Классификация видов изнашивания и их характеристика
Причины изменения технического состояния автомобилей
В процессе эксплуатации автомобиля в результате воздействия на него целого ряда факторов (нагрузок, вибраций, влаги, воздушных потоков, абразивных частиц, температуры) происходит необратимое ухудшение его технического состояния, связанное с изнашиванием и повреждением его деталей, а также изменением ряда их свойств (упругости, пластичности и др.).
Изменения технического состояния автомобиля обусловлены работой его узлов и механизмов, воздействием внешней среды, факторов, связанных с условиями работы и хранения автомобиля, а также случайных факторов, к которым относятся скрытые дефекты деталей автомобиля, перегрузки и т. п.
Основными постоянными причинами изменения технического состояния автомобиля при его эксплуатации являются изнашивание, пластические деформации, усталостные разрушения, коррозия деталей, а так же физико-химические изменения материала деталей (их старение).
Изнашивание— процесс разрушения и отделения материала с поверхностей деталей и (или) накопление в них остаточных деформаций, проявляющихся в постепенном изменении размеров и (или) формы деталей.
Износ— результат процесса изнашивания деталей, выражающийся в изменении их размера, формы, объема и массы. Причиной изнашивания деталей является трение. Различают два основных вида трения: трение без смазочного материала и жидкостное трение. В первом случае трущиеся поверхности деталей взаимодействуют непосредственно друг с другом (например, трение тормозных колодок о тормозные барабаны или диски, трение ведомого диска сцепления о маховик). Данный вид трения сопровождается повышенным изнашиванием трущихся поверхностей деталей. При жидкостном (или гидродинамическом) трении между трущимися поверхностями деталей создается масляный слой, толщина которого превышает микронеровности поверхностей и не допускает их непосредственного контакта (например, подшипники коленчатого вала в период установившегося режима работы), что значительно снижает изнашивание деталей. При работе большинства механизмов автомобиля эти виды трения постоянно чередуются.
Классификация видов изнашивания и их характеристика
Изнашивание может быть абразивное, окислительное, усталостное, эрозионное, а также изнашивание при заедании.
Абразивное изнашивание является следствием режущего или царапающего воздействия попавших между трущимися поверхностями сопряженных деталей твердых абразивных частиц (пыль, песок). Попадая между трущимися деталями открытых узлов (например, между тормозными колодками и дисками или барабанами, между листами рессор и т. п.), твердые абразивные частицы резко увеличивают их изнашивание. В закрытых механизмах (например, в кривошипно-шатунном механизме двигателя) данный вид трения наблюдается значительно реже и является следствием попадания в смазочные материалы абразивных частиц и накопления в них продуктов изнашивания (например, при несвоевременной замене масляного фильтра и масла в двигателе, поврежденных защитных чехлов и смазочного материала в шарнирных соединениях).
Окислительное изнашивание происходит в результате воздействия на трущиеся поверхности сопряженных деталей агрессив ной среды, под действием которой на них образуются непрочные пленки окислов, которые снимаются с поверхности в результате трения, обнажающиеся поверхности также окисляются и т. д. Данный вид изнашивания наблюдается на деталях цилин-дропоршневой группы деталей двигателя, цилиндров гидропривода тормозных механизмов и сцепления.
Усталостное изнашивание заключается в том, что твердый поверхностный слой материала детали в результате трения и циклических нагрузок становится хрупким и разрушается (выкрашивается), обнажая лежащий под ним менее твердый слой. Данный вид изнашивания возникает на беговых дорожках колец подшипников качения, зубьях зубчатых колес.
Эрозионное изнашивание возникает в результате воздействия на поверхности деталей движущихся с большой скоростью потоков жидкости и (или) газа, с содержащимися в них абразивными частицами, а также электрических разрядов. В зависимости от характера процесса эрозии и преобладающего воздействия на детали тех или иных частиц (газа, жидкости, абразива и т. д.) различают газовую, кавитационную, абразивную, электрическую эрозию и т. д.
Газовая эрозия представляет собой разрушение материала детали под действием механических и тепловых воздействий молекул газа и наблюдается на клапанах, поршневых кольцах и зеркале цилиндров двигателя, а также на деталях системы выпуска отработавших газов.
Кавитационная эрозия деталей происходит при нарушении сплошности потока жидкости, когда образуются воздушные пузырьки, которые, разрываясь вблизи поверхности детали, приводят к многочисленным гидравлическим ударам жидкости о поверхность металла. Такому изнашиванию подвержены детали двигателя, контактирующие с охлаждающей жидкостью: внутренние полости рубашки охлаждения блока цилиндров, наружные поверхности гильз цилиндров, патрубки системы охлаждения.
Электроэрозионное изнашиваниезаключается в эрозионном изнашивании поверхностей деталей в результате воздействия электрических разрядов, возникающих, например, между электродами свечей зажигания или контактами прерывателя.
