Основні поняття і визначення. Класифікація видів зношування

Зношуванням називається процес поступової зміни розмірів тіла при терті, що проявляється у відділені з поверхні тертя матеріалу і (або) його залишкової деформації.

Сам акт руйнування – явище надзвичайно рідке, і місце його виникнення передбачити неможливо. Руйнування локалізується в рисунокому об’ємі матеріалу, який видаляється із зони тертя у вигляді частинок зносу.

Знос є результатом зношування, який вимірюється в одиницях довжини, об`єму, маси. Знос деталей і вузлів тертя приводить до погіршення функціональних показників машини і, як правило, регламентує її ресурс. В результаті зносу порушується кінематична точність механізмів, знижується продуктивність, збільшуються витрати на ремонт машини, затрати енергії на виробництво кінцевої продукції, появляється непередбачені розрахунком додаткові навантаження, вібрації, шум.

Інтенсивність лінійного зносу І_h представляє собою товщину зношеного шару Dh, що відноситься на одиницю шляху тертя L_T

. (5.1)

Інтенсивність лінійного зносу може бути визначена і по зміні маси або об’єму зношуваного тіла:

; , (5.2)

де А_Т – площа поверхні зношуваного елемента;

– густина зношуваного матеріалу;

L_Т – шлях тертя;

– зміна лінійних розмірів зношуваного тіла в напрямку, нормальному до поверхні;

– зміна об’єму і маси зношуваного тіла (абсолютний знос).

Всі три формули дозволяють різними методами визначити одну і ту ж величину – інтенсивність лінійного зносу – це безрозмірна величина і її числове значення не залежить від вибору системи одиниць.

Взявши першу похідну по часі від абсолютного лінійного зносу, знайдемо швидкість зношування:

(5.3)

Де v=dL/dt – швидкість відносного переміщення елементів пари тертя.

З формули (5.3) можна зробити висновок, що в процесі зношування матеріалу інтенсивність зношування може змінюватися на протязі часу.

Під зносостійкістю розуміють властивість матеріалу, чинити опір зношуванню в певних умовах тертя. Оцінюється величиною оберненою до інтенсивності зношування.

Значення зносостійкості на практиці коливається в межах И = 10³…10¹³. Встановлено десять класів зносостійкості виробів – від 3 до 12 у відповідності з показником степені (таблиця 5.1). В таблиці 5.2 приведені значення зносостійкості найбільш типових вузлів третя.

 

 

Таблиця 5.1 - Класи зносостійкості

Клас	Зносостійкість
	103…104 104…105 105…106 106…107 107…108 108…109 109…1010 1010…1011 1011…1012 1012…1013

 

Таблиця 5.2 - Зносостійкість деяких трибоспряжень

Вузол тертя	Клас
Циліндр – поршень автомобіля Циліндр – поршень компресора Напрямні токарно-гвинторізного верстата Колодкове гальмо Дискове гальмо Підшипник ковзання Зубчаста передача Різці Калібри	12…11 10…9 7…6 10…6 8…5 8…5 11…10

 

Якщо площа тертя в процесі зношування залишається незмінною, наприклад на ділянці стаціонарного зносу, то доцільно користуватись поняттями: інтенсивність зношування по масі

, (5.4)

або інтенсивність зношування по о б’єму

. (5.5)

Між інтенсивностями лінійного, об’ємного і масового зносу існує взаємозв’язок:

. (5.6)

Приведемо приклад, обчислення лінійного зносу наприкінці експлуатаційного терміну в парах тертя: корінний підшипник-вкладка і поршень-циліндр. При шляховому ресурсі в 100000 км і середньої швидкості 50 км/год часовий ресурс складає 2000 год. Якщо прийняти частоту обертання колінвала n=3000 хв^-1 і діаметр шийки вала 60 мм, лінійна швидкість складає V=pdn/60=10 м/с. Шлях тертя L=V×t = 7,2×10⁷м. Для 12-го класу зносостійкості I=U^-1=10^-12, а розмір лінійного зносу Dh=L×I=0,072 мм.

Для пари поршень-циліндр при ексцентриситеті колінвала 75 мм, шлях поршня за 1 оберт складе L₁=4×75=300 мм. Шлях за 1 хвилину - L_хв=3000×0,3 = 900 м. Шлях за 2000 год - L@1,1×10⁸ м. Величина лінійного зносу до кінця терміну експлуатації досягне величини Dh = 0,1 мм.