Nodiluma veidi: nodiluma klasifikācija un raksturojums

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Nodilums tiek saprasts kā dažādu pāru berzes virsmu pakāpeniska iznīcināšana. Ir daudz apģērbu veidu. Tie ir dažādu iemeslu dēļ. Bet tiem visiem ir viena kopīga iezīme - daļiņas ir atdalītas no pamatmateriāla. Tas izraisa traucējumus mehānismu darbībā un citos gadījumos var izraisīt to bojājumus. Savienojumu spraugas palielinās, nosēšanās sāk sisties, jo veidojas ievērojama pretreakcija. Šajā rakstā ir apskatīti galvenie nodiluma veidi, sniegtas to īpašības un vispārīgā klasifikācija.

Abrazīvā nodiluma pazīmes

Abrazīvs ir smalki izkliedēts dabiskas vai mākslīgas izcelsmes materiāls ar ievērojamu cietību, kas ir pietiekama, lai saskrāpētu citus mazāk cietus materiālus.

Virsmas nodiluma veids, kurā tiek sabojāta virsmas slāņa struktūra un integritāte, kadmijiedarbību ar cietām mikrodaļiņām sauc par abrazīvām. Jāatgādina, ka šāda veida iznīcināšanai berzes ātrumam jābūt ļoti nozīmīgam (vairāki metri sekundē). Lai gan ar ilgstošu darbību, iznīcināšana notiek pat pie mazāka ātruma un piespiešanas spēkiem.

Abrazīvo vielu loma var būt gan nekustīgi objekti (tēraudu un sakausējumu cietās fāzes), gan kustīgas svešas daļiņas, kas iekritušas berzes virsmu saskares zonā (smiltis, putekļi un citas).

Abrazīvā nodiluma apjomu un tā intensitāti ietekmē šādi faktori:

• abrazīvo daļiņu izcelsmes raksturs;
• mehānisma darbības vide (agresivitātes pakāpe);
• berzes pāru materiālu īpašības;
• trieciena slodzes;
• temperatūras indikatori un daudzi citi.

Noberzums ar cietām daļiņām (graudiem)

Šis mehāniskā nodiluma veids rodas, kad abrazīvie graudi nonāk saskarē ar metālu vai citu materiālu. Šādu daļiņu cietības indekss ievērojami pārsniedz paša metāla cietības indeksu. Tas izraisa berzes pāru materiālu deformāciju, noguruma spriegumu rašanos un virsmas nobrāzumu.

Ja mehānisms darbojas biežas mainīgas slodzes apstākļos, tad tiek pastiprināta abrazīvās vielas kaitīgās iedarbības ietekme. Šādā gadījumā abrazīvā daļiņa atstāj ne tikai pēdas, bet arī iespiedumus uz metāla virsmas.

Palielinoties abrazīvās vielas frakcijai,abrazīvs nodilums. Abrazīvās daļiņas ir ļoti cietas, bet tajā pašā laikā trauslas. Tāpēc lielus ķermeņus var sasmalcināt mazākos.

Oksidatīvā nodiluma pazīmes

Šis nodiluma veids rodas, kad uz berzes detaļu virsmas parādās vaļīga oksīda plēve, kas berzes rezultātā ātri tiek noņemta no virsmas. Lielākajai daļai inženiertehnisko materiālu ir tendence oksidēties gaisā paaugstinātā temperatūrā. Tāpēc mehānismi, kas darbojas bez eļļošanas un bez dzesēšanas sistēmas, ir pakļauti šāda veida detaļu nodilumam.

Jo lielāks ir oksīda plēves iznīcināšanas ātrums un lielāks tās veidošanās ātrums, jo intensīvāks ir virsmu nodilums.

Šis nodiluma veids ir raksturīgs eņģu un skrūvju savienojumiem, dažādiem piekares mehānismiem, kā arī visām vienībām, kas darbojas bez eļļošanas.

