Факторы, влияющие на изнашивание деталей

На процесс изнашивания рабочих поверхностей деталей машин оказывают влияние различные факторы, которые можно разделить на две группы:

1) факторы, влияющие на износостойкость деталей;

2) факторы, влияющие на изнашиваемость деталей.

Под изнашиваемостью подразумевается свойство материала детали поддаваться изнашиванию. Изнашиваемость есть свойство противоположное износостойкости. Факторы влияющие на износостойкость деталей: качество материала детали и качество рабочей поверхности детали. К факторам влияющим на изнашиваемость детали относятся: вид трения сопрягаемых деталей; характер и величина удельных нагрузок на поверхности трения; относительные скорости перемещения трущихся поверхностей; форма и размер зазора между сопряженными поверхностями; условия смазки трущихся поверхностей; наличие. Размер и форма абразива, участвующего в процессе трения и физико-механические свойства абразива.

Качество материала детали характеризуется его физико-механическими свойствами (прочностью, твердостью, вязкостью), которые в свою очередь определяются химическим составом и структурой. Твердость оказывает наибольшее влияние на износостойкость материала. При выборе материала для деталей, работающих при удельной нагрузке, кроме твердости, следует учитывать ещё его вязкость во избежание повышения хрупкости. При изготовлении деталей бурового и нефтепромыслового оборудования, работающего в сложных условиях, широко применяются высокопрочные хромистые, хромоникелевые и другие легированные стали со значительной вязкостью.

На износостойкость металлов и сплавов большое влияние оказывает их химический состав и структура. Наиболее износостойкий сплав – сталь имеющая мелкозернистую структуру. Введение в состав стали добавок кремния, марганца, хрома, никеля, молибдена и вольфрама повышает износостойкость.

Следующим важным фактором, влияющим на износостойкость деталей машин, является качество поверхности трения после механической обработки. Качество обработанной поверхности характеризуется совокупностью геометрических параметров и физико-механических свойств поверхностного слоя материала (чистота, шероховатость поверхностей). На износостойкость поверхностей влияет способность материала детали смачиваться смазкой – способность удерживать на себе слой смазки определенной толщины.

Важнейшим фактором изнашивания является внешние механическое воздействие – вид трения (качение, скольжение) скорость относительного перемещения трущихся поверхностей, величина и характер давления при трении. Износ при трении качения меньше чем при трении скольжения. Удельные нагрузки также оказывают большое влияние на характеристики процесса в поверхностных слоях металла. С увеличением давления увеличивается площадь контакта трущихся поверхностей и интенсивность изнашивания.

Условиями, обеспечивающими минимальную интенсивность изнашивания, являются условия жидкостного трения, при котором сопряженные детали разделены масляным слоем. При соблюдении правильных геометрических форм деталей (вал-подшипник) давления внутри масляного слоя могут превышать в 2,5-3 раза передаваемые рабочие удельные нагрузки. Погрешности геометрической формы приводят к уменьшению несущей способности масляного слоя. Причинами погрешностей могут служить неточности обработки или сборки, изменения структурных параметров сопряжения в процессе работы механизма.

Литература:

Авербух и др. «Ремонт и монтаж бурового и НП оборудования».

Эксплуатация и ремонт машин и оборудования НиГ промыслов.

Лекция 5.