Изнашивание виды износа. Физический износ оборудования и методы его определения. Сущность явления износа

Износом называется постепенное поверхностное разрушение материала детали, сопровождающееся отделением от него частиц, переносом частиц на сопряженную поверхность детали, а также изменением качества поверхности – ее геометрии и свойств и поверхностных слоев материала.

В практике встречается нормальный и катастрофический износ. Нормальный износ может быть заранее оценен и учтен при планировании ремонтных работ, а катастрофический износ выводит машину из строя внезапно.

Уменьшение величины нормального износа и вероятности катастрофического дает увеличение общего срока службы машины, а также снижает стоимость и продолжительность ее ремонтов.

Износ происходит вследствие механического, теплового, химического и электрического воздействия на материал соприкасающегося с материалом трущегося тела, воздействия свободных твердых частиц другого материала или окружающей среды.

Износ, так же как и трение, связан со сложными, недостаточно изученными явлениями в поверхностных слоях материала.

Истирание наблюдается при относительном движении прижатых друг к другу поверхностей. На истирание расходуется часть энергии трения.

Процесс истирания объясняется следующими явлениями:

• а) выступающие неровности соприкасающихся деталей при движении задевают друг за друга и механически отрывают частицы металла с поверхностей;
• б) поверхности приходят на отдельных участках в молекулярное соприкосновение, как бы привариваясь друг к другу; при дальнейшем относительном движении происходит разрушение мест приварки, сопровождающееся отрывом приставших частиц с сопряженных поверхностей;
• в) аморфные слои приработанных поверхностей в отдельных точках сильно нагреваются и размягчаются; при относительном движении поверхностей размягченные частицы переносятся со своих мест на значительные расстояния, по пути застывают и оказываются отделенными. При истирании может имеет место сочетание перечисленных явлений.

Абразивный износ наблюдается при попадании на трущиеся поверхности мелких частиц высокой твердости (абразива шлифовального круга, окалины, песка и т.д).

При жидкостном трении свободные частицы, имеющие размеры меньше толщины масляного слоя, оказывают сравнительно слабое влияние на износ поверхностей.

При нежидкостном трении, а также когда размер частиц превышает толщину масляного слоя, наблюдается интенсивный износ поверхностей. Следы износа имеют вид мелких продольных канавок.

Когда одна трущаяся поверхность имеет малую твердость, абразивному износу подвергается главным образом другая поверхность. Это объясняется более прочным удерживанием частиц абразива на менее твердой поверхности за счет того, что частицы под внешним давлением углубляются в менее твердую поверхность и удерживаются в ней, и, следовательно, происходит меньше движения частиц абразива относительно мягкой поверхности, чем относительно твердой.

Задиры на поверхности проявляются в быстром образовании продольных канавок значительной глубины (до 1 мм и больше). Явление задиров для большинства машин относится к категории катастрофического износа. Процесс образования задиров объясняется сцеплением трущихся поверхностей в отдельных местах, вырыванием значительного количества металла с одной поверхности и появлением нароста на другой. При дальнейшем относительном движении поверхности нарост вызывает появление задира и дальнейшего прогрессивного разрушения поверхности.

Большая опасность задира получается при поверхностях из одинаковых металлов. Попадание абразивных частиц может послужить самостоятельной причиной задира (при достаточно крупных частицах) или способствовать началу описанного выше процесса вследствие повышения удельного давления в точке, расположенной впереди зерна абразива, где происходит выпучивание металла.

Усталостное выкрашивание заключается в отслаивании частиц металла с трущихся поверхностей вследствие явления усталости при периодически изменяющихся нагрузках. Явление усталостного износа обычно наблюдается в высших кинематических парах, главным образом при обильной смазке. Последнее объясняется внедрением жидкости в микротрещины на поверхности, что способствует разрушению последней. Смятие , постепенно возрастающее, наблюдается при недопустимо больших удельных давлениях или при плохо подогнанных, выставленных и обработанных, не прошедших предварительной приработки поверхностях.

Коррозионный износ является следствием химического или электрического воздействия среды; на интенсивность коррозии оказывает большое влияние нагрев поверхности детали, ускоряющий процесс износа.

Факторы, влияющие на износ трущихся поверхностей:

• а) материалы трущихся поверхностей и их термообработка;
• б) качество поверхностей трения;
• в) степень загрязнения мест трения;
• г) характер и род смазки;
• д) величина удельного давления;
• е) величина удельной работы трения;
• ж) скорость.

Обычно износ металлов получается тем меньше, чем выше их твердость. Поэтому для повышения износостойкости рекомендуется применять для поверхностей стальных и чугунных деталей термическую обработку, насыщение поверхностных слоев соответствующими веществами (цементация, азотизация), а также поверхностные покрытия износостойким материалом (например, хромом, твердым сплавом).

При необходимости для термообработки отдельных участков крупных стальных и чугунных деталей производится по-

верхностный нагрев нужных мест токами высокой частоты или газовым пламенем, а покрытие твердым сплавом производится методом электроэрозионной обработки.

2. Способы выражения величины износа

Износостойкость является эксплуатационным или служебным свойством материала, детали или сопряжения (трущихся поверхностей), поэтому износ может выражаться различными способами, ближе всего характеризующими их служебное назначение. Во многих случаях наиболее удобно выражать износ величиной уменьшения линейного размера тела в направлении, нормальном к поверхности (линейный износ). Если линейный износ Δh произошел на пути трения Δs за время Δt, то отношение Δh: Δs явится «интенсивностью линейного износа», или «темпом линейного износа», а отношение Δh: Δt – «скоростью линейного износа».

3. Учет приработки

Во всех процессах трения и изнашивания важное значение имеет приработка в начале эксплуатации машины. Приработкой называется процесс постепенного изменения в результате изнашивания начальной микрогеометрии (ее величины и напраления) и взаимного прилегания обеих поверхностей деталей до достижения стабильной шероховатости и постоянной величины прилегания.

В интенсивности изнашивания сопряжений деталей машин часто наблюдаются периоды приработки а , характеризующиеся повышенным размерным износом, и нормальной работы б , более устойчивой к износу (рис. 3).

Рис. 3. а – приработки; б – нормальной работы

Во время приработки интенсивность изнашивания постепенно снижается. Одновременно с явлениями изменения шероховатости и увеличения поверхности прилегания часто в процессе приработки происходит изменение физико-механических свойств поверхностных слоев трущихся металлов, поскольку в контакте преобладают пластические деформации (главным образом вследствие наклепа).

Высота и характер макро- и микронеровностей на трущихся поверхностях оказывают большое влияние на первоначальную стадию износа и изменение размера детали после приработки, потому что при уменьшении площади контакта поверхностей, из-за макро- и микронеровностей, возникают более высокие контактные напряжения, чем при более полном их прилегании.

Применение отделочных операций (выхаживания, суперфиниширования, хонингования, шабрения, притирки, доводки и др.) при обработке трущихся поверхностей уменьшает высоту неровностей и позволяет обеспечить более полное их прилегание.

Улучшение поверхностей трения происходит также в процессе первоначальной приработки, которая для устранения опасности задиров часто производится на пониженных режимах работы.

Заданным внешним условиям трения (нагрузка, скорость, смазка и т.п.) соответствует определенное состояние приработанности; при утяжелении этих условий происходит дополнительная приработка поверхностей.

4. Влияние условий работы на износ деталей

Распределение износа между трущимися поверхностями, а также по их длине и ширине имеет большое значение для работы механизма, долговечности деталей и стоимости ремонта.

В каждой трущейся паре предпочтителен более сильный износ простой и легко заменяемой детали и менее сильныйсложной и дорогой. При конструировании машин это учитывается соответствующим выбором материалов:

• сложная деталь делается из более твердого металла и часто подвергается термической обработке и поверхностным покрытиям;
• более простая деталь выполняется из более мягкого металла (например, втулки, вкладыши и т.д.).

Распределение износа по поверхности трения зависит от формы поверхности и условий работы пары.

Во вращательной паре с одним неподвижным и одним вращающимся элементами имеют место три следующих характерных случая распределения износа (а – подвижный вал, б – вал неподвижный).

– износ вращающегося элемента будет равномерным по всей поверхности, а неподвижного элемента – сосредоточен на одном участке поверхности (рис. 4). В результате ось вращения сместится в сторону местного износа, при этом положение ее центра вращения детали и ее балансировка не нарушаются. Неподвижным может быть как охватывающий, так и охватываемый элемент.

Вектор нагружающей силы следует за движением вращающегося элемента (рис. 5) – износ неподвижного элемента получается равномерным, износ вращающегося элемента – местным. Ось вращения после износа поверхностей соприкосновения не изменит своего положения, но вращающаяся деталь сместится относительно нее в сторону местного износа, что может привести к заметному увеличению дисбаланса,

Вектор нагружающей силы и подвижный элемент пары вращаются с различными угловыми скоростями – износ обеих трущихся поверхностей получается равномерным (рис. 6).

Рис. 4

Рис. 5.

К этому же случаю (рис. 6, в) относятся два вращающихся с различной скоростью элемента при постоянном направлении вектора нагружающей силы.

Рис. 6.

В двух первых случаях линейный суммарный износ может получиться меньшим, если из более износостойкого (твердого) материала будет изготовлена деталь с местным характером износа. Однако на практике обычно применяется обратное соотношение твердости поверхности материалов деталей по следующим соображениям:

• сочетание слабого равномерного износа Δ1 одной детали с более сильным местным износом Δ2 другой детали (рис. 7, а) не приводит к существенному нарушению характера контакта поверхностей.

Незначительное по величине уменьшение радиуса кривизны твердой равномерно изнашивающейся детали компенсируется местным износом другой детали, при этом зона контакта α (рис. 7, а) практически не уменьшается и удельное давление на поверхностях не возрастает.

Рис. 7.

Если же соотношение твердости поверхностей взять обратным рассмотренному, то сильный равномерный износ Δ1 мягкой детали при слабом местном износе Δ2 твердой детали приведет к значительному уменьшению зоны контакта α (рис. 7, б), увеличению удельного давления и повышению интенсивности износа;

• замена детали с местным износом на новую восстанавливает нарушенное первоначальное положение оси вращения или положения центра вращения. Равномерное распределение износа в сочетании с большей твердостью металла обеспечивает незначительный износ более сложной и дорогой детали без нарушения в ней положения центра вращения изнашивающейся поверхности; местный характер износа в сочетании с мягким металлом концентрирует износ на менее трудоемкой, легко заменяемой детали (обычно втулка или вкладыш), отчего ремонт машины упрощается.

Третий случай (рис. 6, в) характеризуется наименьшей величиной линейного суммарного износа поверхностей. Смещения оси вращения вследствие износа здесь не произойдет, нарушение же положения центра вращения поверхности будет равно сумме радиальных износов обоих элементов. Удельная работа трения, приходящаяся на единицу площади поверхности и равная произведению силы трения на относительное перемещение поверхностей, будет одинакова и равномерно распределена по обеим поверхностям. Поэтому выбор соотношения твердости поверхностей деталей диктуется только желанием сконцентрировать износ на той или иной детали по соображениям удобства ремонта. Обычно в таких случаях обе поверхности стремятся выполнить с возможно большей износостойкостью.

