Виды износа деталей автомобиля

17.04.2017

13187

Как известно, ничего вечного нет, поэтому со временем разные детали автомобиля выходят из строя и их приходится менять. Причиной тому является износ деталей либо их дефекты.

Все дефекты автомобильных деталей можно разделить на три группы: конструктивные, производственные и эксплуатационные. К конструктивным дефектам относятся те, которые являются следствием ошибок, допущенных на этапе конструирования автомобиля. Производственные дефекты — это дефекты, возникшие в результате ошибок при изготовлении или ремонте транспортного средства. Что касается эксплуатационных дефектов, то они возникают либо по причине неправильного технического обслуживания, либо из-за естественного износа.

Причиной возникновения естественного износа деталей является постоянное трение между прилегающими поверхностями, а также усталость поверхностного слоя материалов. Естественный износ подразделяется на три вида: механический, молекулярно-механический и коррозионно-механический.

В свою очередь, механический износ включает в себя следующие группы износов:

1. Хрупкое разрушение. Оно свойственно тем деталям, которые в процессе эксплуатации транспортного средства испытывают на себе ударные нагрузки. В частности, хрупкое разрушение свойственно рабочим поверхностям головок клапанов: они под воздействием мощных пружин ударяются часто и с большой силой.




2. Пластическая деформация. Она возникает по причине воздействия существенных нагрузок на детали. Проявлением пластической деформации является то, что размер детали изменяется, но ее вес остается прежним. Чтобы было понятней, представьте себе знакомый с детства пластилин: когда вы его сминаете — происходит пластическая деформация. Что касается автомобиля, то пластической деформации подвергается, например, антифрикционный слой в подшипниках скольжения.




3. Абразивный износ.
   Он появляется по причине царапающего или срезающего воздействия твердых посторонних частиц (пыли, грязи, продуктов износа — мельчайших опилок, стружки, и т. п.) между соприкасающимися и трущимися поверхностями. Наиболее характерный пример абразивного износа — это износ поршней, цилиндров, деталей поршневой группы.




4. Усталостный износ.
   Многим знакомо такое физическое понятие, как «усталость металла». Данное явление возникает при длительной и сильной нагрузке на металл. Например, усталость металла можно наблюдать у железнодорожных рельсов, которые постоянно подвергаются мощному давлению со стороны проходящих поездов. Именно этим явлением и вызван усталостный износ деталей и механизмов в современных автомобилях. Например, он может возникнуть при трении качения; часто ему подвержены зубья шестерен, а также рабочие поверхности подшипников качения.


Что касается молекулярно-механического износа, то он возникает по причине молекулярного сцепления материалов, из которых изготовлены трущиеся поверхности соприкасающихся деталей. Например, вначале при относительном перемещении деталей их поверхности подвергаются пластическому износу, затем происходят местные контакты (на водительском сленге это называется «схватывание») на трущихся поверхностях. В результате происходит их разрушение, которое сопровождается отделением частиц металла либо их налипанием на трущиеся поверхности. Обычно молекулярно-механический износ возникает на этапе обкатки нового автомобиля. Следствием такого износа может являться заедание деталей и механизмов.


Название коррозионно-механического износа говорит само за себя: он подразумевает комбинацию механического износа и коррозии металла.


Коррозия — это разрушение металла, которое вызвано негативным воздействием химических или электрохимических процессов, протекающих во внешней среде. Всем хорошо известное ржавление металла является одним из распространенных видов коррозии.


Если с химической коррозией все более-менее понятно (та же ржавчина — результат химического взаимодействия воды и металла), то не все представляют себе, каким образом проявляется электрохимическая коррозия. В этой статье мы не будем вдаваться в научные подробности, а лишь приведем пример: атмосферная электрохимическая коррозия разрушительно воздействует на днище автомобиля, неокрашенные металлические детали, на внутренние поверхности крыльев, и др. Проявлением коррозионно-механического износа является отслаивание поверхности металла, а также различные виды и степени его окисления.


