ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Износ деталей машин из "Монтаж, эксплуатация и ремонт холодильных установок" На поверхностях стальных деталей образующиеся окисные пленки содержат преимущественно окись железа (РезОд) и в меньшем количестве закись (РеО) и окись-закись (Рез04). При этом только закись растворима в железе, обладает хорошей адгезией и имеет малый коэффициент трения. В целом же образующаяся окисная пленка нерастворима в железе, значительно тверже его, хрупка и плохо связывается с металлом. Во время работы деталей она легко отделяется, открывая доступ кислорода к расположенному под ней металлу, отделившиеся частицы обладают абразивным действием и способствуют ускорению износа поверхностей. Аналогичными свойствами обладают окисные пленки других конструкционных материалов (кроме меди), используемых для изготовления компрессоров. [c.210] Добавлением в смазку машин присадок, содержащих органические соединения серы, хлора и фосфора, можно получить стойкие пленки сульфидов, хлоридов и фосфатов железа, обладающие антифрикционными свойствами и хорошо защищающие поверхность трения от разрушения. Однако вследствие избирательного действия присадок и возможного образования нежелательных побочных продуктов их применение ограничено. [c.210] По внешним признакам преобладающий окислительный износ выражается в появлении на рабочих поверхностях деталей матовых полос без заметного изменения чистоты поверхности. [c.210] Физические износы. Основными видами физического износа являются усталостный, осповидный, износ схватыванием металла на поверхностях, абразивный, эрозия. [c.210] Усталостный износ наблюдается у деталей, подверженных многократному действию знакопеременных или меняющихся по величине однозначных нагрузок. Под их действием во внешних слоях материала деталей возникают касательные напряжения, которые служат причиной образования поверхностных микротрещин. Последние разрастаются, переходят в макротрещины, после чего происходит полное разрушение (поломка) детали. [c.210] Микротрещины зарождаются в местах наибольшей концентрации напряжений надрезах, выточках, заусенцах, впадинах микрорельефа, местах инородных включений, на границах зерен металла. В компрессорах наиболее подвержены усталостным разрушениям пластины кольцевых, полосовых и пятачковых клапанов, а также пружины. [c.210] Осповидный износ является разновидностью усталостного. Возникает он при сухом и особенно при жидкостном трении качения и характеризуется образованием на периодически нагружаемых поверхностях трещин с последующим отслаиванием пленок толщиной от 0,005 до 0,2 мм. Места отслаивания пленок имеют вид оспин. [c.211] Основными причинами осповидного износа являются напряжения сжатия и сдвига, возникающие под действием усилий одновременного качения и скольжения шаровых или цилиндрических тел. [c.211] На рис. 81 приведена схема равных максимальных касательных напряжений, возникающих в толще металла, при вдавливании перекатывающегося цилиндра или шара. В верхних слоях металла, где сила давления превышает предел упругости, происходит пластическая деформация и смешение слоев (течение) материала нижние, менее нагруженные слои, подвергаются только упругому сжатию. [c.211] На границе слоев, подверженных пластической деформации и- испытывающих упругое сжатие в зоне максимальных касательных напряжений, в результате остаточных напряжений и усталости металла образуются микротрещины. Под влиянием напряжений сдвига микротрещины увеличиваются и выходят на поверхность. После этого происходит отслаивание пленок металла. Развитию микротрещин способствуют окислительные процессы и расклинивающее действие смазки, нагнетаемой давлением масляного слоя. [c.211] Осповидному износу подвержены детали подшипников качеция, рабочие поверхности зубьев шестерен. [c.211] Эти условия создаются в момент пуска машины, пока еще не образовался разделяющий детали смазочный слой, а также при перегрузке или неправильной смазке узлов, когда толщина смазочного слоя меньше суммарной высоты микронеровностей поверхностей трения. [c.212] Процесс разрушения начинается с пластической деформации поверхностей, которые при этом сглаживаются, их внешние слои уплотняются (образуется наклеп), находящиеся на поверхностях окисные пленки разрываются затем в местах контакта обнаженных участков происходит схватывание, т. е. образование молекулярных металлических связей под влиянием механических сил, действующих в узлах трения, эти связи разрушаются в наиболее слабых местах, при этом твердые частицы наклепанного слоя, оставшиеся на поверхности одной детали, разрушают более мягкие поверхности другой. В результате на поверхностях трения появляется множество рисок (борозд) различной глубины с рваными краями. [c.212] Изнашивание схватыванием, протекающее при высоких температурах контактируемых участков, называют также тепловым. Значительное локальное повышение температур происходит при относительно больших скоростях перемещения поверхностей и значительных удельных нагрузках. Время действия высоких температур (для стали 900°С и более) соответствует продолжительности контакта и измеряется долями секунды, однако этого времени бывает достаточно для образования металлических связей. При тепловом износе происходит размазывание металла по поверхностям, что сопровождается отрывом и уносом его частиц глубина повреждений отдельных мест достигает 0,08 мм. [c.212] Износ схватыванием при соответствующих условиях приводит к задирам поверхностей, т. е. аварийному износу узлов. В холодильных компрессорах этот износ характерен для поршней и цилиндров, подшипников верхних головок шатунов, шеек валов. Уменьшение износа схватыванием достигается правильным подбо -ром и использованием смазок, недопущением уменьшенных зазоров в узлах трения. [c.212] Абразивному износу в большей или меньшей мере подвержены поверхности всех узлов трения, больше изнашиваются узлы, смазка которых в процессе эксплуатации не фильтруется. Значительно уменьшают абразивный износ периодической промывкой узлов и своевременной заменой загрязненных смазок чистыми. [c.213] Эрозия — механическое разрушение (размывание, разъедание) поверхностных слоев материалов деталей перемещающимися с большой скоростью частицами газообразной, жидкой или твердой среды. Скорость разрушения прямо пропорциональна кинетической энергии движущихся частиц и шероховатости поверхности деталей. Эрозия протекает совместно с интенсивными окислительными процессами. [c.213] Большей сопротивляемостью эрозионному износу обладают высокопрочные вязкие материалы, например аустенитные марганцовистые стали. Предупреждают развитие эрозионного износа своевременным устранением неплотностей, возникающих в клапанах, запорной арматуре и т. п. [c.213] Некоторые особенности износа узлов трения, работающих в среде холодильных агентов. На условия работы узлов может оказывать влияние как сам агент, так и продукты его взаимодействия со смазкой и различными загрязнениями системы. [c.213] Вязкость масло-фреоновых смесей, заполняющих картеры холодильных компрессоров, снижается с повышением температуры и увеличением количества содержащегося в них фреона-12 и фреона-22. При влажном ходе компрессора в картер поступает смесь, содержащая фреон в жидкой фазе. Попадая в узлы трения с повышенной температурой, масло-фреоновая смесь вспенивается, при этом образуются разрывы масляного слоя и создаются благоприятные условия для износа схватыванием. Аналогичные явления вспенивания могут происходить при понижении давления в картере, например в период пуска компрессора, неправильной работы дроссельного органа, быстрого снижения температуры кипения. [c.213] Вернуться к основной статье