Абразивная эрозия возникает при механическом воздействии на поверхности деталей абразивных частиц, содержащихся в жидкостях (гидроабразивная эрозия) и (или) газе (газо-абразивпая эрозия). Наиболее часто она наблюдается на наружных деталях кузова автомобиля (арки колес, днище и т. п.).
Изнашивание при заедании происходит в результате схватывания, глубинного вырывания материала деталей и переноса его с одной поверхности на другую, что приводит к появлению на рабочих поверхностях деталей задиров, и становится причиной заклинивания и разрушения деталей. Такое изнашивание происходит при возникновении местных контактов между трущимися поверхностями, на которых вследствие чрезмерных нагрузок и скорости движения, а также недостатка смазочного материала происходит разрыв масляной пленки, сильный нагрев и «сваривание» частиц металла. В результате этого, например, происходит заклинивание коленчатого вала и проворот вкладышей при нарушении работы смазочной системы двигателя.
Изнашивание при фретинге — механическое изнашивание соприкасающихся поверхностей деталей при малых колебательных движениях. Если при этом под воздействием агрессивной среды на поверхностях сопряженных деталей возникают окислительные процессы, то происходит коррозия. Данный вид изнашивания может происходить, например, в местах контакта вкладышей шеек коленчатого вала и их постелей в блоке цилиндров и крышках подшипников.
Пластическая деформация — остаточная деформация без макроскопических нарушений сплошности материала, образующаяся в результате воздействия силовых факторов. Пластическая деформация — остаточная деформация после снятия нагрузок.
Усталостное разрушение возникает при циклических нагрузках, превышающих предел выносливости материала: возникают макроскопические нарушения сплошности материала, образуются трещины, приводящие к разрушению детали. Усталостное разрушение наблюдается у рессор и полуосей при длительной эксплуатации автомобиля в экстремальных условиях (продолжительные перегрузки, экстремальные температуры окружающей среды).
Коррозияявляется результатом химического или электрохимического воздействия агрессивной средой на поверхность детали, приводящего к окислению металла. Причиной коррозии деталей автомобилей являются соли, используемые на дорогах в зимнее время года, отработавшие газы, содержащие большое количество вредных веществ, влата, скапливающаяся в скрытых полостях и нишах.
Старение— изменение физико-химических свойств материалов под действием кислорода, света, теплоты, радиации и других факторов. Так, в результате старения резинотехнические изделия теряют эластичность и растрескиваются. Топлива, смазочные и другие эксплуатационные материалы окисляются, в результате чего изменяется их химический состав и ухудшаются эксплуатационные свойства.
На техническое состояние автомобиля существенное влияние оказывают следующие факторы:
• дорожные условия (категория дороги, величина уклонов, число и радиусы поворотов);
• условия движения (интенсивность движения, скорость);
• климатические условия (температура окружающей среды, влажность, ветра, солнечная радиация);
• окружающая среда (морской воздух, антигололедные покрытия дорог);
• условия эксплуатации (загруженность).
Мероприятиями, уменьшающими изнашивание деталей автомобиля, являются:
• своевременная смена защитных чехлов и фильтров;
• проверка крепежных соединений и своевременное выполнение регулировочных работ (регулировка клапанов и натяжения цепей, установки колес, подшипников ступиц колес и т. п.);
• смазочные работы (замена и доливка масла);
• восстановление защитного покрытия днища кузова.
Для уменьшения коррозии кузова автомобиля необходимо поддерживать чистоту и следить за состоянием лакокрасочного покрытия, своевременно восстанавливать его и выполнять противокоррозионную обработку скрытых полостей.
Для предотвращения усталостных разрушений и пластических деформаций следует строго соблюдать правила эксплуатации автомобиля, не допускать его работы на предельных режимах и перегрузок.
В процессе эксплуатации автомобиль может быть:
Источник статьи: http://helpiks.org/8-17553.html
Основные характеристики изнашивания деталей автомобиля
Виды, методы и системы ремонта автомобилей
При эксплуатации автомобили подвергаются различным внешним воздействиям, под влиянием которых их надежность снижается из-за появления неисправностей. В результате этого рабочие процессы в автомобиле либо нарушаются, либо становятся невозможными.
Характеристика вредных процессов, вызывающих потерю работоспособности автомобиля
При эксплуатации автомобилей процессы, вызывающие повреждения и разрушения деталей, именуют вредными. Повреждение детали – это частичная потеря ею служебных свойств. Разрушение – это всякий протекающий в материале или на его поверхности процесс, приводящий невозможности выполнения деталью заданных функций. К вредным процессам относятся: изнашивание рабочих поверхностей деталей вследствие трения, разрушение повреждение деталей под действием различных нагрузок (пластическое деформирование, излом, усталость металла, тепловое и электроэрозионное разрушение), под действием химически активных сред (химическая и электрохимическая коррозия потеря сообщенных детали служебных свойств (размагничивание и др.), полностью ликвидировать вредные процессы нельзя. Замедлить их протекание можно путем проведения технического обслуживания и текущих ремонтов.
