Файл: Изнашивание.ppt

Кафедра: Сервиса и технической эксплуатации автомобиля Преподаватель: доц. каф. СТЭА А.А. Яценко


Изменение технического состояния обусловлено работой узлов механизмов, случайными причинами, а также воздействием внешних условий работы и хранения автомобиля. К случайным причинам относятся скрытые дефекты, перегрузки конструкции и т.п.
Основными процессами, вызывающими изменение технического состояния деталей и автомобиля в целом, являются изнашивание, пластическая деформация, усталостное разрушение, коррозия, физико-химические изменения материала деталей.


Изнашивание - это процесс разрушения поверхностных слоев трущихся тел, приводящий к уменьшению их размеров в направлении, перпендикулярном поверхности трения.
Процесс изнашивания возникает под действием трения, зависящего от материала и качества обработки поверхностей, смазки, нагрузки, скорости относительного пере­мещения поверхностей и теплового режима работы сопряжения.
Результат изнашивания, определяемый в установленных единицах (например, мкм/км), называется износом.


При постоянных условиях трения выделяют три стадии протекания изнашивания:
на первой стадии происходит приработка поверхностей контакта (разрушение наиболее «уязвимых» микронеровностей и образование «равновесной» шероховатости);
затем наступает период установившегося изнашивания (вторая стадия), характеризующийся минимальной интенсивностью изнашивания для заданных условий трения;


третья стадия - катастрофический износ , резкое уменьшение размеров сечения детали.
Для количественного описания процесса изнашивания и его результата износа используют ряд показателей:
интенсивность изнашивания - отношение оценки износа детали к пути трения, затраченной работе или технической наработке (например, в километрах пробега автомобиля); если в результате изнашивания при суммарном взаимном смещении деталей (пути трения) на величину L с её поверхности удалён слой толщиной h, то интенсивность изнашивания Jh=h/L;


4.1 Закономерности изменения технического состояния автотранспортных средств при их эксплуатации


скорость изнашивания (средняя) - отношение оценки износа ко времени, в течение которого происходило изнашивание;

---

предельный износ детали (узла) - величина износа, при котором дальнейшая эксплуатация детали (узла) невозможна, неэконо­мична или недопустима по соображениям надёжности.


4.1 Закономерности изменения технического состояния автотранспортных средств при их эксплуатации


Обычно в эксплуатации выделяют абразивное, усталостное, коррозийнно-эрозионное, окислительное, электроэрозионное, а также изнашивание при заедании, фретинге и фретинг-коррозии.
Изнашивание абразивное, эрозионное, усталостное и при фретинге относится к механическому виду изнашивания, а окислительное и при фретинг-коррозии - коррозионно-механическому.


4.1 Закономерности изменения технического состояния автотранспортных средств при их эксплуатации


Абразивное изнашивание является результатом срезания и пластического деформирования микронеровностей поверхностей контакта твёрдыми посторонними частицами при относительном перемещении сопряжённых поверхностей.
Такие частицы, попадая извне в виде пыли и песка между трущимися деталями (например, тормоз­ными накладками колодок и барабанами) или в смазочные материалы открытых узлов трения (шкворневые соединения, рессорные шарниры), резко увеличивают их износ.


4.1 Закономерности изменения технического состояния автотранспортных средств при их эксплуатации


Удаление частиц с поверхности при изнашивании происходит при однократном или многократном воздействии абразивного тела.
В результате изнашивание идёт в форме процесса микрорезания либо в виде усталостного повреждения (малоциклового - при упругопластическом деформиро­вании, собственно усталостного - при многоцикловом воздействии).
Для уменьшения абразивного изнашивания снижают уровень абразивного воздействия, повышают поверхностную твёрдость материалов деталей (закалкой, поверхностным пластическим деформированием, напылением порошков карбидов).


4.1 Закономерности изменения технического состояния автотранспортных средств при их эксплуатации


Эрозионное изнашивание происходит в результате воздействия потока жидкости и (или) газа.
Такому изнашиванию на автомобилях подвержены рабочие поверхности тарелок выпускных клапанов двигателя, жиклёры карбюратора.


4.1 Закономерности изменения технического состояния автотранспортных средств при их эксплуатации


Поверхностное усталостное изнашивание представляет собой изнашивание вращающихся или скользящих относительно друг друга криволинейных поверхностей.

---

В результате действия циклических контактных напряжений на небольшой глубине у поверхности воз­никают микротрещины, их развитие приводит к отделению от поверхности детали частиц металла и появлению небольших ямок, раковин.


4.1 Закономерности изменения технического состояния автотранспортных средств при их эксплуатации


Усталостное выкрашивание - питтинг (от англ. pit - яма, углубление) является распространённым видом повреждения рабочих поверхностей зубьев колёс, подшипников и др.
Для повышения со­противления материала усталостному изнашиванию необходимо в первую очередь увеличивать твёрдость поверхностей контактирующих деталей.


4.1 Закономерности изменения технического состояния автотранспортных средств при их эксплуатации


Изнашивание при заедании происходит в результате схватывания, глубинного вырывания материала, переноса его с одной поверхности на другую и воздействия возникших неровностей на сопряжённую поверхность.
Оно приводит к задирам, заклиниванию и разрушению механизмов.
Такое изнашивание обусловливается наличием местных контактов между трущимися поверхностями, на которых вследствие больших нагрузок и скоростей происходят разрыв масляной пленки, сильный нагрев и «сваривание» частиц металла.


