Абразивне зношування

Практична робота №1

Види зношування

Втомне зношування

Втомний знос відносится до недопустимих зносів. Виникає внаслідок втомного руйнування поверхневого шару матеріалу при багаторазовій дії навантаження, що приводить до зародження і поширенню всередині сильно деформованого шару тріщин, переважно паралельних поверхні, які викликають відділення у формі тонких лусочок матеріалу. Втомний знос характерний для роликів (кульок) в підшипниках кочення, залізничних коліс і рейок і т. д.

Рисунок 1 – Втомне зношуванння підшипника кочення

У разі втомного зношування необхідно піддавати зміцненню той шар, в якому відбувається руйнування. Якщо зміщнюєтся шар меншої глибини, то матеріал починає відшаровуватися на великих площах. Первинні ушкодження виникають в мікрооб'ємах, несприятливо орієнтованих відносно дії навантаження, переднапружених залишковими напруженнями і ослаблених місцевими дефектами. Поступово накопичуючись і підсумовуючись, локальні пошкодження дають початок загального руйнування деталі.

Абразивне зношування

Механічне зношування внаслідок дії твердих тіл або твердих частинок (абразивів), які ріжуть чи дряпають поверхню матеріалу. Абразивний знос може бути як допустимий так і не допустимим.

На абразивне зношування може впливати природа абразивних частин, агресивність середовища, властивості зношуваних поверхонь, ударна взаємодія, нагрів і ін. Загальним для абразивного зношування є механічний характер руйнування поверхонь.

Абразивні частинки можуть мати різноманітну форму і бути різним чином зорієнтовані відносно спряженої поверхні. Властивість абразивного зерна вдавлюватись в поверхню залежить не лише від співвідношення їх твердості, але й від геометричної форми зерна.

Для більшості металів твердість окисних плівок є більшою від твердості самих металів. Найбільшу твердість по шкалі Мопса має оксид алюмінію Al₂O₃ (твердість самого алюмінію порівняно Al₂O₃ є невеликою). Внаслідок цього, при терті алюмінію по сталі, окисні плівки, а також продукти руйнування цих плівок можуть викликати значний знос навіть дуже твердих сталей. М’який оксид практично не здійснює абразивного впливу на іншу поверхню. Абразивне зношування оксидами алюмінію зустрічається в парах тертя сталь-алюмінієвий сплав, при умові, що сталь покривається хромом (такі пари зустрічаються в деяких вузлах літаків, для зниження їх маси).

Рисунок 2 – Абразивне зношування в результаті прямого контакту з валом

3. Адгезійне зношування

Відбувається в результаті локального з’єднання двох твердих тіл, що труться, схоплення і глибинного виривання матеріалу з їх поверхневих шарів. Також може виникати при пробуксовуванні підшипника в наслідок перенавантаженння і недостатнього змащування. В результаті може бути пошкоджений сепаратор.

Причинами також можуть бути падіння тиску масла і істотне зниження несучої здатності масляного плівки через розрідження масла паливом або освіти водомасляного емульсії, а також збільшення масляного зазору при великому зносі або подплавке підшипника. Зазначені явища призводять до контактного зношування «метал по металу», при якому спочатку відбувається тертя по поверхневому шару, що супроводжується зростанням температур в зоні цього тертя, потім розм'якшення антифрикційних сплавів, їх утончування внаслідок видавлювання, їх оплавлення і наволокування на шийки валу.

Рисунок 3 – приклад адгезійного зносу