Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Изменение технического состояния машин и аппаратов в процессе эксплуатации.
При конструировании, испытании и серийном изготовлении машины ей придают способность выполнять возложенные на неё функции (работоспособность машины) и свойства, обеспечивающие длительное сохранение и экономически целесообразное восстановление работоспособности в процессе эксплуатации (надёжности машины). Всё это вместе взятое вырженное количественными показателями, может быть названо качеством новой машины. От начала эксплуатации и до момента списания машина выполняет большой объём полезной работы при непрерывном возэействии на неё неблагоприятных внутренних и внешних факторов (засорённость воздуха, тяжёлые атмосферные условия, многочисленные пусковые периоды, неравномерные силовые и температурные режимы работы и др.). Поэтому её техническое состояние неизбежно ухудшается или, как принято говорить, машина стареет.
1.2. Износ деталей оборудования 1.2.1 Виды износа В процессе эксплуатации оборудования происходит износ деталей, т.е. постепенное изменение формы, размеров и свойств материалов деталей. При этом увеличиваются зазоры в сопряжениях подвижных деталей и нарушается плотность посадок неподвижных деталей. Возникшие дефекты приводят к нарушению режима работы оборудования, и если вовремя не устранить его, оборудование может выйти из строя. Износ может быть: нормальный - нормальные условия работы деталей; аварийный - при нарушениях режима работы оборудования. Нормальный износ возникает из-за трения соприкасающихся деталей, ударной и переменной по величине и направлению нагрузки, а также вследствие теплового и химического воздействия среды на материал деталей при нормальных условиях эксплуатации оборудования. Аварийный износ - следствие дефектов конструкции, несоответствие материала деталей условиям работы, неудовлетворительного качества изготовления или сборки, нарушений режима работы оборудования, несвоевременного или некачественного ремонта и т.п. Различают 4 вида износа: 1) механический, 2) усталостный, 3) молекулярно-механический и 4) коррозионный. Косвенными признаками износа являются снижение показателей работы машины (например, напора H и Q производительность насоса или компрессора), появления вибраций, заклинивание и т.д.
Износ зависит от следующих факторов: качества металла трущихся поверхностей; чистоты обработки поверхностей; наличия и качества смазки деталей трущихся пар. Качество материала влияет на износостойкость пары трения, от него зависит интенсивность и характер пластических деформаций, усталостные явления, изменение структуры от Т и Р. Обработка - цементация, закалка, азотирование, ведущие к упрочнению поверхностных слоев деталей. Для уменьшения износа применяют специальные антифрикционные чугуны, баббиты, бронзы и др. материалы. Скорость износа пары сталь-сталь в 2-3 раза выше, чем сталь Х13 - чугун. С увеличением твердости материала износ детали уменьшается.
Характер износа деталей В процессе износа деталей можно выделить несколько периодов. (рис.1.1). Первый - период приработки - быстрый износ вследствие интенсивного разрушения микронеровностей, полученных при обработке детали. Рис. 1.1. Зависимость величины износа от продолжительности работы соединения: I - период приработки; II - период нормальной работы; III - период нарастающего износа.
Второй - период нормального износа, характеризующегося постоянной скоростью износа. Третий - период аварийного износа, возрастание износа. Зазор – d2 соответствует предельно допустимому. Численные значения d2 сочленений машин приводятся в тех-условиях на их ремонт. Скорость износа dд/dф (tgd < наклона к кривой износа). dд/dф = f(ф) в I-ый период уменьшается; II-ой – const; III-ий увеличивается. Рассмотренные методы описания износа относятся к узлам трения. Кривая износа является характерной для большинства трущихся деталей. В целом значительная часть деталей при длительной эксплуатации машины проходит все периоды износа. Для уплотнений манжет, плунжерных пар, сальников, сменных деталей - период аварийного износа на практике не достигается, т.к. потеря эксплуатационных качеств машины, в которую входят эти детали, происходит ещё в период нормального износа.
Значительные напряжения возникают в тех местах аппаратов, где из-за обилия штуцеров имеется большое число сварных швов (трещины, выпучины и т.д.).
1.2.3. Механический износ Механический износ - вызывается силами трения при скольжении одной детали по другой, находящихся под нагрузкой (рис.1.2). Трущиеся поверхности F деталей даже при тщательной обработке имеют неровности (0,05 - 0,1)мкм. Так как нагрузка на выступы и неровности велика, они подвергаются пластической деформации, срезу, скалыванию. В процессе эксплуатации поверхность контакта увеличивается (рис.1.3). Механический износ - называется абразивным, если между трущимися поверхностями F1 и F2 оказываются твердые частицы (продукты износа, пыль, частицы перерабатываемого материала и т.д.). В результате - царапины, бороздки, канавки - дополнительные концентраторы напряжений, ведущие к аварийному разрушению деталей. Рис.1.2. Рис.1.3. Поверхность контакта трущихся деталей. F << F1 + F2 , P1конт и P2конт>>Pнорм = q / F.
