Способы определения преждевременного износа деталей ремонтируемого оборудования
Износы деталей могут быть определены следующими основными методами: микрометрическим измерением (микрометраж); взвешиванием деталей; анализом отработавшего масла; при помощи «меченых» атомов и замеров отпечатков, наносимых на изнашиваемую поверхность.
Основные требования, которые должны предъявляться к методу определения износа, сводятся к следующему:
а) на испытание по определению износа должно затрачиваться по возможности минимальное время;
б) метод должен позволять улавливать износ за сравнительно короткое время;
в) при определении износа нежелательна частая разборка и сборка агрегатов;
г) детали за время испытаний не должны сильно изнашиваться (если в этом случае не ставятся специальные цели).
До настоящего времени для определения износа деталей еще часто применяется метод микрометрического измерения. Этот метод базируется на определении размеров деталей при помощи микрометров или других измерительных приборов перед началом износа и в процессе работы машины.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Величину линейного износа устанавливают разностью замеров в разных местах трущейся поверхности. Определение износа деталей какого-либо агрегата этим методом требует большой затраты времени и во всех случаях сопряжено с некоторыми погрешностями. При малой длительности работы машины определить износ почти невозможно.
Чтобы определить значительный износ, нужно проводить довольно длительные испытания агрегатов с большим количеством разборок и сборок. Частые разборки и сборки приводят к нарушению первоначальных посадок деталей, что вызывает некоторые отклонения от исходного состояния испытуемого агрегата.
На точность измерения при микрометрировании влияют следующие факторы:
а) определяя износ по диаметру отверстия цилиндра или поверхности вала, замеряют диаметр, который может изменяться не только от износа, но и вследствие деформации; следовательно, определить износ без существенной погрешности нельзя;
б) ошибки в определении износа микрометрированием появляются от непостоянства температуры инструмента и измеряемой детали, особенно, когда износ измеряется микронами;
в) повторно измерить один и тот же диаметр по одному и тому же направлению не удается, поэтому точно определить износ в этом случае не всегда возможно.
Методом микрометрирования возможно только приблизительное измерение износа в определенном месте детали.
Метод взвешивания деталей до испытаний и после них. Линейный износ при этом методе определяется как износ, распределенный равномерно по поверхности детали. При вычислении износа подсчитывается размер изношенной поверхности и учитывается удельный вес металла детали.
При необходимости определения суммарного износа деталей агрегата или узла применяется метод обнаружения металла в отработавшем масле.
Так как продукты износа деталей состоят из мельчайших металлических частиц, окислов металлов и продуктов химического взаимодействия металлов с активными составляющими масла, которые находятся в нем во взвешенном состоянии, то для определения суммарного износа от масла отбираются пробы, которые сжигаются, и в оставшейся золе содержание металла определяется химическим анализом или полярографическим методом.
Пользуясь этим методом, решают ряд задач, имеющих важное значение в определении износа, а именно:
а) когда необходимо отбирать пробу масла, которая могла бы характеризовать среднее содержание железа в нем;
б) как определить содержание железа в масле;
в) к каким поверхностям отнести обнаруженный износ, если он был результатом трения нескольких поверхностей, и т. д.
В настоящее время все эти задачи решены. Основным недостатком этого метода является невозможность определения линейных износов отдельных деталей, положительной же стороной его является возможность определения износа на любом этапе испытаний без прекращения работы агрегата. Это дает возможность построить график износа агрегата и определить общие износы его при работе на разных режимах за короткое время. С применением этого метода удалось получить значительную экономию времени при испытаниях на износ.
Одним из методов определения суммарного износа деталей является метод меченых атомов, или радиоактивных изотопов, которые обладают способностью излучать электрически заряженные а- и (3-частицы или электромагнитные улучи в процессе радиоактивного распада. Специальные приборы позволяют регистрировать и измерять излучение, а следовательно, обнаруживать частицы радиоактивного препарата в любой среде и определять его количество.
