Автотранспорт — правила, нормы, положения.

Износ автомобилей ( ГОСТ 16429-70. Трение и изнашивание в машинах).

Самый распространенный вид неисправностей деталей автомобилей – износы. Износ любой детали автомобиля происходит в 3 этапа: первый этап – приработка трущихся деталей;  второй этап – период нормальной работы, который занимает 80-90 процентов всего времени работы детали; третий этап – период усиленного изнашивания (аварийного износа).

В связи с этим износы делятся на 2 группы.

2.1.  1-я группа износов – медленно нарастающие износы, являющиеся результатом длительной работы сил трения, воздействия высоких температур и других факторов при правильной эксплуатации автомобилей. Эти износы определены самой конструкцией автомобилей и называются естественными.

2.2.   2-я группа – быстро нарастающие износы, обусловленные в основном неправильной эксплуатацией или плохим техническим обслуживанием (ремонтом) автомобилей. Так как они часто приводят к аварии, их называют аварийными.

Естественный износ, в свою очередь, делится на механический, молекулярно-механический, коррозионно-механический.

2.3. К механическому износу относятся:

– износ при истирании (трении);

– износ при смятии;

– абразивный износ;

– эрозионный износ;

– усталостный износ.

2.3.1. Износ при истирании объясняется механическим скалыванием микронеровностей, остающихся после любого вида механической обработки, при относительном перемещении трущихся поверхностей. При этом некоторые выступы испытывают упругие деформации, а другие подвергаются пластическим деформациям. В связи с тем, что трущиеся поверхности контактируют фактически по малой поверхности, удельные нагрузки на остальные выступы достигают очень больших величин.

Износ трущихся поверхностей во время работы сопряжений нарастает неравномерно. Сначала наблюдается ускоренный износ, при котором прирабатываются сопряженные детали (период приработки). Затем наступает приблизительно постоянная скорость изнашивания, соответствующая нормальной работе сопряжений (естественный износ). Далее скорость изнашивания резко возрастает и износ достигает предельной величины (период аварийного износа). Предельный износ деталей находится на грани перехода второго этапа в третий.

Трение с относительным перемещением трущихся поверхностей подразделяется на трение качения (обойма – ролик (шарик) подшипника) и трение скольжения (шейка коленвала – вкладыш подшипника).

По наличию смазки различают следующие виды трения: а) трение без смазки (сухое); б) граничное трение; в) жидкостное трение.

2.3.2. Износ при смятии характерен для неподвижных разъемных соединений. Шероховатость на поверхностях не дает соприкосновения по всей площади деталей, поэтому удельные давления на этих элементарных площадках достигают очень больших значений. Это приводит к сминанию шероховатостей и уменьшению натяга. Результатом этого является неравномерный износ по плоскостям деталей и как следствие – нарушение герметичности в соединениях.

2.3.3. Абразивный износ возникает в подвижных сопряжениях в результате царапающего и режущего действия твердых абразивных частиц, находящихся в свободном или закрепленном состоянии. Закрепленное состояние абразивных частиц имеет место на дисках сцеплений и тормозных колодках автомобилей. Износ абразивными частицами, находящимися в свободном состоянии, подразделяется на:

а) гидроабразивный износ – результат воздействия твердых частиц, увлекаемых потоком жидкости и перемещающихся относительно изнашивающихся деталей;

б) газоабразивный износ – результат воздействия твердых частиц, увлекаемых газом (воздухом).

2.3.4. Эрозионный износ – разрушение окисных пленок металлов и далее самих металлов под воздействием жидкости или газов, движущихся под избыточным давлением и с высокой скоростью. Подразделяются на гидроэрозионный и газоэрозионный износ.

2.3.5. Усталостный износ – преждевременные разрушения деталей под действием знакопеременных или циклических нагрузок. Сущность изнашивания в том, что внутри или на поверхности металла образуются микроскопические трещины, увеличивающиеся под действием нагрузок, ослабляя поперечное сечение детали. Усталостный износ зависит как от конструктивных факторов детали (резкие переходы от одного сечения к другому, выточки, канавки, отверстия), так и от технологических (чистоты обработки поверхностей, нанесения на поверхность деталей покрытий и т.д.). К усталостному износу относится также разрушение поверхности деталей при трении качения. Этот износ называется осповидным, т.е. на поверхности трения образуются микротрещины с местным выкрашиванием (распространен на зубьях шестерен, шариковых и роликовых подшипниках).