Третий случай в чистом виде на практике встречается редко. Примером использования рассмотренного принципа может служить посадка неподвижного наружного кольца шарикоподшипника в корпус механизма с небольшим натягом; как установлено практикой, кольцо при работе постепенно поворачивается, обеспечивая равномерный износ дорожки, по которой катаются шарики.

В поступательной паре всегда наблюдается тенденция к неравномерному износу поверхностей в связи с тем, что отдельные участки последних периодически выходят из соприкосновения.

Неравномерный износ поверхностей со временем приводит к искажению их формы и нарушению правильного контакта. Чтобы ослабить это явление, следует для детали, имеющей равномерное или близкое к нему распределение удельной мощности сил трения, выбирать менее твердый материал, чем для сопряженной детали, работающей с сильно изменяющейся по длине удельной мощностью сил трения.

Постоянство режима работы пары облегчает борьбу с износом. Например, если вал работает с постоянным числом оборотов в минуту, имеется возможность выбрать для его подшипников оптимальный режим жидкостного трения; если же число оборотов в минуту меняется в пределах 1:50 (металлорежущие станки), становится невозможным обеспечить жидкостное трение в подшипниках на всем диапазоне скоростей вращения. В этом случае выгодно применять подшипники качения.

Режим работы кинематических пар нарушается при разбеге и выбеге машины. Наблюдениями установлено, что подшипники автомобильного двигателя за периоды разбега и выбега изнашиваются больше, чем за все время работы при установившемся движении. Одной из действенных мер борьбы с повышенным износом при разбеге машины является обильная подача смазки перед пуском машины насосом или ручным лубрикатором.

При функционировании производственных механизмов происходят процессы, относящиеся к постепенному снижению их рабочих свойств и изменению характеристик узлов и деталей. Дело в том, что спустя некоторый период времени они могут привести к серьезной поломке или полной остановке оборудования. Во избежание негативных последствий экономического характера, предприятия, как правило, организуют процесс грамотного управления износом и видами износа в отдельности, а также своевременно обновляют свои основные фонды.

Понятие износа

Сегодня под износом (старением) принято понимать постепенное снижение эксплуатационных свойств узлов, изделий и производственных механизмов в результате изменения их размеров, форм или физико-химических особенностей. Следует отметить, что износ и виды износа, существующие на сегодняшний день, появляются и накапливаются в процессе эксплуатации. Существует целый ряд факторов, которые определяют скорость старения оборудования. Так, негативным образом, как правило, сказываются следующие моменты:

• Трение.
• Температурный режим (экстремальный – в особенности).
• Периодические, импульсные или статические нагрузки механического воздействия и так далее.

Следует отметить, что практически все виды износа оборудования можно замедлить. Для этого целесообразно полагаться на следующие факторы:

• Конструктивные решения.
• Соблюдение правил эксплуатации.
• Использование качественных и современных смазочных материалов.
• Своевременные планово-предупредительные ремонты, техническое обслуживание.

Вследствие всех видов износа основных фондов, снижения эксплуатационных качеств уменьшается и потребительская стоимость оборудования или производственных механизмов. Важно дополнить, что степень и скорость изнашивания определяются посредством условий трения, нагрузок, характеристик материалов. Помимо этого, немаловажную роль играют конструктивные особенности оборудования.

Виды износа

Классификация износа на сегодняшний день отличается достаточной обширностью. Так, для полного понимая целесообразно изначально рассмотреть информацию кратко, после чего углубиться в детали. Категория старения подразделяется на фактический износ, который сопровождается изменением характеристик объекта; функциональный износ, который вызывается вследствие развития новых технологий; внешний износ, обусловленный воздействием факторов внешнего типа. Первые два вида износа основных фондов классифицируются на устранимые и неустранимые. Кроме того, первая группа подразделяется в соответствии с причинами, вызвавшими старение оборудования, на износ первого рода (накапливается в результате эксплуатации в нормальных темпах) и износ второго рода (накапливается по причине аварий, стихийных бедствий и других факторов негативного характера). Если судить относительно времени протекания, то в этой же группе принято выделять непрерывный (технико-экономические показатели снижаются постепенно) и аварийный (мгновенный по времени осуществления, например, в результате пробоя кабеля или аварии на производстве) износ.

Вторая группа, то есть такой вид износа основных средств, как функциональный, классифицируется на моральный (основной причиной в данном случае выступает изменение характеристик изделий, аналогичных данному, а также удешевление их производства) и технологический (ключевой причиной служит изменение цикла, в который по традиции входит данный объект, в технологическом плане) износ. В свою очередь, моральное старение, исходя из затратных статей, изменения в структуре которых привели к износу, подразделяется на старение, обусловленное избыточными затратами капитала; устаревание по причине предельно больших затрат в эксплуатации; старение, обусловленное низким уровнем эргономичности и экологии.

Важно отметить, что внешний износ бывает только неустранимым. Итак, далее перейдем к разбору определенных видов износа оборудования, которым следует уделить пристальное внимание.

По характеру внешних воздействий

В зависимости от особенностей внешних воздействий на материалы оборудования принято выделять следующие разновидности старения:

• Абразивный вид износа объектов. Речь идет о повреждении поверхности механизмов или изделий мелкими частицами материалов иного оборудования. Особенно характерна данная разновидность в условиях повышенной запыленности производственных механизмов. Например, при работе в горах, на стройке, при производстве материалов или выполнении сельскохозяйственных операций.
• Кавитационный, который вызывается взрывным схлопыванием пузырьков с газом в жидкой среде.
• Адгезионный вид физического износа.
• Окислительное старение. Происходит оно, как правило, в результате химических реакций.
• Тепловой износ.
• Вид износа усталостный. Обычно он возникает при изменении структуры материала.

Типы износа и амортизация

Мы разобрались, какие виды износа известны в настоящее время. Стоит отметить, что классификация разновидностей старения в соответствии с вызывающими его физическими явлениями в микромире в любом случае дополняется систематизацией, связанной с макроскопическими последствиями для экономической жизни. Так, в финансовой аналитике и бухгалтерском учете понятие износа, которое отражает физический аспект явлений, тесным образом связано с экономическим термином амортизации оборудования. Под амортизацией следует понимать как снижение себестоимости производственных механизмов по мере их старения, так и отнесение части данного снижения на стоимость выпускаемого продукта. Основной целью здесь выступает аккумулирование средств на специальных амортизационных счетах для закупки нового оборудования производственного значения или частичного усовершенствования старого.

Физический износ

Виды износа в зависимости от причин и последствий подразделяются на экономический, функциональный и физический. В случае последнего речь идет о непосредственной утрате проектных характеристик и свойств единицы оборудования в процессе ее эксплуатации. Стоит отметить, что такая утрата может быть частичной или полной. В первом случае производственные механизмы подлежат восстановлению, ремонту, который возвращает первоначальные особенности изделий. При полном износе в оценке оборудования оно подлежит списанию. Помимо степенной классификации, физический износ имеет родовую:

• Первый род: производственные механизмы изнашиваются в процессе планового применения с соблюдением всех нормативов и правил, которые установлены изготовителем.
• Второй род: изменение характеристик оборудования по причине неправильной эксплуатации либо воздействия факторов непреодолимой силы.
• Аварийный износ: скрытое изменение особенностей объекта приводит к аварийному выходу его из строя, который случается внезапно. В связи с чем может произойти катастрофа на предприятии, к примеру.

Необходимо дополнить, что перечисленные виды применимы не только к оборудованию в целом, но и к отдельным его составляющим (узлам, деталям).

Функциональный износ

Важно знать, что функциональное старение служит отражением процесса морального износа основных фондов. Речь идет о появлении на рынке однотипного, однако более экономичного, производительного и безопасного в использовании оборудования. Производственный станок в физическом плане может быть вполне исправным. Он выпускает продукцию, тем не менее использование новых технологий или современных моделей, которые периодически появляются на рынке, делает применение устаревших объектов невыгодным в экономическом ключе. Необходимо иметь в виду, что функциональный износ имеет свою классификацию:

• Частичное старение: станок является невыгодным для законченного производственного цикла, однако вполне пригодным для реализации ограниченного числа операций.
• Полное старение: любое применение станка приводит к причинению убытков. В таком случае единица оборудования подлежит демонтажу и списанию.

Известна также классификация в соответствии с вызвавшими функциональный износ факторами:

• Моральный износ (сегодня выделяют три вида морального износа в зависимости от вызвавших его причин, рассмотренных в предыдущих главах) предполагает доступность идентичных, однако более совершенных, современных в технологическом плане моделей.
• Технологический износ подразумевает разработку принципиально других технологий для выпуска аналогичного продукта. Важно дополнить, что данная разновидность износа так или иначе приводит к необходимости изменения всей технологической цепочки при условии полного или частичного обновления состава основных средств.

Стоит отметить, что по причине возникновения новой технологии состав оборудования, как правило, сокращается, а трудоемкость падает.

Экономический износ

Помимо временных, физических и природных факторов, на сохранение изначальных свойств оборудования опосредованным образом влияют следующие факторы экономического характера:

• Падение спроса на выпускаемую товарную продукцию.
• Процессы инфляции. Цены на трудовые ресурсы, сырье и комплектующие оборудования, используемого в производственных целях, растут, однако пропорционального роста цен на конечный продукт не происходит.
• Ценовое давление со стороны конкурентов.
• Колебания цен на сырьевом рынке, не связанные с инфляцией.
• Рост стоимости услуг кредитного характера, которые используются для операционной работы или в целях обновления основных фондов.
• Ограничения со стороны законодательства, относящиеся к применению оборудования, которое не отвечает стандартам в плане охраны окружающей среды.

Причины износа

Следует понимать, что виды и причины износа деталей связаны между собой. Далее рассмотрим основные причины, а также способы определения износа оборудования, производственных механизмов и изделий. Необходимо заметить, что для выявления причин и степени старения на каждом предприятии формируется и работает комиссия по фондам основных средств. Сегодня износ производственных механизмов определяется одной из следующих методик:

• Посредством наблюдения, в которое входит визуальный осмотр, а также комплекс испытаний и измерений.
• По периоду эксплуатации. Стоит учитывать, что он рассчитывается как отношение срока использования по факту к нормативному. Значение данного отношения и является величиной износа в процентах.
• Через укрупненную оценку состояния производственного объекта, которая осуществляется с помощью специальных шкал и метрик.
• Посредством прямого измерения в денежном варианте. В данном случае сопоставляется стоимость новой аналогичной единицы ОС и расходы на ремонт, связанный с восстановлением старой.
• С помощью доходности дальнейшего применения. Речь идет об оценке снижения дохода, учитывая при этом актуальные издержки, связанные с восстановлением характеристик, по сравнению с доходом в теории.