4.1 Закономерности изменения технического состояния автотранспортных средств при их эксплуатации


При дальнейшем относительном перемещении поверхностей происходит разрыв связей.
Типичный пример - заклинивание коленчатого вала при недостаточной смазке.
Наиболее эффективными средствами предотвращения заедания являются смазочные материалы, а также покрытия, окисные плёнки.
Смазочный материал (смазки, масла и др.) уменьшает коэффициент трения и препятствует образованию металлического контакта и мостиков (точек) сварки.


4.1 Закономерности изменения технического состояния автотранспортных средств при их эксплуатации


Окислительное изнашивание происходит в результате сочетания механического изнашивания и агрессивного воздействия среды, под действием которой на поверхности трения образуются непрочные плёнки окислов, снимающиеся при механическом трении, а обна­жающиеся поверхности опять окисляются.
Такое изнашивание на­блюдается на деталях цилиндропоршневой группы, гидроусилителей, тормозной системы с гидроприводом.


4.1 Закономерности изменения технического состояния автотранспортных средств при их эксплуатации

---

Изнашивание при фретинге - это механическое изнашивание со­прикасающихся деталей при малых колебательных движениях (амплитуда от 0,025 до 2,5 мм).
Фретинг обычно наблюдается в местах соединений, там, где движения не должно быть, но в результате действия вибрационных нагрузок или деформаций незначительные циклические смещения всё таки есть.
Обычно отколовшиеся при фретинге частицы материала задерживаются между контактирующими поверхностями, поскольку относительные смещения их малы.


4.1 Закономерности изменения технического состояния автотранспортных средств при их эксплуатации


Если при этом трущиеся детали вступают в химическое взаимодействие со средой, например, воздухом, то происходит изнашивание при фретинг-коррозии.
Такое изнашивание наблюдается в местах контакта вкладыша шеек коленчатого вала и постели в картере и крышке.
Для защиты от фретинг-коррозии используют различные методы поверхностного упрочнения зон контакта: наносят мягкие гальванические покрытия, напыляют тефлоновые и резиновые плёнки и т.п.


4.1 Закономерности изменения технического состояния автотранспортных средств при их эксплуатации


Электроэрозионное изнашивание проявляется в эрозионном изна­шивании поверхности в результате воздействия разряда при прохождении электрического тока, например, между электродами свечи зажигания.


4.1 Закономерности изменения технического состояния автотранспортных средств при их эксплуатации


Пластическая деформация и хрупкое разрушение. Такие повреждения связаны с достижением или превышением пределов текучести или пределов прочности соответственно у пластичных или хрупких материалов.


4.1 Закономерности изменения технического состояния автотранспортных средств при их эксплуатации


Обычно эти виды повреждения являются следствием либо ошибки при расчетах, либо нарушений правил эксплуатации (перегрузки, неправильное управление автомобилем, дорожно-транспортные происшествия и т.п.).
Иногда этим повреждениям предшествует механическое изнашивание, приводящее к изменению геометрических размеров и снижению запасов прочности детали


4.1 Закономерности изменения технического состояния автотранспортных средств при их эксплуатации

---

Усталостное разрушение.
Этот вид разрушения возникает при циклическом приложении нагрузок, превышающих предел выносливости детали.
Разрушение происходит посредством зарождения и распространения трещины, которая после достижения некоторого критического размера становится неустойчивой и быстро увеличивается, вызывая разрушение.


4.1 Закономерности изменения технического состояния автотранспортных средств при их эксплуатации


Нагрузки и деформации, при которых обычно происходит усталостное разрушение, намного ниже тех, которые приводят к разрушению в статических условиях.
Как правило, усталостное разрушение наблюдается в экстремальных условиях эксплуатации автомобиля (длительные перегрузки, низкие или высокие температуры) урессор, полуосей, рамы.


4.1 Закономерности изменения технического состояния автотранспортных средств при их эксплуатации


Коррозия. Это явление происходит вследствие агрессивного воздействия среды на детали, приводящего к окислению (ржавлению) металла и, как следствие, к уменьшению прочности и ухудшению внешнего вида.
Активными агентами внешней среды, вызывающими коррозию, являются соль (посыпают дороги зимой), кислоты (содержатся в воде и почве), а также компоненты, входящие в состав отработавших газов автомобилей, и их химические соединения.
Коррозия поражает детали ку­зова, кабины, рамы.


4.1 Закономерности изменения технического состояния автотранспортных средств при их эксплуатации


Для деталей кузова, расположенных снизу, корро­зия сопровождается абразивным изнашиванием в результате воздейст­вия на поверхность при движении автомобиля абразивных частиц - песка, гравия.
Сильно способствует коррозии сохранение влаги на металлических поверхностях, в том числе под слоем дорожной грязи, что особенно характерно для всякого рода скрытых полостей и ниш.


4.1 Закономерности изменения технического состояния автотранспортных средств при их эксплуатации


Коррозия способствует усталостному изнашиванию и разрушению, так как создает на поверхности металла концентраторы напряжения в виде коррозионных язв.
Такой вид разрушений наблюдается, например, в местах сварки, крепления кронштейнов рессор.


4.1 Закономерности изменения технического состояния автотранспортных средств при их эксплуатации

---