Механический износ проявляется также в пластической деформации деталей подверженны нагрузкам. Например, валы кроме износа трения подвергаются изгибу и кручению, шпонки и шпоночные пазы подвергаются пластической деформации вследствие перегрузки соединения, некачественной сборки, изготовления или появления ударных нагрузок на шпоночное соединение (рис.1.4). Рис.1.4 . Болтовые соединения находятся под статической нагрузкой – Рз - усилия затяжки. Величина нагрузки определяется усилием затяжки Рзат = const (рис.1.5). Так как в аппаратах Т и Р изменяются - это приводит к возникновению динамических нагрузок, под воздействием которых возникает усталость металла и удлинение болтов с искажением резьбы, приводящие к ослаблению прочности соединения, герметичности аппарата и т.д., что может вызвать пожар, взрыв, отравление (рис. 1.6). Рис.1.5. 1 - деталь; 2 - шайба пружинная; 3 - гайки; 4 - болт. Рис. 1.6. а - нормально статически; б - динамически.
Пластические деформации при тепловом воздействии связаны с ползучестью металла. Для углеродистых сталей ползучесть проявляется при Т > 375 0C, легированных при T > 420 0С. К механическим износам относятся также нарушения целостности детали, которая всегда связана с аварийным износом и приводит к аварийным последствиям. Причины нарушения целостности: 1) превышение [s]д; 2) действие неучтенных концентраторов [s] (царапины, канавки и т.д.); 3) большой разброс механических показателей металла; 4) качество изготовления, особенно качество термомеханических операций, сварочных и сборочных работ; 5) качество обслуживания, т.е. ремонта; 6) качество смазки. В химической промышленности наиболее часто нарушение целостности наблюдается у компрессоров - особенно поршневых. Нарушение целостности происходит при ремонте (пропарка емкостей на открытых площадках колонны при сливе воды после гидроиспытаний при закрытом воздушнике, так как в первом случае охлаждение приводит к снижению остаточного давления, во-втором возникает вакуум. Механический износ в аппаратах, не имеющих движущихся частей происходит за счет эррозии - т.е. за счет динамического воздействия движущейся среды. (рис. 1.7).
1.2.4. Усталостный износ Усталостный износ возникает под воздействием ударных и переменных по величине и направлению нагрузок. Характерная особенность - износ возникает при нагрузках значительно меньших [s]д предела прочности материала деталей. Под действием переменных нагрузок на поверхности деталей возникают микротрещины, возникают в местах царапин, надрезов, раковин, резких переходов от одного сечения детали к другому (при несоблюдении радиусов перехода) и в других местах, где концентрируются напряжения. В микротрещины попадает масло, под действием высокого давления Р они расклиниваются, их размер увеличивается, а это приводит к уменьшению поперечного сечения детали Рис. 1.7. а - Вентиляторы, насосы, компрессоры - лопасти подвергаются ударам капель, твердых частиц, кавитации; б - теплообменники - эррозионный износ трубного пучка; в - аппараты с кипящим слоем; г - бункера, транспортеры, ёмкости; д - трубопроводы - ударное воздействие на начальном участке потоков и завихрений жидкости, пара и т.д.
Усталостный износ наблюдается в зубьях шестерен в зоне начальной окружности зубьев (рис. 1.8). Усталостный износ возникает при перегрузке машин, нарушениях в режиме смазки, в результате некачественного изготовления деталей или ремонта. Рис. 1.8. 1.2.5. Молекулярно-механический износ Молекулярно-механический износ заключается в прилипании (схватывании) трущихся поверхностей, это явление наблюдается при большом Р и недостаточной смазке, когда поверхности сближаются столь близко (плотно), что начинают действовать молекулярные силы. Сущность этого явления заключается в следующем - молекулы, расположенные внутри тела, уравновешиваются окружающими их молекулами (рис. 1.9). Рис. 1.9.
Причиной истирания может быть молекулярный износ, при котором молекулярное соприкосновение на отдельных, особо нагруженных участках приводит к слиянию приваркой. При относительном движении поверхностей F1 и F2 места приварки разрушаются, и множество частиц отрывается от поверхности - в. При трении поверхности F1 и F2 также нагреваются. В результате аморфные слои приработанных поверхностей размягчаются, переносятся трущимися поверхностями F1 и F2 на определенное расстояние - S и, попав во впадины затвердевают. Молекулы находящиеся на поверхности, не уравновешены, обладают избытком энергии и образуют свободное силовое поле, в котором вступают во взаимодействие с окружающей средой или поверхностью другого тела.
Молекулярное взаимодействие проявляется схватыванием или заеданием поверхностей при трении. В результате на поверхностях появляются задиры, может произойти поломка деталей и заклинивание механизма.
1.2.6. Коррозионный износ Коррозионный износ появляется в результате химического или электрохимического воздействия на материал деталей веществ, перерабатываемых в машине или аппарате. Под влиянием коррозии поверхности деталей разъедаются, на них появляются трещины, раковины, металл теряет механическую прочность. Разнообразные причины, приводящие к поверхностному изнашиванию трением в кинематических парах, свидетельствует о том, что изнашивание связано со многими сложными процессами в поверхностных слоях трущихся тел, которые чаще всего протекают совместно.
Дефектация деталей.
|
||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-05-12; просмотров: 157; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.144.117.162 (0.02 с.) |