Механические виды изнашивания
Механические виды изнашивания
Абразивное изнашивание реализуется в условиях, когда в зону трения тел попадают (или образуются там) твердые частицы. Они могут разрушать как более мягкое тело, а также шаржируясь в нем, осуществлять разрушение и другого более твердого трущегося тела. Для абразивного изнашивания характерным является наличие дискретного контакта с очень высокой степенью концентрации напряжения в месте контакта частица трущееся тело.
Принято считать, что когда отношение глубины внедрения h частицы абразива в трущееся тело к ее радиусу закругления R бывает
меньше выражения
где касательное напряжение деформируемого материала; Т предел текучести,
то частица перекатывается по поверхности трения и результатом ее воздействия является пластическое передеформирование поверхностного слоя. Такой вид разрушения твердой поверхности осуществляется, например, при полировке. В том же случае, когда это равенство не выполняется, частица абразива осуществляет микрорезание трущегося тела. В реальных условиях частицы абразива, попадающие в зону трения твердых тел, являются полидисперсными, по-разному ориентированными и имеют разное углубление в поверхности трения твердых тел, а поэтому и воздействие абразива на степень изнашивания твердых тел представляет собой сложную картину. Характерным при этом является то, что такая комплексная характеристика, как относительная износостойкость материалов (представляющая собой отношение некоторого эталонного материала к испытуемым), при абразивном изнашивании бывает линейно связанной с твердостью материалов (рис. 7.2).
Виды изнашивания
Молекулярномеханическое изнашивание
Механическое изнашивание
Коррозионномеханическое изнашивание
При заедании
Абразивное
Гидрои газоабразивное
Окислительное
При фреттинге
Эрозионное
Усталостное
Водородное
Кавитационное
Фреттингкоррозия
Рис. 7.1. Виды и механизмы изнашивания твердых тел
Рис. 7.2. Зависимость относительной износостойкости при трении об абразивную поверхность от микротвердости технически чистых металлов и сталей в термически обработанном состоянии
Эрозионное изнашивание связано с воздействием на твердые тела потоков жидкости или газа, не засоренных абразивом Локальные потоки жидкости и газа бывают способными пластические и другие виды воздействия на твердые тела, а также их разрушение.
Газоабразивное изнашивание представляет собой комплексное воздействие на твердое тело газовой струи и абразивных частиц. Гидроабразивное изнашивание реализуется при воздействии на твердое тело потока жидкости и абразива.
Кавитационное изнашивание возникает в потоке жидкости, быстро движущейся с переменной скоростью, например, при обтекании препятствий, когда возникают разрывы сплошности жидкости с образованием каверн, заполненных паром. Затем каверны захлопываются и, если это происходит у поверхности детали, жидкость с очень большой скоростью ударяется о стенку. При многократном повторении этих процессов происходит разрушение поверхности твердых тел. Примерами этого вида изнашивания являются повреждения лопаток гидравлических турбин и насосов, подшипников скольжения, внешней поверхности цилиндров водяного охлаждения двигателей внутреннего сгорания и др.
Усталостное изнашивание возникает в результате многочисленного и упругого оттеснения материала. Этот процесс имеет скрытый латентный период, вследствие которого происходит накопление повреждений внутри металла. Поскольку твердые тела, в том числе и металлы, неоднородны, трещины возникают на несовершенствах структуры кристалла. При этом бывает некоторый инкубационный период развития субмикроскопических трещин до уровня микротрещин, период развития микротрещин до уровня макротрещин, а затем период развития макротрещин. И.В. Крагельский предложил оценивать этот вид
износа в виде уравнения
где k множитель, определяемый геометрической конфигурацией и расположением по высоте единичных неровностей на поверхностях (обычно близок к 0,2); Ра давление на номинальной площади Аа; Рr давление на фактической площади Аr; hглубина внедрения; R радиус единичной неровности; n число циклов, приводящих к разрушению деформируемого объема; коэффициент перекрытия
Обсуждение Основы триботехники
Комментарии, рецензии и отзывы