Необходимо дополнить, что окончательный выбор, относящийся к определенной методике, делает комиссия по средствам основного фонда. При этом она руководствуется нормативной документацией, а также доступностью исходных сведений.

Способы учета износа оборудования

Далее целесообразно перейти к заключительному аспекту столь широкой темы, как износ производственных механизмов, оборудования, изделий и отдельных их составляющих. Амортизационные отчисления, которые призваны стать компенсацией процессов старения оборудования, в настоящее время можно также определить посредством целого ряда методик:

• Пропорциональный или линейный расчет.
• Метод уменьшаемого остатка.
• Расчет, произведенный в соответствии со сроком производственного использования.
• Расчет, осуществленный согласно объему выпущенного продукта.

Важно знать, что выбор конкретной методики реализуется при формировании или глубокой реорганизации структуры. Он обязательным образом закрепляется в учетной политике предприятия. Эксплуатация производственных механизмов, оборудования и разносортных изделий в соответствии с общепринятыми правилами и нормативными документами, а также достаточные и своевременные отчисления в амортизационные фонды, так или иначе, позволяют организациям сохранить экономическую и технологическую эффективность на конкурентоспособном уровне. В итоге структуры могут непрерывно приносить радость своим потребителям качественной товарной продукцией по разумным ценам.

Заключение

Итак, мы рассмотрели достаточно широкую в плане классификации категорию издержек, ее содержание и основные особенности. Помимо этого, разобрали причины износа и способы его оценки, а также учета. Как оказалось, учетных методик достаточно много, и все они принципиальным образом отличаются, имеют свои преимущества и недостатки. В заключение стоит добавить, что сегодня на территории Российской Федерации развитие реальной области экономики становится одной из самых важных задач. Тем не менее решать ее приходится в непростое время. Износ промышленного оборудования сегодня достигает 78 %, а заемные средства обходятся крайне дорого. Именно поэтому соответствующие государственные структуры усиленно работают над выработкой ресурсов, которые способны помочь восстановлению и дальнейшей модернизации промышленной отрасли в стране.

При работе любого производственного оборудования происходят процессы, связанные с постепенным снижением его рабочих характеристик и изменением свойств деталей и узлов. Накапливаясь, они могут привести к полной остановке и серьезной поломке. Чтобы избежать негативных экономических последствий, предприятия организуют у себя процесс управления износом и своевременного обновления основных фондов.

Определение износа

Износом, или старением, называют постепенное снижение эксплуатационных характеристик изделий, узлов или оборудования в результате изменения их формы, размеров или физико-химических свойств. Эти изменения возникают постепенно и накапливаются в ходе эксплуатации. Существует много факторов, определяющих скорость старения. Негативно сказываются:

• трение;
• статические, импульсные или периодические механические нагрузки;
• температурный режим, особенно экстремальный.

Замедляют старение следующие факторы:

• конструктивные решения;
• применение современных и качественных смазочных материалов;
• соблюдение условий эксплуатации;
• своевременное техническое обслуживание, планово–предупредительные ремонты.

Вследствие снижения эксплуатационных характеристик снижается также и потребительская стоимость изделий.

Виды износа

Скорость и степень изнашивания определяется условиями трения, нагрузками, свойствами материалов и конструктивными особенностями изделий.

В зависимости от характера внешних воздействий на материалы изделия различают следующие основные виды износа:

• абразивный вид — повреждение поверхности мелкими частицами других материалов;
• кавитационный, вызываемый взрывным схлопыванием газовых пузырьков в жидкой среде;
• адгезионный вид;
• окислительный вид, вызываемый химическими реакциями;
• тепловой вид;
• усталостный вид, вызванный изменениями структуры материала.

Некоторые виды старения разбиваются на подвиды, как, например, абразивный.

Абразивный

Заключается в разрушении поверхностного слоя материала в ходе контакта с более твердыми частицами других материалов. Характерен для механизмов, работающих в условиях запыленности:

• горное оборудование;
• транспорт, дорожно-строительные механизмы;
• сельскохозяйственные машины;
• строительство и производство стройматериалов.

Противодействовать ему можно, применяя специальные упрочненные покрытия для трущихся пар, а также своевременно меняя смазку.

Газоабразивный

Данный подвид абразивного изнашивания отличается от него тем, что твердые абразивные частицы перемещаются в газовом потоке. Материал поверхности крошится, срезается, деформируется. Встречается в таком оборудовании, как:

• пневмопроводы;
• лопасти вентиляторов и насосов для перекачки загрязненных газов;
• узлы доменных установок;
• компоненты твердотопливных турбореактивных двигателей.

Зачастую газоабразивное воздействие сочетается с присутствием высоких температур и плазменных потоков.

Скачать ГОСТ 27674-88

Гидроабразивный

Воздействие аналогично предыдущему, но роль носителя абразива выполняет не газовая среда, а поток жидкости.

Такому воздействию подвержены:

• гидротранспортные системы;
• узлы турбин ГЭС;
• компоненты намывочного оборудования;
• горная техника, применяемая для промывки руды.

Иногда гидроабразивные процессы усугубляются воздействием агрессивной жидкой среды.

Кавитационный

Перепады давления в жидкостном потоке, обтекающем конструкции, приводят к возникновению газовых пузырьков в зоне относительного разрежения и их последующему взрывному схлопыванию с образование ударной волны. Эта ударная волна и является основным действующим фактором кавитационного разрушения поверхностей. Такое разрушение встречается на гребных винтах больших и малых судов, в гидротурбинном и технологическом оборудовании. Усложнять ситуацию могут воздействие агрессивной жидкой среды и наличие в ней абразивной взвеси.

Адгезионный

При продолжительном трении, сопровождающимся пластическими деформациями участников трущейся пары, происходит периодическое сближение участков поверхности на расстояние, позволяющее силам межатомного взаимодействия проявить себя. Начинает взаимопроникновение атомов вещества одной детали в кристаллические структуры другой. Неоднократное возникновение адгезионных связей и их прерывание приводят к отделению поверхностных зон от детали. Адгезионному старению подвержены нагруженные трущиеся пары: подшипники, валы, оси, вкладыши скольжения.

Тепловой

Тепловой вид старения заключается в разрушении поверхностного слоя материала или в изменении свойств глубинных его слоев под воздействием постоянного или периодического нагрева элементов конструкции до температуры пластичности. Повреждения выражаются в смятии, оплавлении и изменении формы детали. Характерен для высоконагруженных узлов тяжелого оборудования, валков прокатных станов, машин горячей штамповки. Может встречаться и в других механизмах при нарушении проектных условий смазки или охлаждения.

Усталостный

Связан с явлением усталости металла под переменными или статическими механическими нагрузками. Напряжения сдвигового типа приводят к развитию в материалах деталей трещин, вызывающих снижение прочности. Трещины приповерхностного слоя растут, объединяются и пресекаются друг с другом. Это приводит к эрозии мелких чешуеобразным фрагментов. Со временем такой износ может привести к разрушению детали. Встречается в узлах транспортных систем, рельсах, колесных парах, горных машинах, строительных конструкциях и т.п.

Фреттинговый

Фреттинг — явление микроразрушения деталей, находящихся в тесном контакте в условиях вибрации малой амплитуды — от сотых долей микрона. Такие нагрузки характерны для заклепок, резьбовых соединений, шпонок, шлицев и штифтов, соединяющих детали механизмов. По мере нарастания фреттингового старения и отслоения частичек металла последние выступают в роли абразива, усугубляя процесс.

Существуют и другие, менее распространенные специфические виды старения.

Типы износа

Классификация видов износа с точки зрения вызывающих его физических явлений в микромире, дополняется систематизацией по макроскопическим последствиям для экономики и ее субъектов.

В бухгалтерском учете и финансовой аналитике понятие износа, отражающее физическую сторону явлений, тесно связано с экономическим понятием амортизации оборудования. Амортизация означает как снижение стоимости оборудования по мере его старения, так и отнесение части этого снижения на стоимость производимой продукции. Это делается с целью аккумулирования на специальных амортизационных счетах средств для закупки нового оборудования или частичного усовершенствования его.

В зависимости от причин и последствий различают физический, функциональный и экономический.

Физический износ

Здесь подразумевается непосредственная утрата проектных свойств и характеристик единицы оборудования в ходе ее использования. Такая утрата может быть либо полной, либо частичной. В случае частичного износа оборудование подвергается восстановительный ремонт, возвращающий свойства и характеристики единицы на первоначальный (или другой, заранее оговоренный) уровень. При полном износе оборудование подлежит списанию и демонтажу.

Кроме степени, физический износ также разделяется на рода:

• Первый. Оборудование изнашивается в ходе планового использования с соблюдением всех норм и правил, установленных изготовителем.
• Второй. Изменение свойств обусловлено неправильной эксплуатацией либо факторами непреодолимой силы.
• Аварийный. Скрытое изменение свойств приводит к внезапному аварийному выходу из строя.

Перечисленные разновидности применимы не только к оборудованию в целом, но и к отдельным его деталям и узлам

Данный тип является отражением процесса морального устаревания основных фондов. Этот процесс заключается в появлении на рынке однотипного, но более производительного, экономичного и безопасного оборудования. Станок или установка физически еще вполне исправна и может выпускать продукцию, но применение новых технологий или более совершенных моделей, появляющихся на рынке, делает использование устаревших экономически невыгодным. Функциональный износ может быть:

• Частичным. Станок невыгоден для законченного производственного цикла, но вполне пригоден для выполнения некоторого ограниченного набора операций.
• Полным. Любое использование приводит к причинению убытков. Единица подлежит списанию и демонтажу

Функциональный износ также подразделяют по вызвавшим его факторам:

• Моральный. Доступность технологически идентичных, но более совершенных моделей.
• Технологический. Разработка принципиально новых технологий для выпуска такого же вида продукции. Приводит к необходимости перестройки всей технологической цепочки с полным или частичным обновлением состава основных средств.

В случае появления новой технологии, как правило, состав оборудования сокращается, а трудоемкость падает.

Кроме физических, временных и природных факторов на сохранность характеристик оборудования оказывают опосредованное влияние и экономические факторы:

• Падение спроса на выпускаемые товары.
• Инфляционные процессы. Цены на сырье, комплектующие и трудовые ресурсы растут, в то же время пропорционального роста цен на продукцию предприятия не происходит.
• Ценовое давление конкурентов.
• Рост стоимости кредитных услуг, используемых для операционной деятельности или для обновления основных фондов.
• Внеинфляционные колебания цен на рынках сырья.
• Законодательные ограничения на применение оборудования, не отвечающего стандартам по охране окружающей среды.

Экономическому старению и утрате потребительских качеств подвержена как недвижимость, так и производственные группы основных фондов. На каждом предприятии ведутся реестры основных фондов, в которых учитывается их износ и ход амортизационных накоплений.

