Виды изнашивания деталей
Виды изнашивания деталей автомобиля делятся на механические, коррозионно-механические и электроэрозионные. Детали автомобилей практически подвержены всем видам изнашивания.
Механическое изнашивание — это процесс разрушения поверхностей деталей под воздействием трения при наличии резания, царапания, деформаций, отслаивания и выкрашивания микрообъемов материалов деталей. Разновидностями механического изнашивания деталей автомобилей являются абразивное, гидро- и газоабразивное, эрозионное, усталостное.
Коррозионно-механическое изнашивание — это процесс разрушения поверхностей деталей в результате механического взаимодействия их поверхностей в химической или электролитической агрессивной среде. Коррозионно-механический износ возникает в деталях цилиндропоршневой группы вследствие выделения в цилиндрах из продуктов сгорания сернистой, серной, угольной, азотной и других кислот.
Электроэрозионное изнашивание — это процесс разрушения поверхностей деталей в результате воздействия электрических разрядов при прохождении электрического тока между двумя деталями.
В настоящее время советскими учеными открыт еще один вид износа деталей — водородный износ.
Водородное изнашивание — это процесс разрушения поверхности детали в результате выделения ионов водорода из соединений и воды при трении деталей, попадания их в микротрещины деталей и соединения ионов в молекулы водорода. При соединении ионов в молекулы происходит увеличение объема вещества. В результате этого в микротрещинах наблюдается отщепление частиц металла от детали. Механизм разрушения детали при водородном износе показан на рис. 6. Этот вид износа проявляется при трении следующих металлов: стали по бронзе; резины по стали; пластмассовых тормозных колодок по чугуну; стального вала по постели баббитового подшипника. Для уменьшения водородного износа деталей необходимо: применять смазочные материалы, исключающие образование в масле водородообразующих элементов, и вещества, поглощающие водород; правильно подбирать материалы деталей в сопряжениях.
Рис. 6. Механизм разрушения детали при водородном износе:
а — попадание в микротрещину детали смазки, в которой имеются молекулы органических веществ; б — отделение ионов водорода от молекул органических веществ; в — соединение ионов в атомы водорода; г — расклинивающее действие образовавшихся атомов водорода в микротрещине детали в результате увеличения их объема; д — отделение частички металла от детали в результате увеличения объема образовавшихся атомов водорода
По мере увеличения пробега автомобиля детали его изнашиваются и наступает такое состояние, когда резко снижается его производительность, а затраты на его эксплуатацию возрастают. Кроме того, возрастает опасность при его движении. Такое состояние автомобиля называется предельным. Его дальнейшая эксплуатация запрещается, автомобиль или его агрегаты направляются в капитальный ремонт.
Изнашивание и дефекты деталей — Камаз
В процессе эксплуатации автомобилей в результате работы механизмов и агрегатов происходит изменение размеров, формы деталей и снижение усталостной прочности их материалов.
При хранении автомобилей детали подвержены воздействию различных физико-химических процессов, в результате которых происходит коррозия деталей, изготовленных из металлов, снижение жесткости и появление деформации, преобразование структуры и ухудшение физико-механических свойств деталей (изготовленных из резины, пластмасс), стекла и лакокрасочных покрытий.
Процесс изменения размеров и формы деталей относительно исходных называется их изнашиванием. Нарушение целостности деталей (появление трещин и деформаций), ухудшение физико-механических свойств, отклонение размеров от требований технических условий принято называть дефектами деталей.
В результате изнашивания деталей и изменения физико-механических свойств их материалов ухудшаются рабочие характеристики сопряжений и агрегатов. Такое изменение состояния автомобиля называется старением.
Процесс изнашивания деталей связан с формой поверхности, получаемой при их изготовлении, и трением при работе деталей.
После изготовления поверхности деталей не являются абсолютно ровными. При обработке деталей на их поверхности образуются микронеровности. Величина микронеровностей зависит от вида и точности обработки деталей.
Профили поверхностей деталей, получаемых при различных видах механической обработки, показаны на рис. 5.
Рис. 5. Профили поверхностей деталей после различных видов механической обработки:
1 — резцом; 2 — хонинговальными брусками; 3 — прокатными валками, 4 — обкаткой шариком
При работе механизмов и агрегатов детали в сопряжениях перемещаются относительно друг друга. Между ними возникает трение. Трение — это явление сопротивления относительному перемещению, возникающему между деталями в зонах их соприкосновения. При трении выделяется тепловая энергия. Трение может быть следующих видов: покоя и движения; скольжения и качения; без смазки и со смазочным материалом.
При трении (изнашивании) происходит удаление тончайших слоев металла с поверхности детали в результате ее микрорезания, смятия отдельных микронеровностей, а также из-за ее пластической деформации.