Следовательно, если в поверхностный слой детали ввести радиоактивное вещество, то в процессе работы машины с поверхности трения детали вместе с продуктами износа основного металла будут удаляться также и частички радиоактивного вещества. По количеству радиоактивного вещества в смазке можно установить нарастание износа в испытуемой паре деталей. При этом методе определения износа нужно в первую очередь решить вопрос, каким способом ввести в поверхностный слой исследуемой детали радиоактивные изотопы без нарушения геометрической формы детали и физико-механических свойств ее металла.
Известны следующие способы насыщения деталей радиоактивными изотопами:
а) изотопы вводятся в металл детали при ее отливке. Этот способ является более целесообразным при активировании небольших деталей, требующих короткого цикла обработки;
б) радиоактивное вещество вводится в поверхностные слои детали через электролит, если деталь в процессе изготовления покрывается каким-либо металлом гальваническим способом;
в) облучение (насыщение) поверхностных слоев детали радиоактивными изотопами;
г) насыщение деталей способом диффузии, когда некоторые элементы проникают в поверхность твердого тела при его нагревании;
д) способ Научно-исследовательского института гражданского воздушного флота (НИИГВФ), когда на изнашиваемую поверхность детали запрессовывается вставка из радиоактивного металла, которая изнашивается вместе с основным металлом детали, что дает возможность судить о степени нарастания износа.
Последний способ отличается простотой и доступностью и может быть применен для активирования шеек валов, подшипников, поршневых колец и других деталей агрегатов без нарушения свойств поверхностных слоев деталей. Этот способ может быть применен не только для изучения износа, но и для постоянного контроля за сильно нагруженными деталями агрегата или машины.
Появление в масле радиоактивных частиц от активированной вставки, запрессованной на определенную глубину от поверхности трения, будет указывать на то, что износ данной детали достиг своего предела и, следовательно, машину нужно останавливать для разборки и ремонта.
Способ меченых атомов, или радиоактивных изотопов, по сравнению с методом определения износа по содержанию металла в масле химическим анализом отличается значительно большей чувствительностью и дает возможность непрерывно оценивать содержание радиоактивного элемента в циркулирующем масле. Этот новый метод определения износа находит довольно широкое практическое применение.
Рис. 5. Схема вырезания лунок
Рис. 6. Вырезанные лунки:
а — на поверхности поршневого пальца; б — на зеркале цилиндра двигателя
Для определения износа применяется еще один способ — так называемый способ искусственных баз, разработанный М. М. Хрущовым и Е. С. Берковичем.
По этому способу на поверхности трения детали вырезают специальным прибором и инструментом маленькие лунки заранее известной геометрической формы. До испытания измеряют длину лунки на поверхности детали и вычислением определяют ее начальную глубину.
После проведения испытаний вторично измеряют длину лунки на поверхности детали и вычисляют изменившуюся глубину. Разность глубин до и после испытаний является величиной линейного износа в данном месте трущейся поверхности детали.
Способ искусственных баз является более точным по сравнению с микрометрическим измерением, так как дно вырезанной лунки является постоянной базой, от которой ведется измерение, и, кроме того, износ определяется в одном и том же месте, что исключает некоторые погрешности микрометрирования. Точность определения износа при данном методе исчисляется в 1—1,5 мк.
На рис. 6 показаны лунки, вырезанные на поверхности поршневого пальца и на зеркале цилиндра двигателя.
Источник
Виды и методы оценки износа деталей машин
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.
Дефектация
3.4 Преимущества и недостатки ремонта деталей машин до номинального и ремонтного размеров.
Источник
Способы определения преждевременного износа деталей ремонтируемого оборудования
Лекция №3. Износ деталей оборудования. Виды износа.
Износ – постепенная поверхностная разрушение материала с изменением геометрических форм и свойств поверхностных слоев деталей.
В зависимости от причин износ делится на 3 категории:
1. химический;
2. физический;
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:
— абразивное и механическое воздействие.
И при этом на деталях появляется:
— 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.
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.
Источник