Основные причины и способы как определить износ

Чтобы определить степень и причины износа, на каждом предприятии создается и действует комиссия по основным фондам. Износ оборудования определяется одним из следующих способов:

• Наблюдение. Включает в себя визуальный осмотр и комплексы измерений и испытаний.
• По сроку эксплуатации. Определяется как отношение фактического срока использования к нормативному. Значение этого отношения принимается за величину износа в процентном выражении.
• укрупненная оценка состояния объекта производится с помощью специальных метрик и шкал.
• Прямое измерение в деньгах. Сопоставляется стоимость приобретения новой аналогичной единицы основных средств и расходы на восстановительный ремонт.
• доходность дальнейшего использования. Оценивается снижение дохода с учетом всех издержек по восстановлению свойств по сравнению с теоретическим доходом.

Какую из методик применять в каждом конкретном случае — решает комиссия по основным средствам, руководствуясь нормативными документами и доступностью исходной информации.

Способы учета

Амортизационные отчисления, призванные компенсировать процессы старения оборудования, также допустимо определять по нескольким методикам:

• линейный, или пропорциональный расчет;
• способ уменьшаемого остатка;
• по суммарному сроку производственного применения;
• в соответствии с объемом выпущенной продукции.

Выбор методики осуществляется при создании или глубокой реорганизации предприятия и закрепляется в его учетной политике.

Эксплуатация оборудования в соответствии с правилами и нормативами, своевременные и достаточные отчисления в амортизационные фонды позволяют предприятиям сохранять технологическую и экономическую эффективность на конкурентоспособном уровне и радовать своих потребителей качественными товарами по разумным ценам.

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;

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.

mehanik-ua.ru

Основные виды износа оборудования: определение, причины, способы учета

При работе любого производственного оборудования происходят процессы, связанные с постепенным снижением его рабочих характеристик и изменением свойств деталей и узлов. Накапливаясь, они могут привести к полной остановке и серьезной поломке. Чтобы избежать негативных экономических последствий, предприятия организуют у себя процесс управления износом и своевременного обновления основных фондов.

Определение износа

Износом, или старением, называют постепенное снижение эксплуатационных характеристик изделий, узлов или оборудования в результате изменения их формы, размеров или физико-химических свойств. Эти изменения возникают постепенно и накапливаются в ходе эксплуатации. Существует много факторов, определяющих скорость старения. Негативно сказываются:

• трение;
• статические, импульсные или периодические механические нагрузки;
• температурный режим, особенно экстремальный.

Замедляют старение следующие факторы:

• конструктивные решения;
• применение современных и качественных смазочных материалов;
• соблюдение условий эксплуатации;
• своевременное техническое обслуживание, планово–предупредительные ремонты.

Вследствие снижения эксплуатационных характеристик снижается также и потребительская стоимость изделий.

Виды износа

Скорость и степень изнашивания определяется условиями трения, нагрузками, свойствами материалов и конструктивными особенностями изделий.

В зависимости от характера внешних воздействий на материалы изделия различают следующие основные виды износа:

• абразивный вид — повреждение поверхности мелкими частицами других материалов;
• кавитационный, вызываемый взрывным схлопыванием газовых пузырьков в жидкой среде;
• адгезионный вид;
• окислительный вид, вызываемый химическими реакциями;
• тепловой вид;
• усталостный вид, вызванный изменениями структуры материала.

Некоторые виды старения разбиваются на подвиды, как, например, абразивный.

Абразивный

Заключается в разрушении поверхностного слоя материала в ходе контакта с более твердыми частицами других материалов. Характерен для механизмов, работающих в условиях запыленности:

• горное оборудование;
• транспорт, дорожно-строительные механизмы;
• сельскохозяйственные машины;
• строительство и производство стройматериалов.

Противодействовать ему можно, применяя специальные упрочненные покрытия для трущихся пар, а также своевременно меняя смазку.

Газоабразивный

Данный подвид абразивного изнашивания отличается от него тем, что твердые абразивные частицы перемещаются в газовом потоке. Материал поверхности крошится, срезается, деформируется. Встречается в таком оборудовании, как:

• пневмопроводы;
• лопасти вентиляторов и насосов для перекачки загрязненных газов;
• узлы доменных установок;
• компоненты твердотопливных турбореактивных двигателей.

Зачастую газоабразивное воздействие сочетается с присутствием высоких температур и плазменных потоков.

Скачать ГОСТ 27674-88

Гидроабразивный

Воздействие аналогично предыдущему, но роль носителя абразива выполняет не газовая среда, а поток жидкости.

Такому воздействию подвержены:

• гидротранспортные системы;
• узлы турбин ГЭС;
• компоненты намывочного оборудования;
• горная техника, применяемая для промывки руды.

Иногда гидроабразивные процессы усугубляются воздействием агрессивной жидкой среды.

Кавитационный

Перепады давления в жидкостном потоке, обтекающем конструкции, приводят к возникновению газовых пузырьков в зоне относительного разрежения и их последующему взрывному схлопыванию с образование ударной волны. Эта ударная волна и является основным действующим фактором кавитационного разрушения поверхностей. Такое разрушение встречается на гребных винтах больших и малых судов, в гидротурбинном и технологическом оборудовании. Усложнять ситуацию могут воздействие агрессивной жидкой среды и наличие в ней абразивной взвеси.

Адгезионный

При продолжительном трении, сопровождающимся пластическими деформациями участников трущейся пары, происходит периодическое сближение участков поверхности на расстояние, позволяющее силам межатомного взаимодействия проявить себя. Начинает взаимопроникновение атомов вещества одной детали в кристаллические структуры другой. Неоднократное возникновение адгезионных связей и их прерывание приводят к отделению поверхностных зон от детали. Адгезионному старению подвержены нагруженные трущиеся пары: подшипники, валы, оси, вкладыши скольжения.

Тепловой

Тепловой вид старения заключается в разрушении поверхностного слоя материала или в изменении свойств глубинных его слоев под воздействием постоянного или периодического нагрева элементов конструкции до температуры пластичности. Повреждения выражаются в смятии, оплавлении и изменении формы детали. Характерен для высоконагруженных узлов тяжелого оборудования, валков прокатных станов, машин горячей штамповки. Может встречаться и в других механизмах при нарушении проектных условий смазки или охлаждения.

Усталостный

Связан с явлением усталости металла под переменными или статическими механическими нагрузками. Напряжения сдвигового типа приводят к развитию в материалах деталей трещин, вызывающих снижение прочности. Трещины приповерхностного слоя растут, объединяются и пресекаются друг с другом. Это приводит к эрозии мелких чешуеобразным фрагментов. Со временем такой износ может привести к разрушению детали. Встречается в узлах транспортных систем, рельсах, колесных парах, горных машинах, строительных конструкциях и т.п.

Фреттинговый

Фреттинг — явление микроразрушения деталей, находящихся в тесном контакте в условиях вибрации малой амплитуды — от сотых долей микрона. Такие нагрузки характерны для заклепок, резьбовых соединений, шпонок, шлицев и штифтов, соединяющих детали механизмов. По мере нарастания фреттингового старения и отслоения частичек металла последние выступают в роли абразива, усугубляя процесс.

Существуют и другие, менее распространенные специфические виды старения.

Типы износа

Классификация видов износа с точки зрения вызывающих его физических явлений в микромире, дополняется систематизацией по макроскопическим последствиям для экономики и ее субъектов.

В бухгалтерском учете и финансовой аналитике понятие износа, отражающее физическую сторону явлений, тесно связано с экономическим понятием амортизации оборудования. Амортизация означает как снижение стоимости оборудования по мере его старения, так и отнесение части этого снижения на стоимость производимой продукции. Это делается с целью аккумулирования на специальных амортизационных счетах средств для закупки нового оборудования или частичного усовершенствования его.

В зависимости от причин и последствий различают физический, функциональный и экономический.

Физический износ

Здесь подразумевается непосредственная утрата проектных свойств и характеристик единицы оборудования в ходе ее использования. Такая утрата может быть либо полной, либо частичной. В случае частичного износа оборудование подвергается восстановительный ремонт, возвращающий свойства и характеристики единицы на первоначальный (или другой, заранее оговоренный) уровень. При полном износе оборудование подлежит списанию и демонтажу.

Кроме степени, физический износ также разделяется на рода:

• Первый. Оборудование изнашивается в ходе планового использования с соблюдением всех норм и правил, установленных изготовителем.
• Второй. Изменение свойств обусловлено неправильной эксплуатацией либо факторами непреодолимой силы.
• Аварийный. Скрытое изменение свойств приводит к внезапному аварийному выходу из строя.

Перечисленные разновидности применимы не только к оборудованию в целом, но и к отдельным его деталям и узлам

Данный тип является отражением процесса морального устаревания основных фондов. Этот процесс заключается в появлении на рынке однотипного, но более производительного, экономичного и безопасного оборудования. Станок или установка физически еще вполне исправна и может выпускать продукцию, но применение новых технологий или более совершенных моделей, появляющихся на рынке, делает использование устаревших экономически невыгодным. Функциональный износ может быть:

• Частичным. Станок невыгоден для законченного производственного цикла, но вполне пригоден для выполнения некоторого ограниченного набора операций.
• Полным. Любое использование приводит к причинению убытков. Единица подлежит списанию и демонтажу

Функциональный износ также подразделяют по вызвавшим его факторам:

• Моральный. Доступность технологически идентичных, но более совершенных моделей.
• Технологический. Разработка принципиально новых технологий для выпуска такого же вида продукции. Приводит к необходимости перестройки всей технологической цепочки с полным или частичным обновлением состава основных средств.

В случае появления новой технологии, как правило, состав оборудования сокращается, а трудоемкость падает.

Кроме физических, временных и природных факторов на сохранность характеристик оборудования оказывают опосредованное влияние и экономические факторы:

• Падение спроса на выпускаемые товары.
• Инфляционные процессы. Цены на сырье, комплектующие и трудовые ресурсы растут, в то же время пропорционального роста цен на продукцию предприятия не происходит.
• Ценовое давление конкурентов.
• Рост стоимости кредитных услуг, используемых для операционной деятельности или для обновления основных фондов.
• Внеинфляционные колебания цен на рынках сырья.
• Законодательные ограничения на применение оборудования, не отвечающего стандартам по охране окружающей среды.

Экономическому старению и утрате потребительских качеств подвержена как недвижимость, так и производственные группы основных фондов. На каждом предприятии ведутся реестры основных фондов, в которых учитывается их износ и ход амортизационных накоплений.