Виды изнашивания деталей автомобиля
Изнашивание – это процесс постепенного изменения размеров и формы. тела при трении, проявляющийся в отделении с поверхности материала и в его остаточной деформации. Износ обычно выражается в линейных единицах, а иногда – в единицах массы.
Виды трения
Сухое трение. Это трение движения двух твердых тел без смазки на соприкасающихся поверхностях. Оно может быть получено в чистом виде в условиях абсолютного вакуума, т.е. при отсутствии воздействия окружающей среды. В практике к условиям сухого трения несколько приближается работа звеньев гусениц на песчаном сухом грунте.
Граничное трение – это. трение .движения двух твердых тел, имеющих на своих поверхностях незначительный слой смазочного материала (порядка 0,1 мкм), обладающего свойствами, отличающимися от объемных свойств жидкостей при жидкостном трении.
Жидкостное трение – явление сопротивления относительному перемещению, возникающее между двумя трущимися телами, разделёнными слоем смазочного материала, в котором проявляются его объемные свойства.
Виды изнашивания
Изнашивание подразделяется на три основные группы:
Механическое изнашивание подразделяют на абразивное и усталостное.
Абразивное изнашивание – это процесс, при котором трущиеся поверхности разрушаются в результате царапающего или режущего действия твердых тел или частиц. Разновидностью абразивного изнашивания является гидро- и газоабразивное изнашивание, когда износ происходит в результате воздействия твердых частиц, увлекаемых соответственно потоком жидкости или газа. Разновидность механического изнашивания – кавитационное изнашивание поверхности при относительном движении твердого тела в жидкости в условиях кавитации. Гидравлический удар образует каверны диаметром 0,1 – 1,2 мм.
Усталостное изнашивание поверхности трения или отдельных ee участков является следствием многократного деформирования микрообъемов материала, приводящего к возникновению трещин и от делению с поверхностного слоя частиц материала. Основной показатель усталостного изнашивания – глубина деформируемого слоя на поверхности трения. Усталостное изнашивание возможно как при трении качения, так и при трении скольжения и зависит от удельного давления в сопряжении, свойств материала детали и частоты циклов нагрузки.
Молекулярно-механическое изнашивание подразделяют на адгозионное и избирательный перенос.
Адгезионное изнашивание происходит в связи с возникновением на отдельных участках контактирующих поверхностей молекулярных (адгезионных) взаимодействий, силы которых превосходят прочность связей поверхностного слоя материала с основным материалом детали. К адгезионному изнашиванию склонны пары с металлическими поверхностями. Адгезионное изнашивание выражается в глубинном вырывании материала и переносе его с одной поверхности на другую, что приводит, как правило, к заеданию деталей.
Изнашивание в условиях избирательного переноса также характеризуется атомарными явлениями в зоне контакта и наблюдается, например, при трении металлополимерных пар, когда полимер переносится на поверхность металла, образуя на ней мономолекулярный слой. Образование в данном случае прослойки благоприятно сказывается на фрикционных характеристиках пары и приводит к резкому уменьшению интенсивности изнашивания.
Коррозионно-механическое изнашивание подразделяют на окислительное и изнашивание при фреттинг-коррозии.
Окислительное изнашивание возникает при наличии на поверхности трения защитных пленок, образовавшихся в результате взаимодействия материала детали с кислородом. Возникновение оксидных пленок не исключает, а ускоряет усталостное разрушение материала, так как в результате взаимодействия кислорода и металла образуются слои с повышенной хрупкостью, ускоряющей разрушение материала.
Изнашивание при фреттинг-коррозии происходит в процессе малых колебательных относительных перемещений контактирующих металлических поверхностей в результате периодических деформаций или вибраций элементов конструкции. Этот вид изнашивания характерен для поверхностей деталей в неподвижных соединениях, воспринимающих вибрационные нагрузки (например, наружные поверхности наружных колец шарико- и роликоподшипников, поверхности отверстий в корпусах подшипников, в заклепочных соединениях, работающих при вибрационной нагрузке и др.).
Основные характеристики изнашивания деталей автомобиля
Линейный износ U – это изменение размера детали (образца) в результате изнашивания в направлении, перпендикулярном поверхности трения.
Скорость изнашивания g=dU/dt – отношение износа к времени изнашивания. По скорости изнашивания можно судить о долговечности детали.
Интенсивность изнашивания j = dU/dS отношение износа к пути трения, на котором происходило изнашивание, или к объёму выполненной работы, например, к наработке машины в кубических метрах вынутого грунта (если это экскаватор).
Износостойкость – свойство оказывать сопротивление изнашиванию при определенных условиях трения. Износостойкость оказывался величиной, обратной скорости или интенсивности изнашивания.
Относительная стойкость – отношений износостойкости данного материала и материала, принятого за эталон, при их изнашивании в одинаковых условиях.
Дата добавления: 2016-08-23 ; просмотров: 5225 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Источник статьи: http://poznayka.org/s56205t1.html