Изнашиваться детали начинают сразу после начала эксплуатации нового автомобиля, поэтому уже через небольшой пробег они имеют какой-то износ. Однако это не значит, что их нужно сразу менять: периодичность замены изношенных деталей и допустимая степень износа регламентируется заводом-изготовителем. Износ деталей, который не требует их немедленной замены, называется допустимым.


Рекомендуется менять деталь не тогда, когда она достигла максимально допустимой степени износа, а немного раньше.


Если же деталь изношена настолько сильно, что нормальные условия работы узлов, агрегатов и механизмов автомобиля являются нарушенными, называется предельным. В этом случае эксплуатировать автомобиль запрещается до полной замены всех изношенных деталей. Игнорирование этого правила чревато не только потерей мощности двигателя, повышенным расходом топлива и иных расходных материалов, но и опасно с точки зрения безопасности движения. Известны случаи, когда, например, полностью разрушившийся подшипник ступицы являлся причиной того, что у автомобиля отваливалось колесо. Стоит ли говорить, какими катастрофическими последствиями может обернуться такая поломка во время движения автомобиля!

Другие статьи

Для чего нужна алюминиевая смазка?

Медная или алюминиевая смазка

Отличие летних и зимних щеток

Какие аккумуляторы стоят на детских электромобилях

Чем отличается красный антифриз

Как устроен автомобильный радиатор

Износ деталей оборудования. Виды износа.

Лекция №3.  Износ деталей оборудования. Виды износа.

Износ – постепенная поверхностная разрушение материала с изменением геометрических форм и свойств поверхностных слоев деталей.

Бывает износ:

— нормальный;
— аварийный.

В зависимости от причин износ делится на 3 категории:

1. химический;
2. физический;

3. тепловой

Нормальный износ – изменение размеров, происходящее в короткий срок из-за неправильного монтажа, эксплуатации и технического обслуживания.

Химический износ – заключается в образовании на поверхности деталей тончайших слоев окиси с последующим отшелушиванием этих слоев. Происходящие разрушения сопровождаются появлением ржавчины, разъедания метала.

Физический износ – причиной может быть:

— значительные нагрузки;

— поверхностное трение;

— абразивное и механическое воздействие.

И при этом на деталях появляется:

— микротрещины;

— трещины;

— поверхность метала становится шероховатая.

Физический износ бывает:

— осповидный;
— усталостный;
— абразивный;

— эрозия.

Тепловой износ – характеризуется возникновением и последующим разрушением молекулярных связей внутри металла. Возникает из-за повышенной или пониженной температуры.

Причины, влияющие на износ:

1. Качество материала деталей.

Как правило для большинства деталей износоустойчивость тем выше, чем тверже их поверхность, но не всегда степень твердости прямо пропорциональна износоустойчивости

Материалы, обладающие только большой твердостью имеют высокую износоустойчивость. Однако при этом возрастает вероятность появления рисок и отрывов частиц материала. Поэтому такие детали должны обладать высокой вязкостью, которая препятствуют отрыву частиц. Если две детали из однородных материалов испытывают трение, то следовательно с повышением коэффициента трения они быстро изнашиваются, следовательно более дорогие и трудно заменяемые детали нужно изготовлять из более твердого, качественного и дорогого материала, а более дешевые простые детали изготавливать из материала с низким коэффициентом трения.

2. Качество обработки поверхности детали.

Установлено три периода износа детали:

— начальный период приработки – характеризуется быстрым увеличением зазора подвижных соединений;
— период установившегося износа – наблюдается медленное, постепенное изнашивание;

— период быстрого, нарастающего износа – вызываемый значительным повышением зазоров и изменением геометрических форм деталей.

Для повышения срока службы деталей необходимо:

— сократить максимально первый период, путем очень точной и чистой обработки деталей;

— повысить максимально второй период;

— предотвратить третий период.

3. Смазка.

Слой смазки, вводимой между трущимися деталями попадая, заполняет все шероховатости и неровности и уменьшает трение и износ во много раз.

4. Скорость движения деталей и удельное давление.

На основании опытных данных установлено, что при нормальных удельных нагрузках и скоростях движения от 0,05 до 0,7 разрыва масляного слоя не происходит и деталь работает долго. Если повысить нагрузку, то износ детали возрастет многократно.

