Молекулярно-механическое изнашивание.

⇐ ПредыдущаяСтр 10 из 15Следующая ⇒

Молекулярно-механическое изнашивание – вид изнашивания, при котором контактное разрушение деталей происходит с участием межмолекулярных сил, возникающих на взаимодействующих поверхностях элементов трибосопряжения.

Изнашивание при фреттинге. Контактное взаимодействие элементов трибосопряжения в трибологии принято классифицировать по признаку элементарных процессов разрушения, которые проф. И.В.Крагельский предложил

называть видами нарушения фрикционных связей.

Процесс контактного разрушения при этом предлагается рассматривать, как совокупность единичных актов возникновение и нарушение фрикционных связей (рис.3).

Рис.3. Виды нарушений фрикционных связей

(по И.В. Крагельскому)

Каждый вид нарушения фрикционных связей характеризуются определенным числом циклов n взаимодействия элементов трибосопряжения до разрушения.

Согласно классификации И.В.Крагельского все разнообразие видов контактного взаимодействия сведено к пяти основным видам по характеру разрушения и числу циклов нагружения, предшествующих разрушению:

I – упругое оттеснение материала взаимодействующих элементов, число циклов да разрушения n → ∞. Упругое оттеснение является предпочтительным видом контактного взаимодействия, поскольку имеет минимальную интенсивность

изнашивания элементов;

II – пластическое оттеснение материала взаимодействующих элементов, число циклов да разрушения ∞ > n> 1;

III – микрорезание материала, n → 1.

IV – разрушение вторичных пленок, формирующих в процессе контактного взаимодействия, n → ∞;

V – глубинное вырывание материала (адгезия), n → 1.

•В случае n→ ∞ вид изнашивания называют допустимым. В этом случае имеем высокую износостойкость поверхностей трения.

•При n→ 1 вид изнашивания считается недопустимым. В этом случае износостойкость низкая.

•Адгезионное схватывание относится к недопустимым видам Стараются также избежать процессов микрорезания, так как при этом значительно возрастает интенсивность процесса разрушения поверхностных слоев.

Основным процессом, возникающим при трении материалов и приводящим к износу, является упругопластическая деформация как результат взаимодействия неровностей поверхностей трения. Этот процесс порождает и сопровождается целой гаммой производных физических, химических и механических процессов, протекающих на поверхностях и в поверхностных слоях трущихся тел.

Изнашивание при заедании происходит в результате схватывания, глубинного вырывания материала, переноса его с одной поверхности трения на другую и воздействия возникших неровностей на сопряженную поверхность. Изнашивание этого вида является одним из наиболее опасных и разрушительных. Оно сопровождается прочным соединением контактирующих участков поверхностей трения.

В механизме изнашивания при заедании важную роль играет атомно-молекулярное взаимодействие материалов деталей, возникающее при сближении поверхностей.

Процесс образования металлических связей зависит:

–от свойств сопряженных поверхностей (их природы, твердости);

–от методов их обработки.

Схватывание происходит при местном разрыве смазочной пленки и установлении металлического контакта. Это возможно не только при прекращении подачи смазочного материала, но и вследствие общей перегрузки сопряжения, резкого повышения температуры масла в поверхностных слоях, местных температурных вспышек и т. д.

Различают заедание в результате схватывания I или II рода.

Процесс схватывания I рода возникает и развивается при малых скоростях скольжения (0, 005—0, 2 м/с) поверхностей трения и давлениях (5÷ 100)105Па, превышающих предел текучести металла на участках фактического контакта.

Этот процесс сопровождается незначительным повышением температуры и приводит к интенсивному пластическому деформированию и разрушению поверхностей деталей. При этом наблюдается интенсивное изнашивание, возрастающее с увеличением давления.

Схватывание I рода снижается, при повышении скорости относительного перемещения поверхностей в результате металлические связи могут разрушаться в процессе своего зарождения без повреждения поверхности.

Процесс схватывания II рода развивается при больших скоростях скольжения поверхностей трения и повышенных давлениях.

Наблюдается значительное увеличение температуры в поверхностных слоях металлов, вызывающее их разупрочнение и разрушение.

Силы, действующие в местах фактического контакта, вызывают напряжения, превышающие предел текучести металла, одновременно происходит сглаживание неровностей и увеличение площади фактического контакта.

При тесном сближении участков поверхностей возникает междуатомное притяжение металлов, образуются металлические связи.

Образовавшиеся узлы схватывания (рис. 5.14) разрушаются, так как сопряженные поверхности перемещаются одна относительно другой, при этом разрушение поверхности происходит по основному, менее прочному металлу.

Рис. 5.14. Схема формирования узла схватывания: 1 — узел схватывания;

2 — линия разрыва материала

В местах вырыва происходит концентрация напряжений, образуются трещины, снижается прочность деталей.

Большое влияние на нагрузку заедания оказывают вязкость и состояние смазочного материала (рис. 5.15). Более вязкое масло обеспечивает лучшие противозадирные характеристики.

Рис. 5.15. Зависимость износа при заедании элементов зубчатой передачи от давления при температуре масла: 1 – t1°С; 2 – t2(t2< t1);

3 — масло во вспененном состоянии

Например, для масла ТМ-5-18 при температуре 150 °С нагрузка заедания примерно в 3 раза меньше нагрузки заедания при температуре масла 50 " С.

При работе деталей в сплошном потоке масла заедание происходит при меньших нагрузках, чем при работе во вспененном) масле. Это объясняется интенсивным восстановлением окисных пленок под воздействием кислорода воздуха.

⇐ Предыдущая 5 6 7 8 91011 12 13 14 Следующая ⇒