Основные причины и способы как определить износ

Чтобы определить степень и причины износа, на каждом предприятии создается и действует комиссия по основным фондам. Износ оборудования определяется одним из следующих способов:

• Наблюдение. Включает в себя визуальный осмотр и комплексы измерений и испытаний.
• По сроку эксплуатации. Определяется как отношение фактического срока использования к нормативному. Значение этого отношения принимается за величину износа в процентном выражении.
• укрупненная оценка состояния объекта производится с помощью специальных метрик и шкал.
• Прямое измерение в деньгах. Сопоставляется стоимость приобретения новой аналогичной единицы основных средств и расходы на восстановительный ремонт.
• доходность дальнейшего использования. Оценивается снижение дохода с учетом всех издержек по восстановлению свойств по сравнению с теоретическим доходом.

Какую из методик применять в каждом конкретном случае — решает комиссия по основным средствам, руководствуясь нормативными документами и доступностью исходной информации.

Способы учета

Амортизационные отчисления, призванные компенсировать процессы старения оборудования, также допустимо определять по нескольким методикам:

• линейный, или пропорциональный расчет;
• способ уменьшаемого остатка;
• по суммарному сроку производственного применения;
• в соответствии с объемом выпущенной продукции.

Выбор методики осуществляется при создании или глубокой реорганизации предприятия и закрепляется в его учетной политике.

Эксплуатация оборудования в соответствии с правилами и нормативами, своевременные и достаточные отчисления в амортизационные фонды позволяют предприятиям сохранять технологическую и экономическую эффективность на конкурентоспособном уровне и радовать своих потребителей качественными товарами по разумным ценам.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

stankiexpert.ru

Виды дефектов и износов деталей автомобиля

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.

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.

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.

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.

Усталостный износ. Многие 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.

ПРИМЕЧАНИЕ 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.

СОВЕТ 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!

www.gazu.ru

Виды износа деталей станков | Износ деталей машин

Определено, что у деталей станков в зонах контакта их поверхностей можно выделить два основных вида взаимодействий: механическое и молекулярное. Эти взаимодействия вызывают физико-химические изменения поверхностных слоев, что в свою очередь определяет различные виды поверхностных разрушений деталей станков и механизмов. Эти разрушения определяют износ деталей, в конечном счете приводящий к полному выходу их из строя.

Исходя из видов взаимодействий сопряженных поверхностей взаимосвязанных деталей и соответствующих им видов износов и разрушений, в практике различают несколько видов изнашивания.

Износ схватыванием

Изнашивание схватыванием возникает при трении скольжения с относительно малыми скоростями перемещения трущихся поверхностей (меньше 1,0 м/с для стали) и удельными давлениями, превышающими предел текучести материала на участках фактического контакта, при отсутствии смазки и защитной пленки окислов. Коэффициент трения при схватывании достигает 1,0-4,0. Данному виду изнашивания соответствует определенный вид поверхности детали (рис. 5,а). Вид деталей с признаками так называемого окислительного изнашивания показан на рис. 5, б.

Тепловое изнашивание

Тепловое изнашивание возникает от тепла, полученного в процессе трения. При трении скольжения со скоростями 3-4 м/с и большими удельными давлениями в активных микроскопических объемах поверхностей трущейся пары возникают высокие температуры, что вызывает изменеиие микроструктуры в поверхностных слоях. Такое явление уменьшает поверхностную прочность, способствует развитию контактного схватывания трущейся пары и разрушению поверхностного слоя (рис. 5, в).

Рис 5 — Виды износа деталей

С увеличением скорости относительного перемещения трущейся пары увеличивается и концентрация тепла на поверхности трения. Это приводит к качественному изменению металла в поверхностном слое и к активизации процесса теплового изнашивания. Если к тому же изменить удельное давление на трущиеся поверхности, то изменится и глубина активных слоев этого процесса. С возрастанием скорости скольжения коэффициент трения сначала увеличивается, затем, достигнув максимума, плавно снижается. При сухом трении стали по стали коэффициент трения при наличии процесса теплового изнашивания находится в пределах от 0,1 до 0,5.

Осповидное изнашивание

Осповидное изнашивание происходит у деталей, взаимному перемещению сопрягаемых поверхностей которых характерно трение качения. При осповидном изнашивании происходит микропластическая деформация поверхностей деталей с упрочнением поверхностных слоев. Механизм процесса изнашивания объясняется возникновением сложного напряженного состояния активных объемов металла у поверхности трения с появлением усталости при повторно-переменных нагрузках, которые вызывают течение металла в поверхностных слоях.

Абразивное изнашивание

Абразивное изнашивание происходит в результате царапающего действия твердых частиц, попадающих между трущимися поверхностями. Эти частицы, хаотически ориентированные острыми ребрами относительно изнашиваемой поверхности, режут металл, деформируют его, оставляя следы в виде царапин.

Процессу абразивного изнашивания характерны три вида воздействия твердых частиц на сопряженные поверхности:

• воздействие па сопряженные поверхности твердыми частицами, принадлежащими одной из работающих деталей;
• воздействие посторонних частиц на одну из работающих деталей;
• воздействие посторонних частиц на обе работающие детали в зоне их контакта.

В практике износ деталей станков и механизмов происходит, как правило, при протекании различных процессов изнашивания. Изменение условий работы тон или иной детали или постоянство этих условий приводит лишь к тому, что какой-то из процессов изнашивания становится преобладающим и определяющим потерю работоспособности детали.