Palielinoties berzes ātrumam, paaugstinās berzes virsmu temperatūra. Tas noved pie destruktīvo procesu pastiprināšanās. Šoka slodzes palielināšanai ir līdzīga ietekme.

Nodilums plastiskas deformācijas dēļ

Šis mašīnu detaļu nodiluma veids ir raksturīgs ļoti noslogotām vienībām. Tās būtība ir izstrādājuma ģeometrisko formu maiņa ievērojamu slodžu ietekmē.

Tas ir visizplatītākais atslēgas un šķelto savienojumiem, kā arī vītnēm, tapām un tā tālāk.

Līdzīgideformācijas var rasties arī zobratu savienojumos. Un tiem nav jābūt ātriem. Šeit galvenais faktors ir slodze.

Bieži šādas deformācijas parādās uz ritošā sastāva sliedēm un riteņiem. Lai novērstu, nepieciešams savlaicīgi organizēt profilaksi un konstrukcijas elementu apskati.

Nolietojums šķeldošanas dēļ

Iesniegtā nodiluma veidu klasifikācija nebūs pilnīga, ja šķeldošanas rezultātā pazaudēsim tā saukto nodilumu. Tās būtība ir šāda. Smagos (varbūt pat ekstremālos) ekspluatācijas apstākļos berzes detaļu virsmas slāņos notiek strukturālas un fāzes transformācijas. Iemesli dažādos gadījumos ir paaugstināta temperatūra, apkures un dzesēšanas apstākļi, augsts spiediens un citi. Iegūto slāņu īpašības būtiski atšķiras no sākotnējā materiāla īpašībām. Parasti šīs fāzes ir trauslas un slodzes ietekmē saplīst.

Tādējādi berzes laikā bez eļļošanas uz tērauda un čuguna veidojas raksturīgas b altas svītras. Šīs vietas nevar iegravēt pat ar slāpekļskābes vai fluorūdeņražskābes šķīdumu spirtā. Metāla zinātnes jomas speciālisti šo veidojumu sauc par b alto slāni. Tam ir diezgan augsta Rokvela cietība un tas ir ļoti trausls. Viena laboratorija veica b altā slāņa fāzes un struktūras analīzi. Izrādījās, ka tas ir mehānisks martensīta un cementīta maisījums. Tas satur arī nelielu daudzumu ferīta. Pēdējā lieta tajā vispārmazs, un tas nevar samazināt cietību.

Šīs vielas veidošanos (sintēzi) pavada kaitīgu iekšējo stiepes un spiedes spēku parādīšanās. Kad iekšējo spriegumu vektori sakrīt ar detaļas ārējām slodzēm, uz tās virsmas b altā slāņa zonā veidojas nelielas plaisas. Šīs mikroplaisas ir stresa koncentratori un akumulatori, kas noved pie visa produkta trausluma.

Valkāšana ar koroziju

Šis process notiek uz virsmām, kas ir ciešā saskarē viena ar otru. Iemesls ir svārstības. Jāņem vērā, ka berzes pāra korpusu materiāli var būt ļoti dažādi (metāls-metāls vai nemetāls-metāls).

Šī parādība notiek jau pie minimālām ķermeņu nobīdēm (apmēram 0,025 mikrometri).

Svārstību rezultātā uz virsmām parādās korozijas centri, kas aug un noved pie virsmas slāņa iznīcināšanas.

Nodilums vibrācijas kavitācijas dēļ

Šis nodiluma veids rodas, ja izstrādājumi darbojas šķidrā vidē. Lai gan tas var notikt arī tad, ja šķidruma strūkla ietriecas mašīnas vai mehānisma daļā. Procesa fizika ir šāda. Šķidruma spiediens uz fāzes robežas (starp šķidrumu un cietu) pazeminās, kas izraisa tā saukto kavitācijas burbuļu parādīšanos. Šī nodiluma intensitāte ir atkarīga no gaisa satura šķidrumā un no ārējā spiediena.

