Typer af slid: klassificering og karakteristika for slid

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Slid forstås som den gradvise ødelæggelse af friktionsoverfladerne på forskellige par. Der er mange former for slid. De skyldes forskellige årsager. Men de har alle en ting til fælles - partiklerne er adskilt fra grundmaterialet. Dette fører til en forstyrrelse af mekanismernes funktion og kan i andre tilfælde forårsage deres sammenbrud. Hullerne i leddene øges, landingerne begynder at slå som følge af dannelsen af et betydeligt tilbageslag. Denne artikel diskuterer hovedtyperne af slid, giver deres karakteristika og generelle klassificering.

Funktioner ved slibende slid

Et slibemiddel er et fint spredt materiale af naturlig eller kunstig oprindelse, med en betydelig hårdhed, der er tilstrækkelig til at ridse andre mindre hårde materialer.

Type overfladeslid, hvor der er en ødelæggelse af overfladelagets struktur og integritet, nårinteraktion med faste mikropartikler kaldes slibende. Det bør annulleres, at for denne form for ødelæggelse skal friktionshastigheden være meget betydelig (adskillige meter pr. sekund). Selvom der ved længerevarende drift sker ødelæggelse selv ved lavere hastigheder og spændekræfter.

Slibende stoffers rolle kan være både faste genstande (faste faser af stål og legeringer) og bevægelige fremmede partikler, der er faldet ind i kontaktzonen af gnidningsoverflader (sand, støv og andre).

Følgende faktorer påvirker mængden af slibende slid og dets intensitet:

• oprindelsesarten af slibende partikler;
• mekanisme driftsmiljø (grad af aggressivitet);
• friktionspars materialeegenskaber;
• påvirkningsbelastninger;
• temperaturindikatorer og mange andre.

Slid med hårde partikler (korn)

Denne form for mekanisk slid opstår, når slibekorn kommer i kontakt med metal eller andet materiale. Hårdhedsindekset for sådanne partikler overstiger væsentligt hårdhedsindekset for selve metallet. Dette fører til deformation af materialer af friktionspar, forekomst af udmattelsesspændinger og overfladeslid.

Hvis mekanismen fungerer under forhold med hyppige vekslende belastninger, forstærkes effekten af slibemidlets skadelige virkninger. I dette tilfælde efterlader den slibende partikel ikke kun mærker, men også buler på metaloverfladen.

Med en stigning i andelen af det slibende stof vilslibende slid. De slibende partikler er meget hårde, men samtidig skøre. Derfor kan store kroppe slibes til mindre.

Funktioner ved oxidativt slid

Denne form for slid opstår, når der opstår en løs oxidfilm på overfladen af gnidningsdele, som hurtigt fjernes fra overfladen som følge af friktion. De fleste tekniske materialer har en tendens til at oxidere i luft ved forhøjede temperaturer. Derfor er mekanismer, der fungerer uden smøring og uden kølesystem, underlagt denne type slid på dele.

Jo større ødelæggelseshastigheden af oxidfilmen er, og jo større hastigheden af dens dannelse er, jo mere intens slitage på overfladerne.

Denne form for slid er typisk for hængslede og boltede samlinger, forskellige ophængsmekanismer og faktisk for alle enheder, der fungerer uden smøring.

Med stigningen i friktionshastigheden stiger temperaturen på gnidningsfladerne. Dette fører til intensivering af destruktive processer. En stigning i stødbelastninger har en lignende effekt.

Slid på grund af plastisk deformation

Denne form for slid på maskindele er typisk for højt belastede enheder. Dens essens ligger i at ændre produktets geometriske former under påvirkning af betydelige belastninger.

Det er mest typisk for nøgle- og notforbindelser, såvel som gevind, stifter og så videre.

Lignendeder kan også forekomme deformationer i gearsamlinger. Og de behøver ikke at være hurtige. Belastning er nøglefaktoren her.

Ofte forekommer sådanne deformationer på skinnerne og hjulene på det rullende materiel. For at forebygge er det nødvendigt at organisere rettidig forebyggelse og undersøgelse af strukturelle elementer.

Slid på grund af afslag

Den præsenterede klassificering af slidtyper vil ikke være fuldstændig, hvis vi mister det såkaldte slid af syne som følge af afslag. Dens essens er som følger. Under svære (måske endda ekstreme) driftsforhold gennemgår overfladelagene af gnidningsdele strukturelle og fasetransformationer. Årsagerne i forskellige tilfælde er forhøjede temperaturer, opvarmnings- og afkølingsforhold, højt tryk og andre. Egenskaberne af de resulterende lag adskiller sig væsentligt fra det originale materiales egenskaber. Som regel er disse faser sprøde og går i stykker under belastning.