www.metalcutting.ru

Понятие износа, главные виды износа Характеристика адгезионного и абразивного износа Абразивный износ возникает при попадании между трущимися поверхностями твердых абразивных частиц: песка, продуктов износа, окислов различных материалов. Для этого вида характера высокая скорость изнашивания сопряженных поверхностей деталей, наличие на них рисок, неровностей, которые возникают при взаимном перемещении деталей, в результате чего микроскопические выступы вступают в контакт между собой и препятствуют движению. Адгезионныйизнос происходит в результате действия высоких локальных давлений, сваривания между собой шероховатостей поверхностей, последующей пластической деформации, возникающей при их относительном перемещении, разрушения локальных сцеплений шероховатостей, удаления или переноса металла. При абразивном износе частицы удаляются с поверхности в результате режущего или царапающего действия неровностей более твердой из контактирующих поверхностей или твердых частиц, задержавшихся между поверхностями. Когда одновременно возникают условия как для адгезионного, так и для абразивного износа и коррозии, эти процессы взаимодействуют между собой и происходит коррозионный износ. Коррозионный износ и поверхностная усталость Механическое изнашивание, усиливаемое явлением коррозии, называют коррозионно-механическим изнашиванием. При сочетании коррозионных воздействий различного характера с разными видами механического воздействия могут получиться и разные виды коррозионно-механического изнашивания. Коррозионное разрушение деталей проявляется в виде оксидных пленок, пятен и раковин. Окислительное изнашивание. При окислительном изнашивании кислород воздуха, вступая во взаимодействие с металлом, образует на нем окисную плёнку, сильно влияющую на процессы трения и изнашивания.. Фреттинг — коррозионное изнашивание возникает у соприкасающихся тел при малых колебательных их перемещениях. Этот вид изнашивания имеет место на по­верхности шеек под подшипники поворотных цапф, в болтовых соединениях рам, кузовов и других деталях, работающих в коррозионных средахУсталость материала деталей- это процесс постепенного накопления по­вреждений под действием повторных знакопеременных напряжений в металле, приводящий к снижению долговечности, образованию трещин и разрушению дета­лей. Явление усталости материала возникает в таких деталях, как подшипники качения, рессоры, пружины и др. Основные признаки предельного износа Предельным износом детали называется такой износ, при котором дальнейшая нормальная работа данного сопряжения невозможна, так как может произойти авария. Основными признаками наступления предельного износа деталей являются стуки, затруднения запуска, перегрев двигателя, увеличенный расход топлива и масла, дымление из картера и снижение мощности. Технический критерий позволяет определять предельный износ деталей на основании наступления резкого форсированного изнашивания, резкого повышения интенсивности изнашивания и возникновения внезапных отказов. Понятие о допустимом и предельном износах Предельным износом детали называется такой износ, при котором дальнейшая нормальная работа данного сопряжения невозможна, так как может произойти авария.Допустимым износом детали называется такой износ, при котором данное сопряжение может нормально работать еще целый межремонтный срок. Точность изделия. Конструкторские и производственные погрешности Точность изделия– это степень соответствия изготовляемых изделий (деталей, узлов, машин,приборов) заранее установленным параметрам, задаваемым чертежом, техническими условиями,стандартами. Погрешность измерения — оценка отклонения величины измеренного значения величины от её истинного значения. Погрешность измерения является характеристикой (мерой) точности измерения. Погрешность результата измерения — это число, указывающее возможные границы неопределенности полученного значения измеряемой величины. Поскольку выяснить с абсолютной точностью истинное значение любой величины невозможно, то невозможно и указать величину отклонения измеренного значения от истинного. Все производственные погрешности являются причиной погрешности технологического оснащения, оборудования, отклонения параметров используемых материалов и др. Погрешности разделяются на систематические и случайные. Систематическиеобусловлены неоднородностью сырья от партии к партии, погрешностью оборудования или оснащения, методическими погрешностями (метод сборки, метод регулировки, выбор средств измерения, неточность изготовления оснастки и инструмента), деформаций и износом оборудования, квазистатическими изменениями, температурными и другими воздействиями. Случайные погрешности обусловлены неоднородностью свойств материала в пределах партии, изменением свойств ЭРЭ, колебаниями технологических режимов, в т.ч. из-за динамических температурных воздействий, ошибками рабочего персонала. Подготовка вагонов к ремонту Вагоны, подлежащие ремонту, исключают из рабочего парка и направляют к месту ремонта. Подготовка вагонов к ремонту состоит из очистки, обмывки их, а также определения характера и объема ремонтных работ. По прибытии на вагоноремонтный завод вагоны принимают от заказчика работники бюро (отдела) по определению объема ремонта. В вагонном депо вагоны принимаются с базы отстоя, выделенным для этой цели бригадиром под руководством мастера депо. При приемке вагонов на заводе проверяют наличие, комплектность и техническое состояние его составных частей. На основании внешнего осмотра составляют приемо-сдаточный акт, в котором фиксируют недостающие, нетиповые и изношенные сверх допустимых норм детали и отмечают аварийные повреждения. Более тщательный осмотр всех сборочных единиц вагона, определение объема предстоящих работ, в том числе и дополнительных, не предусмотренных руководствами по ремонту, производят в процессе разборки и ремонта вагона. При этом составляют специализированные по сборочным единицам, комплектам вагонного оборудования и отдельным работам (электро- и газосварочные, окрасочные) ведомости ремонта. На выявленные дополнительные работы и на работы по модернизации вагонов составляется акт, который согласовывается с заказчиком. Многостадийная очистка вагона важный элемент производственной культуры каждого вагоноремонтного предприятия. Она обеспечивает на производственных участках вагоноремонтных предприятий нормальные условия труда на уровне современных санитарно — гигиенических требований и создает положительный психофизиологический настрой. Без надлежащей очистки нельзя качественно осмотреть детали выявить повреждения или определить степень износа, установить возможность восстановления деталей или необходимость их замены. Очистка поверхности — это удаление вредных или нежелательных наслоений (загрязнений), различных по своей природе и свойствам. Устраняя коррозионные наслоения, она предотвращает дальнейшее развитие коррозии и создает условия для качественного восстановления защитных покрытий. Предохраняет лакокрасочные покрытия от преждевременного старения. Воссоздает эстетические и гигиенические качества поверхности.После очистки вагон подается на разборку. Объем разборочных работ зависит от вида ремонта вагона и устанавливается руководствами по ремонту и техническими условиями, указаниями и инструкциями. Ответственные части вагона, особенно те, от которых зависит безопасность движения поездов, демонтируют обязательно Их разбирают, тщательно осматривают и ремонтируют как при капитальном, так и при деповском ремонте. К таким частям относятся: тележки, колесные пары, буксовые комплексы, тормозные приборы., гасители колебании, автосцепное устройство, некоторое электрооборудование. Последовательность разборки и возможность параллельного ведения разборочных операций устанавливаются технологическим процессом. Отдельные сборочные единицы и детали допускается демонтировать на ремонтных позициях вагоносборочного производственного участка.Неразрушающий контроль заготовок, деталей и конструкций при изготовлении и эксплуатации машин и сооружений имеет большое значение для определения их качественного состояния и позволяет, кроме обнаружения различных дефектов, устанавливать структуру металла, толщину защитных покрытий и т. д. Неразрушающий контроль объектов с целью выявления дефектов называется дефектоскопией. Приборы для выявления дефектов (трещин, расслоений и т. д.) в материалах и изделиях методами неразрушающего контроля называются дефектоскопами. Ремонт кузовов полувагонов Основными причинами недостаточности сохранности кузовов полувагонов в эксплуатации являются интенсивное ведение погрузочно-разгрузочных работ с применением механизмов, конструктивно не соответствующих условиям их взаимодействия с подвижным составом, нарушения технологии грузовой работы, а также отклонения в эксплуатационной работе. Капитальный ремонт кузовов полувагонов на ВРЗ производится на поточно-механизированных линиях за три этапа: на первом этапе производится предварительная разборка и обмывка вагона, на втором этапе правка и удаление негодных элементов и третья стадия — вагоносборочные работы. Весь основной объем правильных работ производится с помощью передвижных ремонтных машин. Правку местных прогибов швеллера верхней обвязки свыше 10 мм производят со снятием усиления верхней обвязки.рещины или изломы верхней обвязки разрешается ремонтировать сваркой с последующим усилением этой зоны двумя наружными угловыми накладками. При замене негодных частей верхней обвязки допускается не более одного стыка в зоне между смежными стойками. При ремонте стоек допускается оставлять местные вмятины стоек кузова коробчатого сечения глубиной до 30 мм при отсутствии трещин. Обычно такие вмятины закрывают вставкой с обваркой по периметру. Появляющиеся на корытообразного сечения стойках одного из следующих повреждений — излома, трещины более 50 % сечения, коррозии более 30 % толщины или подреза полок более 20 мм при расположении поврежденного места на расстоянии менее 300 мм от верхней кромки нижней обвязки кузова, разрешается ремонтировать стойку путем вырезки дефектной зоны стойки на высоту не менее 300 мм от нижней обвязки с постановкой и приваркой новой части стойки. Сварной стыковой шов при этом усиливается накладкой толщиной б мм, приваренной по периметру. емонтировать таким методом две рядом стоящие дефектные стойки не разрешается — одна из стоек должна быть заменена новой. При деформациях стоек суммарное уширение или сужение кузова в средней части полувагона допускается до 30 мм, а одной стены — до 15 мм. В сечении угловых стоек уширение или сужение допускается до 10 мм. Металлическую обшивку, имеющую местные вмятины более 15 мм, выправляют. В случае наличия трещин в обшивке длиной до 100 мм, их устраняют сваркой без постановки усиливающей накладки. Трещины длиной более 100 мм ремонтируют сваркой с постановкой усиливающей накладки толщиной 4 мм с внутренней стороны кузова с обваркой ее по периметру. Накладка должна перекрывать трещину не менее, чем на 30 мм с каждой стороны. В одном пролете между стойками разрешается ремонтировать не более двух трещин с расстоянием между ними не менее 1000 мм. При этом допускается ремонт двух трещин одной накладкой, площадь которой не должна превышать 0,3 м3. При образовании пробоины в металлической обшивке кромки ее выправляют и устанавливают усиливающую накладку с внутренней стороны кузова, с обваркой ее по периметру с наружной стороны сплошным швом, а с внутренней стороны прерывистым сварным швом. Лучевые трещины от пробоины не допускаются и при ремонте обшивки рваные края пробоины с трещинами необходимо вырезать. В одном пролете между стойками разрешается устранять не более двух пробоин с суммарной площадью до 0,3 м2. При коррозионных повреждениях обшивки более 30 % толщины листа обшивку ремонтируют постановкой накладки толщиной 4 мм. Разрешается также смена части обшивки шириной до 400 мм на всю длину между смежными стойками или по всей длине вагона с расположением стыков на стойках. Основными причинами недостаточности сохранности кузовов полувагонов в эксплуатации являются интенсивное ведение погрузочно-разгрузочных работ с применением механизмов, конструктивно не соответствующих условиям их взаимодействия с подвижным составом, нарушения технологии грузовой работы, а также отклонения в эксплуатационной работе. Чтобы не допустить эти разрушения, регламентируются правила погрузки, согласно которым вес груза, одновременно сбрасываемого из ковша на одну крышку люка, не должен превышать 5 т. Допускается сброс груза до 7 т при условий предварительной подсыпки на крышки люков слоя мелкокускового груза толщиной не менее 300 мм. Частными неисправностями крышек разгрузочных люков и торцовых дверей полувагонов являются: выпуклость, прогибы, пробоины и трещины, а также износ их запорных механизмов. Выпуклость и прогиб крышек люков более 25 мм устраняют правкой на прессах. Толщина металла крышки люка в местах наложения сварных швов должна быть не менее 4 мм. При деповском и текущем ремонтах вагонов в крыщках люков разрешается производить без снятия с полувагона заварку дефектов в сварных швах, заварку не более двух трещин длиной до 100 мм. Изношенные детали запорного механизма восстанавливают наплавкой. Для устранения местных зазоров между крышкой люка и плоскостью её прилегания производят правку соответствующего места или приваривают не более двух планок общей длины до 12 мм на горизонтальные полки запорных угольников. Ремонт котлов цистерн До подачи в ремонт котлы цистерн должны быть пропарены, про­мыты. очищены изнутри и снаружи, а также дегазированы и прове­рены на взрывобезопасность. Подготовка специализированных цистерн к ремонту выполняется предприятиями, их эксплуатирующими, а цистерны для нефтепродук­тов-пунктами подготовки к наливу. При всех видах ремонта котлов четырехосных цистерн разрешает­ся заварка трещин независимо от места их образования в количестве не более одной на 1 м2, а также трещин в сварных соединениях продольных и кольцевых листов. Если трещина уходит под фасонную лапу, то ее заварка производится при срезанной фа­сонной лапе. Трещины, переходящие с колпака на котел цистерны, ремонтируют заваркой после eё разделки с двух сторон и после паления сварного шва соединения колпака на расстоянии 50 мм в обе стороны от трещины. Пробоины ремонтируют путем вырезки поврежденного участка и постановки вставки круглой формы диаметром 15 см, а при боль­ших размерах пробоин допускается постановка эллиптической или прямоугольной вставки. Толщина металла вставки должна соответ­ствовать толщине котла в месте ремонта. Оставшуюся толщину металла котла определяют ультразву­ковыми толщиномерами типов КВАРЦ-15 и УТ-93П. Участки, пора­жённые коррозией на глубину 50% и более от номинальной толщины, а в броневом листе в местах опор — более 30%, удаляют и ремонтируют вваркой части днища или продольного листа. При небольшой площади пораженного коррозией участка разрешается производить ремонт постановкой двух вставок на обечайках площадью по 1,5 м2, а также постановкой вставок общей площадью до м2на каждом днище котла. Трещины в котлах восьмиосных цистерн длиной до 500 мм можно заваривать без постановки усиливающих накладок. Если величина дефектов на обечайках и днищах превышает допускаемые размеры, неисправные элементы заменяют. В шпангоутах допускается заварка трещин с постановкой усили­вающих накладок толщиной 8-10 мм, перекрывающих трещину не менее чем на 100 мм. Сливные приборы и предохранительные клапаны разбирают, осмат­ривают и заменяют неисправные детали, а после сборки испытывают на соответствующее давление. При капитальном ремонте цистерн все ре­зиновые прокладки сливных приборов заменяют на новые. При ремонте стяжных хомутов разрешается участки пояса, имею­щие трещины или пораженные коррозией, ремонтировать вваркой вставок длиной не менее 200 мм, а также приваривать к поясу болт, имеющий прямоугольное сечение в месте приварки. Выявляют и устраняют все неисправности в опорах котлов, в по­мостах, лестницах, крышке колпака и других узлах. Сварные швы котла, стяжные хомуты, винт штанги сливного при­бора и крепление фасонной лапы к котлу при плановых видах ремон­та подлежат неразрушающему контролю. Отремонтированные котлы испытывают на герметичность: после деповского ремонта — воздухом под давлением 0,05 МПа (0,5 кгс/см2) с обмыванием всех мест, где может образоваться течь; после капитального ремонта — водой под давлением 0,2 МПа (2 кгс/см2). Падение давления воздуха или течь жидкости не до­пускается. Испытание проводят в течение 15 мин. Для проверки исправности сливного прибора цистерны в течение 10 мин нахо­дятся под давлением с открытой нижней частью (заглушкой) слив­ного прибора и 5 мин — с частично открытым клапаном при зак­рытой заглушке. Котлы цистерн после ремонта сваркой подлежат только гидравли­ческому испытанию. Из каких материалов: Надрессорная балка КВЗ-ЦНИИ изготавливается из материала Ст 3сп; Подпятник Ст 3сп; Гидравлический гаситель: шток-Ст5, головка штока-Ст5, болт-Ст 3 сп; Шпинтон-Ст 25Л; Боковая рама-Ст 20ГЛ; Надрессорная балка 18-100 Ст 20 ГФЛ; Скользуны из Ст 3; Фрикционная планка Ст 25Л; Букса(Ст 15Л,20Л, 25Л): Крепит крышка-Ст 25Л; Корпус атосцепки(Ст 15Л, 20ГЛ, 20ГФЛ):Предохранитель Ст 5и Ст ПЗФЛ, Подъемник (Ст 15Л, 20Л, 20ГФЛ), валик подъемника(Ст 20ГФЛ, 20ГЛ) Понятие износа, главные виды износа Износом называется процесс постепенного изменения размеров поверхности детали при трении, т.е.разница между первоначальным и конечным состоянием ее поверхности. Изнашивание— процесс постепенного изменения размеров, тела при трении, проявляющийся в отделении с поверхности трения материала и (или) его остаточной деформации.Линейный износ — износ, определяемый по уменьшению размера по нормали к поверхности трения.Скорость изнашивания — отношение величин износа ко времени, в течение которого он возник. Различают следующие виды износа в зависимости от условий трения: механический – абразивный, гидроабразивный, газоабразивный, усталостный, эрозионный, кавитационный, молекулярно – механический; коррозионно – механический – окислительный, окислительно – механический.Допустимым износом называется износ, при котором сопряженные детали или одна из них еще могут нормально проработать до следующего ремонта. Предельный износ — при котором дальнейшая работа может привести к поломке детали.

infopedia.su

Износ деталей и способы их восстановления

Изнашивание деталей может быть механическим (в том числе абразивным и усталостным), молекулярно-механическим и коррозионно-механическим. При механическом изнашивании (сопряжений вал — подшипник, станина — стол, поршень — цилиндр; деталей валов, зубьев шестерен, пружин и др.) с целью его уменьшения необходимы регулярная смазка, применение в конструкции износостойких материалов, поверхностное упрочнение, снижение шероховатости обработанных поверхностей, правильная эксплуатация оборудования. Для уменьшения молекулярно-механического изнашивания (зубчатая и винтовая пары, подшипник) при значительном удельном давлении необходимы регулярная и обильная смазка, снижение удельного давления. Коррозионно-механическое изнашивание (шейки валов и осей, опоры качения) снижают регулярной смазкой трущихся и окрашиванием нерабочих поверхностей, применением коррозионно-стойких материалов и покрытий.

