Defecte ale pieselor de mașină
Formarea și dezvoltarea defecțiunilor în componentele mașinilor, mecanismele și comunicațiile se explică prin acțiunea unor regularități existente în mod obiectiv. Defecțiunile apar ca urmare a unor continue sau bruște scădere a proprietăților fizico-mecanice ale materialului, abraziune acestuia, deformare, colaps, coroziune, îmbătrânire, și redistribuirea tensiunilor reziduale altor cauze, în cele din urmă eșec structural. Practic orice eșec este o consecință a schimbărilor în compoziția, structura sau proprietățile mecanice ale materialului, dimensiunile structurale ale părților și starea suprafețelor acestora.
Apariția defecțiunilor este cauzată de factori constructivi, tehnologici și operaționali [1].
Prin factori constructive includ sarcină computațional viteză relativă de deplasare, presiune, materialele, proprietățile lor fizico-mecanice și proiectarea structurii pieselor și a unităților de asamblare, precum și duritatea rugozitatea suprafeței.
Factorii tehnologici sunt tehnici, metode, precizia și stabilitatea obținerii pieselor și piese, tipuri de mecanice, termice, călire și prelucrările de finisare în timpul fabricației, precizia de asamblare, lustruirea de reglementare și nodurile de testare, unități și mașini.
Factorii operaționali au un impact decisiv asupra menținerii funcționalității echipamentelor furnizate de tehnologia lor de proiectare și fabricare. Factorii operaționali includ factorii determinați de scopul designului, modurile de încărcare și de viteză, precum și intensitatea funcționării; nu depinde de scopul mașinii (condițiile de funcționare, oportunitatea și caracterul complet al întreținerii etc.).
Durata de viață diferită (durata de viață) a pieselor se datorează mai multor motive, dintre care principalele sunt următoarele:
1. Varietate de funcții ale pieselor din mașină [2].
2. O gamă largă de modificări ale sarcinilor care acționează asupra piesei de prelucrat.
3. Prezența părților active (mobile) și pasive (fixe).
4. Varietatea tipurilor de frecare în împerechere, utilizarea pieselor din diferite materiale în împerechere, cauzate de necesitatea de a reduce forțele de frecare.
5. Abaterile în proprietățile materialelor, precizia și calitatea prelucrării pieselor de împerechere; condițiile de funcționare.
Defecțiunile echipamentului pot fi împărțite în trei grupe: uzură, deteriorări mecanice și deteriorări chimico-termice.
Uzura pieselor mașinii de presiune definită, regim sarcini ungere ciclice și gradul de stabilitate, viteza de deplasare a suprafețelor de frecare, modul de temperatură de elemente de funcționare, gradul de mediu agresivitate ambiant, calitatea procesului și starea suprafețelor de frecare, etc.
În funcție de condițiile de lucru, toate piesele după tipul de uzură pot fi împărțite în cinci grupe.
Primul grup include detalii despre mecanismul de rulare al mașinilor mobile, pentru care principalul factor care determină longevitatea lor este uzura abrazivă.
Pentru al doilea grup - detalii, în care factorul principal care limitează longevitatea, este uzura datorată deformării plastice.
În al treilea grup sunt detaliile pentru care factorul dominant este uzura mecanică-corozivă sau mecanică-mecanică.
În al patrulea grup sunt detalii ale căror longevitate este limitată de limita rezistenței.
Cea de-a cincea grupă sunt componente ale căror durabilitate depinde simultan de rezistența la uzură a suprafețelor de frecare și de limita de anduranță a materialului pieselor.
Unele părți au mai multe suprafețe de lucru, care lucrează în condiții diferite. Pe suprafața cea mai portabilă sau cel mai probabil semn de distrugere, aceste suprafețe trebuie atribuite grupului prin care durata de viață a piesei este limitată.
Intensitatea creșterii uzurii pieselor și modificarea decalajelor interfețelor mobile, în funcție de durata muncii, au loc într-un anumit tipar.
Prima perioadă se caracterizează printr-o creștere intensă a uzurii în timpul unei perioade relativ scurte de lucru - acesta este timpul de lucru în curs de desfășurare a pieselor. Purtarea în această perioadă depinde în mare măsură de rugozitatea suprafeței pieselor, de condițiile de lubrifiere și de sarcină. Odată cu creșterea rugozității suprafeței de lucru și, de asemenea, cu creșterea încărcăturii în perioada inițială de lucru, uzura pieselor este semnificativ crescută.
A doua perioadă, cea mai mare în lungime, corespunde funcționării normale a părților și interfețelor. În timpul funcționării normale, uzura pieselor crește cu o cantitate relativ mică, adesea numită uzură naturală. Intensitatea uzurii în acest caz depinde în mare măsură de condițiile de funcționare, precum și de actualitatea și calitatea întreținerii efectuate.