Skaņas vibrācija var kalpot kā katalizators. Īpaši kaitīgas šajā gadījumā ir ultraskaņas spektra vibrācijas. Ļoti bieži šāda kaitīga parādība notiek iekšdedzes dzinēju berzes daļās. Pētījumi liecina, ka skaņas kavitācija nolietojas trīs līdz četras reizes ātrāk nekā berze.

Nolietojums termiskās plaisāšanas dēļ

Šī problēma ir raksturīga dzelzceļa vagonu un lokomotīvju riteņiem. Vilciena kustības laikā mašīnistam bieži ir jāsamazina ātrums. Tas izraisa riteņu slīdēšanu un uzkaršanu. Palielinot ātrumu, berzes virsma diezgan ātri atdziest. Šāda termiskā ciklēšana izraisa daudzu plaisu veidošanos uz riteņa virsmas. Tas ievērojami paātrina izstrādājuma nodilumu. Pašlaik dzelzceļa riteņu ražošanai tiek izmantoti speciāli leģētie tēraudi. Bet agrāk tika izmantots parastas kvalitātes tērauds. Daudzos vilcienos joprojām tiek izmantoti veci riteņi, tāpēc šī problēma joprojām ir aktuāla.

Veidi, kā rīkoties ar termiskām plaisām

Visefektīvākais līdzeklis termisko plaisu apkarošanai būs intensīvas dzesēšanas nodrošināšana. Šim nolūkam var izmantot īpašas eļļas un smērvielas. Vilciena riteņiem šis pasākums acīmredzamu iemeslu dēļ nav piemērots. Šajā gadījumā jūs varat spēlēt uz materiāla ķīmisko sastāvu un izvēlēties no šī viedokļa labvēlīgāku tērauda marku. Dažām leģēto tēraudu kategorijām ir zems izplešanās koeficients. Un šo īpašumu var izmantot kā priekšrocību.

Dažierozijas nodiluma pazīmes

Ņemot vērā berzes un nodiluma veidus, mēs nevaram aizmirst par tā saukto erozijas nodilumu. Vienkārši sakot, tā ir virsmu iznīcināšana vides ietekmē.

Inženierzinātnēs šis jēdziens attiecas uz mašīnu detaļu un mehānismu mezglu virsmu iznīcināšanu vides faktoru ietekmē. Pie šādiem ietekmes faktoriem pieder gaisa un šķidruma plūsmas, tvaiks vai dažādas gāzes. Nodiluma cēlonis, tāpat kā iepriekš, ir berze. Tikai šajā gadījumā uz virsmas iedarbojas nevis abrazīvas daļiņas, bet gan gāzes vai šķidruma molekulas.

Šī procesa laikā parādās mikroplaisas. Šķidruma un tvaika molekulas zem augsta spiediena iekļūst tajās un veicina visu produktu virsmas slāņu iznīcināšanu.

Šķidrums vai tvaiks var saturēt arī abrazīvas daļiņas suspensijā. Šādā gadījumā šāds maisījums izraisīs abrazīvu-erozīvu iznīcināšanu un nodilumu.

Noguruma nodilums un tā īpašības

Nodiluma veidi un ģeometrijas pārkāpumi ir ļoti dažādi. Daudzas problēmas projektētājiem un inženieriem-mehāniķiem izraisa detaļu virsmu noguruma plaisāšana. Šī "kaite" ir ļoti mānīga. Noguruma plaisas parādība rodas daļās, kas ilgstoši darbojas mainīgas slodzes apstākļos. Tā ir raksturīga zobratu savienojumu "slimība".

Šo nodiluma veidu pavada plaisu rašanās uz virsmas un to iespiešanāsdziļi produktā. Uz nenozīmīgas virsmas parādās vesels šādu mikroplaisu tīkls. Spiediena un temperatūras ietekmē mazi, atšķirīgi metāla gabaliņi atslāņojas no galvenā korpusa un nokrīt. Svarīga loma šajā procesā ir smērvielai (eļļai), kas iekļūst mikroplaisās un veicina iznīcināšanu.