5. Нарушение жесткости в неподвижных деталях.

6. Нарушение посадок.

7. Нарушение взаиморасположения деталей в сопряжениях.

В чем разница между типами одежды?

Скачать эту статью в формате .PDF Этот тип файла включает в себя графику и схемы с высоким разрешением, когда это применимо.

Инженеров, изготавливающих компоненты на века, естественно беспокоит износ. Существуют разные типы износа, и некоторые инженеры могут намеренно вызывать износ по разным причинам. Существует три вида износа: абразивный, адгезионный и коррозионный. У каждого типа есть свои проблемы и преимущества, на которые могут повлиять материалы, смазка и качество обработки поверхности.

Абразивный материал

Существует два распространенных типа: двухкомпонентный и трехкомпонентный абразивный материал. Истирание двух тел относится к поверхностям, которые скользят друг по другу, где один (твердый) материал врезается и удаляет часть другого (мягкого) материала. Примером истирания двумя телами является использование напильника для придания формы заготовке. Истирание трех тел — это когда частицы между двумя поверхностями удаляют материал с одной или обеих поверхностей. Процесс кувыркания является примером этого.

В галтовке используются частицы для шлифовки и полировки поверхности детали. Частицы, вызывающие истирание, часто называют загрязнителями. Загрязняющие вещества — это все, что попадает в систему и вызывает истирание. Хотя смазка является обязательной, активная система смазки может привносить загрязняющие вещества, вызывающие абразивный износ. Фильтры удаляют загрязняющие вещества и являются одной из причин важности правильного обслуживания и замены фильтров. Однако смазка или содержащиеся в ней присадки могут реагировать с металлом, создавая тонкий монослой загрязняющих веществ, что также делает правильный выбор смазки важным для снижения износа вашего оборудования.

Абразивный износ может иметь преимущества, такие как водоструйная обработка. Гидроабразивная струя позволяет относительно легко резать металл. Это может уменьшить изменения свойств, которые могут произойти с другими процессами, которые выделяют чрезмерное количество тепла при резке. (Любезно предоставлено Thinkstock)

Шероховатость поверхности — еще одна важная переменная, определяющая износ. Истирание двух тел уменьшается за счет более гладкой шероховатости поверхности. Например, опорный подшипник или подшипник скольжения, изготовленный из более мягкого материала, будет скользить по более твердому приводному валу практически без истирания из-за обработки поверхности. Использование материалов с одинаковой твердостью, как правило, не рекомендуется. Причиной более мягкого материала подшипников является дальнейшее снижение износа. Загрязняющие вещества могут внедряться в более мягкие материалы и предотвращать истирание трех тел. Этот метод может повредить подшипник, но он предпочтительнее, поскольку его относительно легко и экономично заменить, чем приводной вал. Более шероховатые поверхности могут увеличить коэффициент трения, а микропики могут сломаться, что приведет к загрязнению, связанному с истиранием.

Адгезия

Шероховатость поверхности также способствует адгезии. Для этого типа одежды будет важна совместимость материалов. Совместимость не означает, что материалы хорошо работают вместе; скорее, материалы «нравятся» друг другу, заставляя их слипаться. Эта совместимость образует связь, вызывающую заедание деталей и даже их сварку в холодном состоянии. Есть несколько общих правил, которым следует следовать при выборе материала, чтобы избежать нежелательного износа клея. Материалы, соприкасающиеся друг с другом, как правило, должны:

• Не растворяться в другом

• Не образовывать в данной среде и других условиях сплав

• Не быть идентичным (например, алюминиевый вал с алюминиевым подшипником)

• Иметь хотя бы один металл из подгруппа B (например, элементы справа от никеля, палладия и платины в периодической таблице).

Адгезию можно рассчитать. Расчеты адгезии и абразивного износа основаны на одной и той же формуле; однако он может варьироваться на целых +/- 20%. Эта неточность связана с постоянным изменением состояния поверхности и смазки во время работы. Это может быть лучше, чем отсутствие данных, но дизайнеры должны знать об ограничениях и точности формулы. Попытки рассчитать или предсказать износ усложняются, если компоненты имеют несоответствующую геометрию, например, когда задействованы зубья шестерни и кулачки. Эти компоненты могут с трудом оставаться должным образом смазанными. Чтобы уменьшить адгезионный износ, иногда намеренно вызывают коррозионный износ.