В результате износа изменяются размеры и форма деталей, увеличиваются зазоры в сопряжениях подвижных деталей, нарушается плотность посадки неподвижных деталей. Предельный износ детали наступает при условии невозможности дальнейшего ее использования из-за нарушения нормальной работы узла или машины и возможности аварии. Допустимый износ детали предполагает возможность ее установки в машину без ремонта и удовлетворительную работу в течение предстоящего межремонтного периода.

Износ детали может быть определен по следующим признакам:1. обнаружение дефектов (трещин, бороздок, забоин, вмятин) и изменений формы детали при ее внешнем осмотре;2. изменение характера звука, издаваемого передачей, подшипником, соединением;3. оценка качества и формы поверхности, обработанной на станке;4. увеличение мертвого хода рукояток;5. нагрев детали;6. падение давления в гидро- или пневмосистеме.

Величина износа может быть определена одним из методов:1. методом микрометрирования — по изменению размеров детали, устанавливаемому с помощью универсальных измерительных средств;2. методом искусственных баз — по изменению размера углубления, нанесенного алмазным или твердосплавным инструментом на рабочую поверхность детали;3. косвенным методом оценки — по изменению эксплуатационных характеристик сопряжения или узла (мертвого хода, температуры, уровня шума и давления).

Регулировка и профилактическое обслуживание оборудования

С целью контроля износа деталей и своевременного устранения его последствий в процессе эксплуатации оборудования выполняются регулировка и профилактическое обслуживание. Их проводят в качестве межремонтного обслуживания сами производственные рабочие и дежурный персонал ремонтной службы (слесари-ремонтники, шорники, смазчики, электрики), исходя из результатов периодических осмотров, проверок геометрической и кинематической точности оборудования, испытаний его в работе, а также по требованию обслуживающего персонала или службы отдела технического контроля. Межремонтное обслуживание проводится, как правило, без простоя оборудования, в обеденные и другие перерывы в работе. В комплекс работ по регулировке оборудования входят устранение биений, зазоров и люфтов в передачах и соединениях, подтягивание клиньев и зажимных планок, регулировка муфт, тормозов, пружин, натяжения ремней и цепей, уплотнение деталей гидро- и пневмосистем, проверка работы смазочной системы, системы охлаждения, сети освещения, выключателей и переключателей. При межремонтном профилактическом обслуживании заменяют изношенные детали — ремни, шпонки, крепеж, тормозные накладки, пальцы, втулки, собачки и т. п. Регулировочные работы и профилактическое обслуживание оборудования слесарями-ремонтниками выполняются при участии производственного рабочего. Смотрите также:

www.webrarium.ru

Износ деталей машин, виды износа, определение.

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 5Следующая ⇒ Мерой физического износа детали под действием трения может служить толщина изношенного слоя (в мкм) рабочей поверхности. Она зависит от продолжительности эксплуатации и таких факторов, какматериал детали, качество обработки поверхностей, вид смазки. Установлено, что для физического износа отдельных деталей (узлов) машин под действием трения характерны три последовательные стадииинтенсивный износ в период приработки более медленное нарастание износа в период нормальной работы прогрессивное нарастание износа после достижения определенного значения. Меньше изученызакономерности физического износа деталей, разрушение которых происходит не под воздействием трения, а по другим причинам, например вследствие усталости. Еще меньше изучены закономерности физическогоизноса машин в целом эта задача является более сложной. Во втором случае разрушение произойдет тогда, когда площадь опасного сечения уменьшится до недопустимых пределов. Обычно уменьшение площади опасного сечения связано с неудовлетворительной износостойкостью выбранного материала, т. е., несмотря на удовлетворительные прочностные характеристики, этот материал должен быть заменен более износостойким. Данный случай разрушения деталей машин часто встречается в узлах, контактирующих с абразивом, так какабразивный износ — наиболее катастрофический вид износа. Рассматриваемый вид разрушения носит двоякий характер. С одной стороны — это постепенный отказ, с другой — типичный внезапный отказ, наблюдающийся при определенных условиях. Этот вид разрушения, по сути, ухудшает первый член формулы (3), хотя, еслиразрушения еще не произошло, он определяет второй член той же формулы. В борьбе с изнашиванием деталей машин важное место принадлежит определению ведущих видов износа. Зная вид износа, можно обоснованно разрабатывать мероприятия по устранению износа в деталях машин Для защиты металлических изделий от коррозии, придания им красивого, нетускнеющего вида, защиты поверхности трущихся деталей машин и приборов от механического износа, придания поверхности изделий повышенной электропроводности или определенных. 10 Методы ремонта оборудования на предприятии. При организации ремонта различают децентрализованный и смешанный способы ремонта. При централизованном способе ремонте выполняют силами ремонтно- механического цеха – РМЦ предприятия или подрядной организацией. Централизованный способ применяют при большом количестве однотипного оборудования и большом количестве оборудования небольшой массы, удобного для демонтажа и перевозки. Централизация ремонтных работ позволяет повысить производительность труда путем предметной специализации, когда определенные виды оборудования ремонтируют на специально оснащенном участке, или профессиональной специализации, когда рабочие одной специальности, выполняют однотипные, узко ограниченные работы на оборудовании различных типов. Методы ремонта оборудования в зависимости, от вида, типа и количества оборудования, его размеров и массы, квалификации и оснащенности ремонтников, принятого на предприятии способа ремонта применяют различные методы ремонта. Служба ремонта технологического оборудования машиностроительного предприятия — это комплекс подразделений занимающихся надзором за эксплуатацией и ремонтом технологического оборудования.В процессе эксплуатации технологическое оборудование подвергается физическому и моральному износу и требует постоянного технического обслуживания. Работоспособность оборудования восстанавливается путем его ремонта. Причем в ходе ремонта должно не только восстанавливаться первоначальное состояние оборудования, но необходимо и значительно улучшать его основные технические характеристики за счет модернизации. Сущность ремонта заключается в сохранении и качественном восстановлении работоспособности оборудования путем замены или восстановления изношенных деталей и регулировки механизмов.

В процессе эксплуатации оборудование и его элементы, под­вергаясь различным воздействиям, изменяются по состоянию, раз­мерам и свойствам. Эти изменения могут протекать плавно (зако­номерное изменение) и скачкообразно (незакономерное измене­ние). Причины указанных изменений — явления изнашивания, оцениваемые по изменению геометрических размеров элементов машин, их массы или по каким-либо другим косвенным призна­кам (износ вследствие изменения формы без потери массы и др.).

Изнашивание — процесс, приводящий к изменению не только внешних, но и прочностных характеристик элементов машин, что постепенно уменьшает их надежность и ведет к отказам в работе.

Наиболее интенсивно процесс изнашивания протекает в сопря­женных элементах машин, особенно при взаимном их перемеще­нии. На рис. 7 представлены основные факторы, определяющие процессы изнашивания в машинах.

Рис. 7. Основные факторы, определяющие процессы изнашивания в машинах и оборудованиях.

Износ — результат изнашивания, проявляющийся в виде отде­ления или остаточной деформации материала детали. Последстви­ем износа, как правило, является нарушение сопряжений, кинема­тических связей и работы деталей данного узла или механизма в целом.

Изнашивание машин может быть механическим, молекулярно-механическим, коррозионно-механическим, коррозионным.

Механическое изнашивание происходит в результате механи­ческих воздействий и включает следующие виды изнашивания: аб­разивное, гидроабразивное, газоабразивное, эрозионное, устало­стное, кавитационное.

Абразивное изнашивание возникает в результате режущего и царапающего действия твердых частиц. Эти частицы, попавшие извне или отделившиеся (выкрошенные, состроганные и т.п.) от взаимосоприкасающихся и трущихся деталей, в значи­тельной мере увеличивают их износ.

Гидроабразивное изнашивание возникает в ре­зультате воздействия твердых частиц, попавших в поток масляной жидкости, служащей смазкой между деталями.

Газоабразивное изнашивание возникает в резуль­тате воздействия твердых частиц, попавших между трущимися де­талями с потоками газа.

Эрозионное изнашивание поверхностей деталей происходит в результате воздействия потоков жидкости или газа, содержащих чрезмерно мелкие твердые частицы или включения.

Газоабразивное изнашивание характерно для двигателей внут­реннего сгорания, а эрозионное — для его частей: клапанной сис­темы, распылителей форсунок, жиклеров карбюраторов и др.

Усталостное изнашивание возникает в результате повторного деформирования материала деталей. Оно возникает и развивается в наиболее напряженных, преимущественно рабочих, поверхностных слоях деталей вследствие длительного действия нагрузок, особенно переменных по значению и направлениям. Мри этом виде изнашивания причиной поломок деталей являются усталостные трещины, которые начинают развиваться в той час­ти поверхности, где действуют растягивающие напряжения, и, как правило, от того места, где появились различного рода риски, забоины, отслоения.

Кавитационное изнашивание проявляется при от­носительном перемещении твердых тел в жидкостной среде. Чаще всего оно наблюдается в гильзах блока цилиндров, систем охлаж­дения и смазки двигателей внутреннего сгорания, лопастей масля­ного и водяного насосов и т.п.