A treia perioadă se caracterizează printr-o creștere intensă de uzură a pieselor din cauza diferenței în creștere în conjugări. colegii de lucru cu uzura care depășește valoarea admisă, sunt în general caracterizate prin condiții de lubrifiere cu deficiențe, urmate de piese ce preîncălzirea, apariția zgomotului și a loviturilor și distrugerii accidentale se termină de multe ori. O asemenea uzură se numește limitare. Părțile cu uzură extremă nu au voie să funcționeze; acestea trebuie restaurate sau înlocuite cu altele noi.
Astfel, cunoscând modelul de creștere a uzurii piesei sau creșterea distanței interfeței, este ușor de determinat uzura limitată și admisibilă a părților sau a golurilor de îmbinare.
Uzura finală se numește uzură, care corespunde stării limită a articolelor de uzură.
Variația uzuală se numește uzură, în care produsul poate rămâne operațional în timpul perioadei de inter-reparație.
Valoarea uzurii admisibile corespunde întotdeauna celei de-a doua perioade de funcționare normală.
Daune mecanice. Astfel de daune sunt fisuri, găuri, riscuri și bătăuși, corodare, și destrămării spargere, coturi, urme de lovituri și răsucire.
Fisurile se formează ca urmare a impactului încărcăturilor locale semnificative, șocurilor și supraîncărcării. Crăpăturile apar adesea pe piesele din fontă și pe piesele din tablă. În plus față de fisurile rezultate din impactul forțelor de impact, apar fisuri de oboseală în părțile cele mai tensionate ale pieselor (expunere prelungită la sarcini alternante). Pot exista fisuri și origine termică.
Gaurile apar ca urmare a impactului diverselor obiecte pe suprafața pieselor cu pereți subțiri.
Riscurile și supraînălțarea pe suprafețele de lucru ale pieselor sunt adesea create datorită contaminării grăsimii sau acțiunii abrazive a particulelor străine.
Vopsea - un defect tipic pentru suprafețele pieselor supuse tratamentului chimic-termic, care apare datorită sarcinilor dinamice de impact în timpul funcționării. Vopsea poate apărea și ca rezultat al solicitărilor de oboseală.
Fragmentarea și ruperea apar atunci când are un impact puternic asupra părții; adesea observate pe părțile turnate. Poate apărea și ca rezultat al oboselii metalice.
Curbele și îndoirile se caracterizează printr-o încălcare a formei pieselor și apar ca urmare a încărcărilor de impact.
Răsucirea pieselor rezultă din impactul unui cuplu mare, asociat cu depășirea rezistențelor temporare semnificative în timpul muncii.
Daune chimice și termice. În comparație cu alte daune, deteriorarea chimică-termică a pieselor este mai puțin frecventă și apare, de obicei, ca urmare a interacțiunilor complexe în condiții severe de funcționare a mașinilor. Astfel de daune includ: flambaj, coroziune, chiuvete, formarea depunerilor și scalelor, eroziunea eroziunii etc.
Fragmentarea pieselor apare ca urmare a expunerii la temperaturi ridicate (mai des în încălcarea regulilor de funcționare a mașinii), ceea ce duce la schimbări structurale și solicitări interne mari.
Este practic imposibil să se evalueze și să se prevadă procesele de dezvoltare a coroziunii locale; astfel încât, în multe cazuri, duce la o eșec bruscă a structurii. Reduceți în mod semnificativ performanța construcției unor astfel de tipuri de coroziune selectivă, cum ar fi coroziunea intergranulară și cuțitul. Coroziunea intergranulară este tipică pentru structurile din oțeluri de crom rezistent la coroziune și oțeluri crom-nichel.
Unul dintre tipurile de distrugere este oboseala la coroziune și crăparea. oboseala apare coroziunea sub acțiunea simultană a tensiunilor de tracțiune ciclice și mediu coroziv și a provocat o scădere semnificativă a limitei de oboseală în condițiile specifice în comparație cu limita de rezistenta a metalului în aer. Stresul coroziune fisurare se observă cu expunerea simultană la mediu coroziv și eforturilor de întindere externe sau interne pentru a forma o fractură transgranular sau intergranulare.
Pe tendința de a fisurilor de coroziune afectează în mod semnificativ: presiunea mediului și temperatura, proprietățile fizico-chimice ale metalului, cantitatea și natura distribuția tensiunilor de întindere, etc ...
