Молекулярно-механическое изнашивание также подразделяется на следующие подвиды: адгезионное и тепловое.

Адгезионное изнашивание происходит вследствие молекулярного взаимодействия между контактирующими поверхностями и проявляется в схватывании материалов этих поверхностей, приводящем к появлению на поверхностях рисок, задиров.

Тепловое изнашивание обусловлено нагревом поверхностных участков трущихся поверхностей до высоких температур, приводящим к структурным изменениям в зоне контакта и контакт-ному схватыванию с последующим разрушением мест схватывания.

Интенсивность изнашивания сопряженных поверхностей деталей машин при их относительном перемещении в значительной степени зависит от условий контактного взаимодействия этих поверхностей и, в частности, от характера смазки, контактного давления, скорости скольжения, качества поверхностей трения.

По характеру смазки различают трение следующих видов: жидкостное, когда поверхности трения совершенно отделены друг от друга слоем смазки; трение при неполной или несовершенной смазке, когда трущиеся поверхности частично соприкасаются своими выступами; твердое (сухое) трение, т.е. трение поверхностей без смазки.

Трение при неполной или несовершенной смазке, в свою очередь, подразделяется на три подвида: полужидкостное; полусухое; граничное или молекулярное трение.

Классификация и сущность методов измерения износа поверхностей трения

Наиболее распространенные методы измерения износа можно разделить на четыре группы: методы микрометража, методы искусственных баз, интеграль­ные методы, методы радиоактивных индикаторов.

 

Методы микрометража основаны на непосредственном изме­рении деталей до и после работы приборами для линейных измерений (микро­метры, индикаторы и др.). Недостатком этих методов является затруднитель­ность организации непрерывного (в процессе эксплуатации) измерения износа; для измерения износа узел машины должен быть разобран, а повторные разборка и сборка нарушают приработку деталей, ухудшают условия их работы. Методы микрометража трудоемки и требуют значительного времени испытания, так как при малых значениях износа погрешности приборов часто соизмеримы с величиной износа.

 

Методы искусственных баз заключаются в том, что на по­верхности, износ которой исследуется, наносят углубление в виде пирамиды или дугообразной лунки (рис. 2.25, а, б).

 

Ось углубления должна быть напра­влена нормально к поверхности износа. По уменьшению размеров периметра углубления судят о величине износа. Углубление наносится вдавливанием алмазной четырехгранной пирамиды, которая применяется для измерения твердости. При измерении износа более мягких металлов можно применять пирамиды из твердых сплавов, или стальные закаленные пирамиды.

 

Следует измерять диагональ, расположенную перпендикулярно к направле­нию скольжения, так как в направлении скольжения образуются риски износа, которые могут затруднить определение конца
диагонали.

 

В практике наиболее широко применяется нанесение дугообразной лунки вращающимся резцом (см. рис. 2.25,6). Если резец хорошо заточен, почти полностью исключается местное выпучивание металла по периметру лунки, что неизбежно при вдавливании пирамиды в металл.

 

Интегральными методами можно определить лишь суммар­ный износ детали по поверхности трения. К этой группе относится взвешивание детали для фиксирования потери в весе.

 

Количество изношенного металла можно установить по его содержанию в масле. Современные методы количественного анализа позволяют с высокой ' точностью определить очень малые количества частиц износа в пробе масла. Из картера исследуемого узла машины через установленную наработку (время работы, объем выполненной работы) отбирают пробы масла и по количеству продуктов износа металла в масле судят об интенсивности износа деталей в узле. Таким образом, можно построить кривую интенсивности изнашивания по нара­ботке. Очевидно, что этот эффективный и высокочувствительный метод не может быть использован для исследования износа какой-либо определенной детали (тем более, какого-либо участка ее поверхности). Он широко применяется для исследования качества новых масел и смазок.

 

Наиболее современными являются методы радиоактивных индикаторов. Их значительное усовершенствование в настоящее время дает возможность определить износ даже отдельных участков деталей в про­цессе их работы. В принципе этот метод заключается в том, что в материал исследуемой детали вводится радиоактивный изотоп. Вместе с продуктами из­носа в масло попадают атомы радиоактивного изотопа в количестве пропорцио­нальном величине износа. По интенсивности его излучения в пробе масла судят о величине износа.

 

Применяют различные методы активирования деталей: введение радио­активного изотопа в металл при плавке; нанесение радиоактивного электро­литического покрытия; установка радиоактивных вставок; облучение ней­тронами.

 

Методы радиоактивных индикаторов очень чувствительны. Например, для получения достаточно надежных данных об интенсивности изнашивания основ­ных деталей компрессоров или ДВС можно ограничиться продолжительностью испытания 5—10 ч при общем их ресурсе в несколько тысяч часов.

 

Требования и типовые сочетания материалов для различ пар трения.

 

Опыт эксплуатации машин позволяет выделить группы типовых сочетании материала для различных пар трения:

 

1) сталь-антифрикционный цветной сплав, например сочетание термообработанного цементированной закаленной стали в паре с бронзами на основе полого, цинк, свинца, алюминия, применяют для подшипника скольжения различных типов червячной пары, сопряженных «ходовой винт гайки».

 

2) сталь-антифрикционный чугун. Применяется при не высоких скоростях трения (зубчатых и цепных пар передач, диски фрикционных муфт и тормозов, подшипника и направляющего качения).

 

3) металл-полимерный материал. Сюда относиться зубчатые червячные передачи, винтовые. При выборе полимерных материалов надо учитывать: а) положительные свойства: лучшие восприятие ударной нагрузки и коррозионно-сть б) отрицат свойства: низкая жесткость, малая теплопроводность.

 

4) спец. сталь-абразивная среда. Спец. сталь это высокопрочная сталь (хромистые, марганцевые), используют для деталей в контакте с почвой (звенья гусениц, лопаты турбин).

 

5) сталь или чугун-фрикционный сплав. Применяется для тормозных устройств, где требуется обеспечение значительного трения на сопряженных поверхностях. Также приемленно сочетание сталь-серый чугун (при работе ж/д тормозных колодок), от них требуется высокая теплостойкость, т.к. при торможение температура достигает 1000⁰С и выше.

 

6) сталь-самосмазывающий материал (используется для подшипника скольжения с ограниченной внешней смазкой, когда материал должен обеспечивать подачу смазки за счет своей структуры). Используется пористо-спеченные сплавы различные типы пластмасс, металлопластмасс.

Требования к выбору материалов

Материалы для изготовления элементов пар трения должны отвечать требованиям соответствующих нормативно-технических документов.

 

Выбор материалов для пар трения производится с учетом их стойкости в условиях воздействия технологической агрессивной среды, физико-механических и антифрикционных свойств, а также с учетом рационального использования и применения дефицитных коррозионностойких сталей и сплавов в тех случаях, когда это вызывается технологической и экономической целесообразностью и когда замена другими материалами не может быть допущена.