Vrste habanja: klasifikacija i karakteristike habanja

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Pod habanjem se podrazumijeva postepeno uništavanje površina trenja različitih parova. Postoji mnogo vrsta odeće. Nastaju iz raznih razloga. Ali svi imaju jednu zajedničku stvar - čestice su odvojene od osnovnog materijala. To dovodi do poremećaja u radu mehanizama, au drugim slučajevima može uzrokovati njihov kvar. Praznine u zglobovima se povećavaju, slijetanja počinju udarati kao rezultat stvaranja značajnog zazora. Ovaj članak govori o glavnim vrstama nošenja, daju njihove karakteristike i opštu klasifikaciju.

Karakteristike abrazivnog trošenja

Abraziv je fino raspršen materijal prirodnog ili vještačkog porijekla, sa značajnom tvrdoćom dovoljnom da izgrebe druge manje tvrde materijale.

Vrsta površinskog habanja, kod koje dolazi do razaranja strukture i integriteta površinskog sloja kadainterakcija sa čvrstim mikročesticama naziva se abrazivna. Treba poništiti da za ovu vrstu razaranja brzina trenja mora biti vrlo značajna (nekoliko metara u sekundi). Iako pri produženom radu, uništavanje se dešava čak i pri manjim brzinama i silama stezanja.

Uloga abrazivnih supstanci mogu biti kako fiksni objekti (čvrste faze čelika i legura) tako i pokretne strane čestice koje su pale u kontaktnu zonu trljajućih površina (pijesak, prašina i ostalo).

Sljedeći faktori utiču na količinu abrazivnog trošenja i njegov intenzitet:

• priroda porijekla abrazivnih čestica;
• mehanizam operativno okruženje (stepen agresivnosti);
• svojstva materijala frikcionih parova;
• udarna opterećenja;
• indikatori temperature i mnogi drugi.

Abrazija sa tvrdim česticama (zrnima)

Ova vrsta mehaničkog trošenja nastaje kada abrazivna zrna dođu u kontakt sa metalom ili drugim materijalom. Indeks tvrdoće takvih čestica značajno premašuje indeks tvrdoće samog metala. To dovodi do deformacije materijala parova trenja, pojave naprezanja zamora i abrazije površine.

Ako mehanizam radi u uslovima čestih naizmeničnih opterećenja, onda je efekat štetnog dejstva abraziva pojačan. U ovom slučaju, abrazivna čestica ostavlja ne samo tragove, već i udubljenja na metalnoj površini.

Sa povećanjem udjela abrazivne tvari,abrazivno habanje. Abrazivne čestice su vrlo tvrde, ali u isto vrijeme i krte. Stoga se velika tijela mogu samljeti u manja.

Karakteristike oksidativnog trošenja

Ova vrsta habanja nastaje kada se na površini trljajućih dijelova pojavi labav oksidni film, koji se brzo uklanja s površine kao rezultat trenja. Većina inženjerskih materijala ima tendenciju oksidacije u zraku na povišenim temperaturama. Stoga su mehanizmi koji rade bez podmazivanja i bez sistema za hlađenje podložni ovoj vrsti habanja dijelova.

Što je veća brzina uništavanja oksidnog filma i veća brzina njegovog formiranja, to je intenzivnije trošenje površina.

Ova vrsta habanja je tipična za zglobne i vijčane spojeve, razne mehanizme ovjesa i zaista za sve jedinice koje rade bez podmazivanja.

Sa povećanjem brzine trenja, temperatura površina za trljanje raste. To dovodi do intenziviranja destruktivnih procesa. Povećanje udarnog opterećenja ima sličan efekat.

Nošenje zbog plastične deformacije

Ova vrsta habanja dijelova mašine je tipična za visoko opterećene jedinice. Njegova suština leži u promeni geometrijskih oblika proizvoda pod uticajem značajnih opterećenja.

Najtipičniji je za veze sa ključem i šiljastim spojevima, kao i navoje, igle i tako dalje.

Sličnodeformacije mogu nastati i u zupčanicima. I ne moraju biti brzi. Opterećenje je ključni faktor ovdje.

Često se takve deformacije pojavljuju na šinama i točkovima voznog parka. Za prevenciju potrebno je organizovati pravovremenu prevenciju i ispitivanje konstruktivnih elemenata.

Nošenost zbog lomljenja

Predstavljena klasifikacija tipova habanja neće biti potpuna ako izgubimo iz vida takozvano trošenje kao rezultat lomljenja. Njegova suština je sljedeća. U teškim (možda čak i ekstremnim) uslovima rada, površinski slojevi delova koji se trljaju prolaze kroz strukturne i fazne transformacije. Razlozi u različitim slučajevima su povišene temperature, uslovi grijanja i hlađenja, visoki tlak i dr. Svojstva nastalih slojeva značajno se razlikuju od onih originalnog materijala. Ove faze su po pravilu krte i pucaju pod opterećenjem.

Tako se karakteristične bijele pruge formiraju na čeliku i livenom gvožđu tokom trenja bez podmazivanja. Ova područja se ne mogu urezati čak ni otopinom dušične ili fluorovodične kiseline u alkoholu. Stručnjaci iz oblasti nauke o metalu ovu formaciju nazivaju bijelim slojem. Ima prilično visoku Rockwell tvrdoću i vrlo je lomljiv. Jedna laboratorija je izvršila faznu i strukturnu analizu bijelog sloja. Ispostavilo se da je to mehanička mješavina martenzita i cementita. Sadrži i malu količinu ferita. Posljednja stvar u tomemali i ne može smanjiti tvrdoću.