Молекулярно-механическое изнашивание происходит в результате одновременного воздействия механических и молекулярных или атомарных сил. Взаимосоприкасающиеся и трущиеся поверх­ности сопряженных деталей вследствие их неровностей и шерохо­ватостей имеют контакты, через которые передаются значитель­ные удельные нагрузки, поэтому возможны разрывы смазываю­щей пленки (масел, мазей), а при больших относительных скоростях перемещения поверхностей деталей возникает чрезмерный на­грев, приводящий к испарению смазывающей пленки масел или мазей и к схватыванию частиц соприкасающихся деталей. В даль­нейшем происходит отрыв и разрушение мест схватывания деталей. При этом на одной из поверхностей образуется углубле –ние, а на другой — выступ, т.е. происходит перенос металла с одной поверхности на другую.

Рассматриваемый вид изнашивания наблюдается в процессе приработки деталей и элементов машин.

Коррозионно-механическое изнашивание происходит при трении материалов, вступивших в химическое взаимодействие со средой (кислородом воздуха и другими газами). Под действием агрессивной окислительной среды на взаимосоприкасающихся и трущихся повер­хностях деталей образуются пленки окислов, которые в результате механического трения снимаются, а поверхности, освободившиеся от этих пленок, снова окисляются и т.д., т.е. происходит процесс из­нашивания. Примером является изнашивание деталей цилиндропоршневой группы двигателей вследствие наличия в среде таких агентов коррозии, как серная, сернистая и органические кислоты.

Наиболее значительное влияние на процесс изнашивания оказы­вают силы трения, вызывая механический и другие виды износа вза­имосоприкасающихся поверхностей. Причем возникающее в резуль­тате трения изнашивание представляет собой целый ряд одновремен­но протекающих процессов: истирание, смятие, окисление и др.

Процесс истирания возникает при скольжении одной детали машины или ее элемента относительно другой. Это явление назы­вается трением первого рода и происходит вследствие того, что со­прикасающиеся поверхности, как правило, имеют неровности (шероховатости), препятствующие свободному перемещению (скольжению) одной детали по другой. Процесс истирания проис­ходит тем интенсивнее, чем более шероховаты соприкасающиеся поверхности. Интенсивность изнашивания возрастает, если меж­ду соприкасаемыми поверхностями попадают абразивные или другие включения.

Процесс истирания возникает также при взаимном обкатыва­нии поверх –ностей деталей машин под нагрузкой и при ударах. Это явление называется трением второго рода. Оно происходит вслед­ствие того, что в результате обкатывания или ударов на поверх­ностях соприкасающихся деталей появляются микротрещины, а часто и макротрещины, с последующим развитием их в глубину и образованием тонкой пленки металла, которая в дальнейшем вык­рашивается и отслаивается, в результате чего возникает так назы­ваемый износ при крупном разрушении. Причинами такого износа могут быть поверхностная усталость, а также структурные нарушения металла соприкасающихся поверхностей вследствие нагре­ва и ударов. Рассмотренный вид механического износа часто по­является на рабочих поверхностях зубчатых и червячных передач, подшипников качения, различных опорных устройств и т.п.

Рис.8. Изнашивание в сопряженных деталях: а — нарастание износа; б — скорость изнашивания

Коррозионное изнашивание — разрушение металлических час­тей машин под действием окружающей среды, особенно увлаж­ненной. Разрушение при этом виде изнашивания начинается, как правило, с наружных поверхностей, постепенно проникая вглубь. Наиболее распространенный вид коррозии — ржавление, т.е. со­единение металла с кислородом воздуха. В результате коррозии неокрашенные поверхности металлических частей машин сначала покрываются темным налетом, а затем глубокими (если не будут приняты необходимые меры) разъедающими изъянами, при этом металлические части приобретают губчатую непрочную структу­ру. Наибольшему поражению и износу в результате коррозии под­вергаются детали машин с малым содержанием углерода. Интен­сивность коррозии нарастает в присутствии ряда газов и жидко­стей, содержащих кислоты и щелочи.

Различают два вида коррозионных процессов изнашивания: хи­мический и электрохимический .

Химическая коррозия проявляется при воздействии кислорода воздуха и различных газов (углекислого, сернистого), а также жидкостей, не проводящих электрического тока (масел и мазей переработки нефти, различных смол). Интенсивность химического изнашивания деталей зависит от качества материалов, из которых они изготовлены, степени окисляемости при высоких температурах и условий работы (нейтральная или агрессивная среда и др.).

Электрохимическая коррозия возникает в средах, проводящих электрический ток, т.е. в электролитах — растворах солей, кислот, щелочей, а также во влажной атмосфере и почве.

Закономерность нарастания износа элементов оборудования, особенно в их сочленениях, выражается кривой, имеющей три чет­ко выраженных участка, которые характеризуют периоды работы сочленений (рис. 8):

I- период приработки, когда сочленения изнашиваются очень интенсивно, но скорость изнашивания постепенно снижается;

II- период нормальной работы, когда условия на поверхности сочлененных деталей становятся постоянными, а изнашивание протекает с постоянной скоростью;

III- период аварийного, наиболее интенсивного изнашивания, когда износы (зазоры) достигают недопустимых значений.

Период нормальной работы элемента оборудования (сбороч­ной единицы, детали, пр.):

(31)

где — продолжительность приработки деталей; — износ, со­ответствующий максимально допустимому износу (зазору) в со­пряжениях деталей; — износ, соответствующий окончанию при­работки деталей; tg — коэффициент, характеризующий темп скорости изнашивания деталей.

На темп изнашивания нормального периода эксплуатации влияют следующие основные факторы: условия работы — давле­ние, характер нагрузок, относительные скорости, температуры и др.; свойства материалов, их изменяемость в работе; условия со­пряжения, характер контакта сопряженных элементов, качество обработки материала, из которого изготовлены эти элементы; своевременность и качество технических обслуживании; соответствие применяемых топлив и смазочных материалов.

Кроме изнашивания возможны явления пластических дефор­маций элементов оборудования, возникающие вследствие недопу­стимых нагрузок на эти элементы.

Изменения в машинах и их элементах выражаются следующей функциональной зависимостью:

где — эксплуатационные факторы (характер и особенности производства работ, режимы использования машин, климатичес­кие условия и др.); — конструктивные факторы (кинематичес­кие и динамические особенности машин, свойства материалов, из которых изготовлены их элементы, и др.); — технологичес­кие факторы (вид материалов, из которых изготовлены элементы машин, способы и качество их обработки и др.); — субъектив­ные особенности и квалификация обслуживающего машины пер­сонала (машинистов, слесарей, заправщиков и др.).

Износы в машинах и их элементах подразделяются на мораль­ные и физические.

Моральный износ — снижение стоимости оборудования под влиянием технического прогресса.

Этот вид износа имеет две фор­мы проявления. Моральный износ первой формы — обесценива­ние машин вследствие постоянного роста производительности труда в отраслях, выпускающих эти машины, а также изготовляющих для них изделия, материалы и т.п. Область распростране­ния этой формы морального износа определяется темпами техни­ческого прогресса той отрасли народного хозяйства и связанных с ней отраслей, которые производят указанные машины или ком­плектующие для них изделия, материалы и т.п.

Потеря стоимости оборудования в связи с моральным износом первой формы:

(33)

где — первоначальная стоимость оборудования, руб.; — восстановительная стоимость машины или стоимость полного ее воспроизводства на момент физического износа с учетом появле­ния более совершенных конструкций, руб.

Восстановительная стоимость оборудования через определен­ное время Т:

(34)

где — первоначальная стоимость машины, руб.; р — средне­годовой прирост производительности труда в отрасли и в связан­ных с ней отраслях, выпускающих указанный вид оборудования.

Моральный износ второй формы — обесценивание оборудо­вания вследствие появления новой техники, т.е. аналогичных или близких к ним машин, но более совершенных конструкций. Пока­зателем морального износа этой формы служит коэффициент сни­жения стоимости машин вследствие технического прогресса, вы­раженный в долях от первоначальной ее стоимости:

(35)

Физический износ возникает в результате механического молекулярно-механического и коррозионно-механического изнашива­ний и складывается из износа конструктивных и неконструктив­ных элементов машин. Физический износ появляется как вследствие прямого действия машин и их элементов (износ в результате прямого действия машин), так и вследствие непрямого действия оборудования и отдельных его элементов (износ в результате без­действия оборудования — во время простоев, когда на них влия­ют атмосферные и другие неблагоприятные условия). Износ опре­деляют в процентах: новые элементы в оборудовании (детали, сборочные единицы и др.) принимаются за 100 % годности, а из­ношенные, применение которых является невозможным, — за 100 % износа.

В стоимостном выражении физический износ оборудования определяется (% от стоимости воспроизводства):

(36)

где — сметная стоимость ремонта оборудования, руб.; — восстановительная стоимость оборудования или стоимость пол­ного воспроизводства оборудования на момент физического его износа с учетом появления более совершенных конструкций, руб.; а — относительное значение остаточного износа, которое уста­навливается из опытных данных ремонта подобного оборудова­ния, %.

Ремонт оборудования целесообразен в том случае, если затра­ты на восстановление оборудования будут меньше затрат на при­обретение нового, т.е. < , где - стоимость нового оборудования. При этом нельзя не учитывать степени совершен­ства конструкции, соответственно, и технико -экономических по­казателей как старого, так и нового оборудования.

Общий износ оборудования вследствие физического и мораль­ного износов в долях от первоначальной стоимости:

Рис.9 График суммарного износа машины, состоящей из элементов сменяемых или полностью возобновляемых в различные сроки службы (по укрупненным показателям)

Суммарный износ оборудования определяют двумя метода­ми — аналитическим и графическим . Наиболее наглядным является графический метод.

По горизонтальной оси (рис.9) откладывают полный срок службы машины Т (принимаемый по нормативным таблицам сроков службы), а по вертикальной оси — максимальный показатель суммированного износа . Сначала определяют износ основного несменяемого и невозобновляемого элемента оборудования (основной рамы, станины и т.п.) с абсолютным значением износа . Прямая линия, проведенная от начала координат до точки , представляет линию суммарного износа рассматриваемого эле­мента. К концу срока службы оборудования этот элемент за время будет полностью изношен (частный износ

Срок службы элементов машин принимают по результатам опытной проверки, данных испытаний или по нормативным спра­вочникам.

При определении суммарного износа придерживаются следу­ющего порядка: составляют перечень всех конструктивных и не­конструктивных элементов машины; определяют срок их службы; подбирают конструктивные и неконструктивные элементы по группам, чтобы каждую из них можно было рассматривать как один укрупненный элемент; определяют срок службы и стоимость всех одновременно сменяемых или возобновляемых элементов каждой из указанных групп; составляют таблицу и рассчитывают суммарный износ на любой интервал использования машины или строят график износа по укрупненным показателям.

При определении срока службы или стоимости укрупненных элементов и периодичности их возобновления могут быть исполь­зованы данные о периодичности и средней стоимости соответ­ствующего технического обслуживания и ремонта вместе со сред­ней стоимостью сменяемых при этом запасных частей.