Коррозионный

Хлориды, фосфаты или сульфиды могут быть добавлены, чтобы вызвать коррозию и уменьшить более разрушительный адгезионный износ. О коррозионном износе чаще думают как о чем-то, что вы хотите предотвратить. Ржавчина или окисление — это форма коррозионного износа № 1. Смазка, выбор материала, отделка поверхности, в том числе покрытия — например, при абразивном и адгезионном износе — являются основными факторами, которые следует учитывать.

Большинство представленных материалов представляют собой совместимые металлы, которые были бы плохим выбором в приложениях, где происходит контакт. Эта диаграмма воссоздана из учебника Роберта Л. Нортона «Проектирование машин».

Благородные материалы отмечены как обладающие неагрессивными свойствами. Золото специально используется в электронике в качестве покрытия из-за его способности противостоять коррозии. Благородные материалы часто используются экономно или в процессах с минимальными отходами из-за их стоимости. Остальные материалы самоанодируются. Известно, что алюминий реагирует с кислородом с образованием слоя оксида алюминия, который предотвращает окисление.

Железо и железосодержащие материалы не только подвержены ржавчине, но и будут отслаиваться, обнажая другой слой, позволяя окислению продолжать процесс разложения. В случае самоанодирующихся материалов небольшое истирание или даже напряжения могут вызвать распространение трещин или сдирание оксида алюминия, что приведет к продолжению коррозионного износа.

Стресс влияет на коррозионный износ. Коррозия под напряжением и коррозионная усталость значительно ускорят коррозионный износ. Разница между этими типами заключается в ситуации загрузки. Статические нагрузки вызывают коррозию под напряжением, тогда как более динамические нагрузки, такие как циклические нагрузки, вызывают коррозионную усталость.

Типы износа машин – балансир XYO

Износ может быть вызван относительным движением между двумя поверхностями, находящимися в тесном контакте, что приводит к деформации или удалению материала; это называется механическим износом. Износ также может быть вызван другими источниками, такими как агрессивные или химически активные химические вещества или кавитация.

Анализ частиц износа — это хороший метод для определения типа износа и возможных источников частиц износа, например. шестерни, шкивы, подшипники и т. д. 

Ниже мы рассмотрим различные виды износа, которые могут возникать в машинах:

Абразивный износ Абразивный износ вызывается твердыми частицами, контактирующими с компонентами машины во время работы. Поскольку эти частицы могут быть тверже, чем поверхности, с которыми они соприкасаются, они приводят к повреждению и деформации.

Абразивные частицы обычно образуются из-за грязи и загрязнений, присутствующих в машине. Надлежащая фильтрация смазочных материалов и проверка вентиляционных отверстий и уплотнений могут помочь предотвратить попадание этих типов частиц в машину и вызвать ее износ.

Износ при резании Этот тип износа обычно возникает, когда твердая и абразивная частица внедряется в более мягкий материал. Во время работы машины нормальные системные силы и взаимодействия вызывают вырезание длинных и узких полос из более мягкого материала. Частицы износа при резании можно определить по соотношению их длины к ширине, и это всегда указывает на то, что внутри машины происходит ненормальный износ.

Адгезионный износ Этот вид износа обычно вызывается недостаточной или неправильной смазкой системы. Силы трения и когезии могут привести к смещению материалов с поверхности. В некоторых случаях неадекватная смазка может также привести к проникновению воздуха или газа между поверхностями и кавитации, которая вызывает точечную коррозию и растрескивание поверхностей. Использование смазочного материала подходящей вязкости может помочь предотвратить адгезионный износ.

Скольжение Изнашивание скольжения происходит, когда система находится под нагрузкой из-за чрезмерной нагрузки или превышения нормальной рабочей скорости. Это приводит к накоплению тепла, которое может ухудшить смазку и привести к контакту металла с металлом; скольжение между поверхностями приводит к повреждению.