают вогнутость в средней части (местный износ), а сопрягаемые с ними короткие направляю-щие 1 стола становятся выпуклыми.

Цилиндры и гильзы поршней в двигателях, компрессорах, моло-тах и других машинах изнашиваются тоже неравномерно (рис. 1,б). Износ происходит на участке движения поршневых колец и проявляется в виде выработки внутренних стенок цилиндра или гильзы. Искажается форма отверстия цилиндра -- образуются от-клонения от цилиндричности и круглости (бочкообразность), возни-кают царапины, задиры * и другие дефекты. У цилиндров двигателей внутреннего сгорания наибольшему износу подвергается их верхняя часть, испытывающая самые высокие давления и наибольшие темпе-ратуры. В кузнечно-прессовом оборудовании, наоборот, наиболь-ший износ появляется в нижней части цилиндра -- там, где нахо-дится поршень во время ударов. Износ поршня (рис.1, в) прояв-ляется в истирании и задирах на юбке

Износ валов (рис. 1, г, Д) проявляется возникновением различ-ных дефектов: валы становятся изогнутыми, скрученными, а также изломанными вследствие усталости материала; на их шейках обра-зуются задиры; цилиндрические шейки становятся конусными или бочкообразными. Отклонения от круглости приобретают также от-верстия подшипников скольжения и втулок. Неравномерность из-носа шеек валов и поверхностей отверстий во втулках при вращении вала -- результат действия различных нагрузок в разных направле-ниях. Если на вал во время вращения действует только сила его тяжести, то износ появляется в нижней части подшипника (см. рис. 1, г, слева).

В зубчатых передачах наиболее часто изнашиваются зубья: образуются задиры, зубья изменяют свою форму, размеры и выламываются. Поломка зубьев, появление трещин в спицах, ободе и ступице зубчатых колес, износ посадочных отвер-стий и шпонок происходит по трем основным причинам: 1) перегруз-ка зубчатой передачи; 2) попадание в нее посторонних тел; 3) не-правильная сборка (например, крепление зубчатых колес на валу с перекосом осей).

Ходовые винты имеют трапецеидальную или прямоугольную резьбу. У винта и его гайки изнашивается резьба, витки становятся тоньше (рис.1, З.). Износ резьбы у винтов, как правило, неравно-

* Задир -- повреждение поверхности трения в виде широких и глубоких борозд в направлении скольжения. мерный, так как подавляющая часть деталей, обрабатываемых на станках, имеет меньшую длину, чем ходовой винт. Сильнее изнаши-вается та часть резьбы, которая работает больше. Гайки ходовых винтов изнашиваются быстрее, чем винты. Причины этого таковы: резьбу гаек неудобно очищать от загрязнений; гайки в ряде случаев неудовлетворительно смазываются; у гайки, сопряженной с вин-том, участвуют в работе все витки резьбы, тогда как у винта одно-временно работает только небольшая часть его витков, равная числу витков гайки.

У дисковых муфт в результате действия сил трения наибольшему износу подвергаются торцы дисков (рис. 1, и); их поверхности истираются, на них появляются царапины, задиры, нарушается плоскостность.

В резьбовых соединениях наиболее часто изнашивается профиль резьбы, в результате в них увеличивается зазор. Это наблюдается в

Рис. 2. Износ подшипников качения:

а -- вследствие перекоса, б -- при проворачивании внутреннего кольца на валу, в -- из-за чрезмерного натяга, г -- из-за неисправного сальника; И -- места износа

сопряжениях не только ходовых, но и зажимных, например зажим-ных винтов часто отвертываемых крепежных болтов. Износ резьбо-вых соединений -- результат недостаточной или, наоборот, чрез-мерной затяжки винтов и гаек; особенно интенсивен износ, если ра-ботающее соединение воспринимает большие или знакопеременные нагрузки: болты и винты растягиваются, искажаются шаг резьбы и ее профиль, гайка начинает «заедать». В этих случаях возможны аварийные поломки деталей соединения. Грани головок болтов и гаек чаще всего изнашиваются потому, что их отвертывают несоот-ветствующими ключами.

В шпоночных соединениях изнашиваются как шпонки, так и шпоночные пазы. Возможные причины этого явления -- ослабление посадки детали на валу, неправильная подгонка шпонки по гнезду.

В подшипниках качения вследствие различных причин (рис. 2, а--г) износу подвержены рабочие поверхности -- на них появляют-ся оспинки, наблюдается шелушение поверхностей беговых дорожек и шариков. Под действием динамических нагрузок происходит их усталостное разрушение; под влиянием излишне плотных посадок подшипников на вал и в корпус шарики и ролики защемляются между кольцами, в результате чего возможны перекосы колец при мон-таже и другие нежелательные последствия.

Различные поверхности скольжения также подвержены характер-ным видам износа (рис. 3). В процессе эксплуатации зубчатых пе-редач вследствие контактной усталости материала рабочих поверх-ностей зубьев и под действием касательных напряжений возникает выкрашивание рабочих поверхностей, т. е. отделение частиц мате-

Рис.3.

а -- выкрашивание, б -- отслаивание, в -- коррозия, г -- эрозия, д -- царапины, е -- зади-ры, ж -- налипание, з -- глубинный вырыв материала и перенос его с другой поверхности трения риала, приводящее к образованию ямок на поверхности трения (рис. 3, а). Разрушение рабочих поверхностей зубьев вследствие интенсивного выкрашивания (рис. 3, б) часто называют отслаива-нием (происходит отделение от поверхности трения материала в форме чешуек).

На рис. 3, в показана поверхность, разрушенная коррозией. Поверхность чугунного порошкового кольца (рис. 3, г) повреж-дена вследствие эрозионного изнашивания, которое происходит при движении поршня в цилиндре относительно жидкости; находящиеся в жидкости пузырьки газа лопаются вблизи поверхности поршня, что создает местное повышение давления или температуры и вызы-вает износ деталей. На поверхности тормозного барабана (рис. 3, д) показаны риски, которые появляются при воздействии на вра-щающийся барабан твердого тела или твердых частиц. Задиры (рис. 3, е) образуются в результате схватывания поверхностей при трении вследствие действия между ними молекулярных сил. На рис. 3, ж показана рабочая поверхность детали с налипшими на нее посторонними частицами, а на рис. 3, з-- поверхность де-тали с износом при заедании в результате схватывания -- глубинно-го вырыва материала и переноса его с другой поверхности трения.