Cracarea corozivă a oțelurilor cu conținut redus de carbon și aliaturi mici este observată în soluții alcaline la temperaturi de peste 40 ° C. În acest caz, crăparea are loc la solicitările de tracțiune aproape de punctul de randament.
oțelurilor inoxidabile crom-nichel, cel mai adesea supuse la coroziune transgranular stres fisurare în medii conținând cloruri la temperaturi ridicate (peste 60 ° C), ceea ce este tipic pentru multe aparate tehnologii chimice.
O varietate de condiții de funcționare determină diferitele tipuri de uzură pe suprafețele de lucru ale pieselor și aparatelor. Tipurile tipice de uzură sunt abrazive, corozo-mecanice, hidroabrazive, hidroerozionale și cavitații.
Cel mai frecvent tip de echipament distrugere uzură mecanică coroziune care apar ca urmare a acțiunii mecanice, însoțită de expunerea la mediu chimic sau electrochimic pentru metalul. Ca urmare a efectelor combinate ale factorilor mecanici și coroziune în straturile superficiale ale fenomenelor legate între ele are loc procese de activare favorizează deformare elastoplastic, chimice și reacții electrochimice, etc.
Cea mai obișnuită formă de uzură mecanică-coroziune este distrugerea metalelor în fricțiune într-un mediu coroziv, care apare când mediul coroziv și forțele de frecare sunt aplicate simultan pe suprafața metalică.
uzura microabrazive se produce sub influența suprafeței metalice a particulelor abrazive în suspensie într-un relativ fluid și se deplasează pe suprafața de uzură. Uzura hidroabrazivă are loc în prezența unui număr semnificativ de particule abrazive în compoziția mediului de proces. Atunci când este expusă la fluxul de mare viteză de medii de proces la suprafața conductelor, pompa de piese, valve și supape de control și a altor suprafețe ale metalului se produce datorită distrugerii impacturilor jeturilor turbulente - uzură gidroerozionnoe. Soiurile sale sunt coroziune cu șocuri hidraulice și uzuri de cavitație.
Rezistența la cavitație a metalului are loc ca urmare a impactului asupra suprafeței sale asupra încărcărilor cu micro-impact care apar atunci când cavitățile și bulele de cavitație sunt formate și lovite.
Cochilii (arsuri) se formează ca urmare a influențelor locale ale temperaturii asupra suprafeței piesei, de exemplu, cojile de pe suprafețele corpului (șuruburile) ale supapelor de evacuare etc.
Depunerea se formează ca rezultat al interacțiunii dintre gazele foarte încălzite și produsele de combustie a combustibilului și uleiurilor pe suprafețele pieselor. Depozitul rezultat degradează condițiile de transfer de căldură și, în unele cazuri, duce la supraîncălzirea pieselor și la formarea fisurilor pe ele.
Scum pe pereții carcasei unității apare ca urmare a utilizării apei în sistemul de răcire a motorului cu săruri de magneziu și calciu solubile în apă și impurități mecanice.
Distrugerea electroerozivă apare ca urmare a acțiunii descărcărilor de scântei pe suprafața pieselor. Electronii emise de catod scot particule de metal de pe suprafața anodică, care sunt împrăștiate în mediu și parțial transferate în catod. Astfel de daune apar pe electrodul lumanarilor, pe contactele dispozitivelor electrice (intreruperi, distribuitori, magnetosi etc.), pe colectori de generatoare si startere etc.
Există o gamă largă de piese și alte elemente de mașini, care se uzeaza si divizeaza pe micile legi cunoscute. Există, de asemenea, un defect asociat cu reducerea anumitor proprietăți de funcționare a pieselor ca urmare a unor sarcini dinamice și efecte termice nu sunt deteriorări externe vizibile își pierd eficiența lor, încălcând astfel funcționarea normală a unităților, și de multe ori provoca un accident mașini.
Defectele în detaliile probabilității apariției lor pot fi împărțite în trei tipuri: dependentă, la fel de posibilă și independentă (sau aleatorie).
Apariția uneia dintre defectele dependente va provoca în mod necesar apariția unei alte vicii sau va însoți aceasta din urmă.
Erorile la fel de posibile apar fără o legătură logică între ele, dar fiecare dintre ele trebuie să apară separat în mod necesar (în mod firesc). Probabilitatea apariției unor astfel de defecte este aproximativ egală.
Defecțiuni aleatorii apar indiferent de alte defecțiuni din componentă. Acestea sunt de natură accidentală și pot să nu apară în funcționarea pieselor.
Prin natura apariției unor defecțiuni dependente și la fel de posibile poate fi rezultatul uzurii naturale și accidentală - rezultatul unui singur accident.
relație Defect poate fi determinat în mod fiabil pe piesele uzate combinația naturală a defectelor, piese de grup cu un număr mare de diferite combinații de defecte într-un număr mic de rute și pentru a face un proces comun pentru a elimina defectele din complex.