Nastanak (sinteza) ove supstance je praćen pojavom štetnih unutrašnjih sila zatezanja i pritiska. Kada se vektori unutarnjih naprezanja podudaraju s vanjskim opterećenjima na dijelu, na njegovoj površini u području bijelog sloja nastaju male pukotine. Ove mikropukotine su koncentratori i akumulatori napona, što dovodi do krtog loma proizvoda u cjelini.

Nošenje uz pomoć korozije

Ovaj proces se dešava na površinama koje su u bliskom kontaktu jedna s drugom. Razlog su fluktuacije. Treba napomenuti da materijali tijela para trenja mogu biti vrlo različiti (metal-metal ili nemetal-metal).

Ova pojava se javlja već pri minimalnim pomacima tijela (oko 0,025 mikrometara).

Kao rezultat fluktuacija, na površinama se pojavljuju centri korozije, koji rastu i dovode do razaranja površinskog sloja.

Nošenje vibracijskom kavitacijom

Ova vrsta habanja nastaje kada proizvodi rade u tečnom mediju. Iako se može pojaviti i kada mlaz tečnosti udari u dio mašine ili mehanizma. Fizika procesa je sljedeća. Pritisak tečnosti na granici faza (između tečnosti i čvrste materije) opada, što dovodi do pojave takozvanih kavitacionih mehurića. Intenzitet ovog habanja zavisi od sadržaja vazduha u fluidu i od spoljašnjeg pritiska.

Zvučna vibracija može poslužiti kao katalizator. Posebno su štetne u ovom slučaju vibracije ultrazvučnog spektra. Vrlo često se takva štetna pojava javlja u trljajućim dijelovima motora s unutrašnjim sagorijevanjem. Istraživanja pokazuju da se zvučna kavitacija troše tri do četiri puta brže od trenja.

Istrošenost zbog termičkog pucanja

Ovaj problem je tipičan za točkove vagona i lokomotiva. Tokom kretanja voza, mašinovođa često mora da uspori. To uzrokuje proklizavanje kotača i zagrijavanje. Prilikom povećanja brzine, površina za trljanje se prilično brzo hladi. Takav termalni ciklus dovodi do stvaranja mnogih pukotina na površini kotača. To značajno ubrzava trošenje proizvoda. Trenutno se za proizvodnju željezničkih kotača koriste specijalni legirani čelici. Ali ranije se koristio čelik običnog kvaliteta. Stari točkovi se i danas koriste u mnogim vozovima, tako da je ovaj problem i dalje aktuelan.

Načini rješavanja termičkih pukotina

Najefikasnija mjera za suzbijanje termičkih pukotina biće obezbjeđivanje intenzivnog hlađenja. Za to se mogu koristiti posebna ulja i masti. U slučaju točkova vlakova, ova mjera, iz očiglednih razloga, nije prikladna. U ovom slučaju, možete se igrati na kemijskom sastavu materijala i odabrati povoljniju ocjenu čelika s ove točke gledišta. Određeni razredi legiranih čelika imaju nizak koeficijent ekspanzije. I ova imovina se može iskoristiti.

Nekikarakteristike erozije

S obzirom na vrste trenja i habanja, ne možemo izgubiti iz vida takozvano trošenje erozije. Jednostavno rečeno, ovo je uništavanje površina pod uticajem okoline.

U inženjerstvu, ovaj koncept se odnosi na uništavanje površina mašinskih delova i sklopova mehanizama pod uticajem faktora okoline. Takvi faktori utjecaja uključuju protok zraka i tekućine, paru ili razne plinove. Uzrok habanja je, kao i prije, trenje. Samo u ovom slučaju na površinu ne djeluju abrazivne čestice, već molekuli plina ili tekućine.

Mikropukotine se pojavljuju tokom ovog procesa. Molekuli tečnosti i pare pod visokim pritiskom prodiru u njih i doprinose uništavanju svih površinskih slojeva proizvoda.

Tečnost ili para takođe mogu sadržati abrazivne čestice u suspenziji. U ovom slučaju, takva mješavina će uzrokovati abrazivno-erozivno uništavanje i habanje.

Habanje od zamora i njegove karakteristike

Vrste habanja i kršenja geometrije su veoma raznolike. Mnogi problemi za dizajnere i mašinske inženjere su uzrokovani lomljenjem površina delova od zamora. Ova "bolest" je veoma podmukla. Fenomen lomljenja od zamora javlja se u dijelovima koji rade duže vrijeme u uvjetima naizmjeničnih opterećenja. Ovo je karakteristična "bolest" zupčanika.

Ovu vrstu habanja prati nastanak pukotina na površini i njihovo prodiranjeduboko u proizvod. Čitava mreža takvih mikropukotina pojavljuje se na beznačajnoj površini. Pod uticajem pritisaka i temperatura, mali različiti komadi metala se odvajaju od glavnog tela i otpadaju. Važnu ulogu u ovom procesu igra mazivo (ulje), koje prodire u mikropukotine i potiče uništavanje.