2.4. Молекулярно-механический износ.

Этот вид износа имеет место в подвижных сопряжениях, сближенных в точках контакта настолько, что вступают в действие силы молекулярного сцепления.  В результате появляются прочные металлические связи в точках контакта сопрягаемых деталей, получившие название «схватывание». Различают схватывание первого и второго рода.

Схватывание первого рода возникает в сопряжениях, работающих при малых скоростях, больших удельных нагрузках и при незначительном повышении температуры. При этом происходит пластичное деформирование, разрушение и удаление частиц с трущихся поверхностей.

Схватывание второго рода наблюдается в сопряжениях, работающих при высоких скоростях скольжения, повышенных удельных нагрузках со значительным повышением температуры. В результате значительно снижается твердость поверхностного слоя, разрушаются, размазываются и удаляются частицы металла. Такой износ приводит к аварии.

2.5. Коррозионно-механический износ.

Для этого вида износа характерны образование пленок окислов, химических соединений на поверхностях трения и последующее механическое разрушение. Сюда относятся окислительный и коррозионный износы. Воздух, попавший на слой металла при пластическом деформировании, вызывает окислительный износ, происходящий при трении скольжения и трении качения. В первом случае этот износ является ведущим, во втором – сопутствующим осповидному износу. При окислительном изнашивании образовавшиеся очень хрупкие соединения железа с кислородом под действием сил трения выкрашиваются. Это приводит к уменьшению размеров сопрягаемых деталей и увеличению зазоров между ними.

Коррозионный износ включает в себя атмосферную, химическую и электрохимическую коррозии.

Атмосферная коррозия – процесс окисления металлов и сплавов от непосредственного их взаимодействия с окружающей средой. Появляющиеся пленки окислов снижают физико-химические свойства материала и ведут к ускоренному разрушению деталей.

Химическая коррозия – процесс взаимодействия поверхности детали с жидкой или газовой средой. Жидкостная коррозия возникает при действии на металлы растворов минеральных солей, кислот и щелочей. При этом происходят химические реакции, образующие соли и окиси, которые разрушают детали. Газовая коррозия образует окисные пленки, которые снижают прочность поверхностных слоев металла.

Электрохимическая коррозия возникает при соприкосновении металла с жидкостями, проводящими электрический ток (растворы солей, кислот и щелочей). Особенно сильно действует электрохимическая коррозия при соприкосновении двух металлов, т.к. образуется гальваническая пара (металл с более отрицательным потенциалом служит анодом, а другой – катодом). Разрушаться будет металл с более отрицательным потенциалом.

В таблице 1 приведены примеры, показывающие, какому виду изнашивания подвергаются детали автомобилей:

Таблица 1

Вид изнашивания Детали, подвергающиеся изнашиванию
Абразивное (закрепленное состояние абразивных частиц) Диски сцеплений, маховики, тормозные накладки, тормозные барабаны
Гидроабразивное Внутренние поверхности крыльев, днище кабин и кузовов, остов рамы
Газоабразивное Лакокрасочные покрытия кабин и кузовов, стекла кабин
Гидроэрозионное Детали масляных, топливных и водяных насосов, гидроусилителей, гидроприводов тормозов
Газоэрозионное Поверхности камер сгорания в головках цилиндров, днища поршней, детали системы выпуска газов, детали воздушных тормозных систем
Усталостное Листы рессор, подшипники качения, зубья шестерен
Схватывание первого рода Посадочные поверхности поворотных кулаков, шарниры рулевых тяг
Схватывание второго рода Гильзы, поршни, кольца. Шейки коленвала при недостатке масла
Окислительное Шейки коленвала и распредвала, гильзы, оси коромысел, направляющие втулки клапанов и т.д.
Яндекс.Метрика