Derved dannes karakteristiske hvide striber på stål og støbejern under friktion uden smøring. Disse områder kan ikke ætses selv med en opløsning af salpeter- eller flussyre i alkohol. Specialister inden for metalvidenskab kalder denne formation et hvidt lag. Den har en ret høj Rockwell hårdhed og er meget skør. Et laboratorium udførte fase- og strukturanalyse af det hvide lag. Det viste sig, at det er en mekanisk blanding af martensit og cementit. Det indeholder også en lille mængde ferrit. Det sidste i det overhovedetlille, og den kan ikke reducere hårdheden.

Dannelsen (syntesen) af dette stof ledsages af forekomsten af skadelige indre træk- og trykkræfter. Når vektorerne for indre spændinger falder sammen med eksterne belastninger på delen, dannes der små revner på dens overflade i området af det hvide lag. Disse mikrorevner er spændingskoncentratorer og akkumulatorer, hvilket fører til sprøde brud på produktet som helhed.

Wearing by Fetting Corrosion

Denne proces finder sted på overflader, der er i tæt kontakt med hinanden. Årsagen er udsving. Det skal bemærkes, at materialerne i friktionsparrets kroppe kan være meget forskellige (metal-metal eller ikke-metal-metal).

Dette fænomen opstår allerede ved minimale forskydninger af legemer (ca. 0,025 mikrometer).

Som et resultat af fluktuationer opstår der korrosionscentre på overfladerne, som vokser og fører til ødelæggelse af overfladelaget.

Wear by vibratory cavitation

Denne form for slid opstår, når produkter fungerer i et flydende medium. Selvom det også kan opstå, når en væskestråle rammer en del af en maskine eller mekanisme. Processens fysik er som følger. Væsketrykket ved fasegrænsen (mellem væske og fast stof) falder, hvilket fører til fremkomsten af såkaldte kavitationsbobler. Intensiteten af dette slid afhænger af luftindholdet i væsken og af det ydre tryk.

En lydvibration kan tjene som en katalysator. Specielt skadelige i dette tilfælde er vibrationer af ultralydsspektret. Meget ofte forekommer et sådant skadeligt fænomen i de gnidende dele af forbrændingsmotorer. Forskning viser, at sonisk kavitation slides tre til fire gange hurtigere end friktion.

Slid på grund af termisk revnedannelse

Dette problem er typisk for hjulene på jernbanevogne og lokomotiver. Under togets bevægelse er lokomotivføreren ofte nødt til at sætte farten ned. Dette får hjulene til at glide og varme op. Når gnidningsfladen øges, afkøles den ret hurtigt. Sådan termisk cykling fører til dannelsen af mange revner på overfladen af hjulet. Dette fremskynder væsentligt produktets slid. I øjeblikket bruges speciallegerede stål til fremstilling af jernbanehjul. Men tidligere blev stål af almindelig kvalitet brugt. Gamle hjul bruges stadig på mange tog i dag, så dette problem er stadig relevant.

Måder at håndtere termiske revner

Den mest effektive foranst altning til at bekæmpe termiske revner vil være at sørge for intensiv afkøling. Til dette kan der anvendes specielle olier og fedtstoffer. For toghjul er denne foranst altning af indlysende grunde ikke egnet. I dette tilfælde kan du spille på den kemiske sammensætning af materialet og vælge en mere gunstig stålkvalitet fra dette synspunkt. Visse kvaliteter af legeret stål har en lav udvidelseskoefficient. Og denne ejendom kan med fordel bruges.

Nogleerosionsslidfunktioner

I betragtning af typerne af friktion og slid kan vi ikke tabe det såkaldte erosionsslid af syne. Enkelt sagt er dette ødelæggelse af overflader under påvirkning af miljøet.

Inden for teknik refererer dette koncept til ødelæggelse af overfladerne på maskindele og mekanismer under påvirkning af miljøfaktorer. Sådanne påvirkningsfaktorer omfatter luft- og væskestrømme, damp eller forskellige gasser. Årsagen til slid er som før friktion. Kun i dette tilfælde virker ikke slibende partikler, men gas- eller væskemolekyler på overfladen.

Mikrorevner vises under denne proces. Molekyler af væske og damp under højt tryk trænger ind i dem og bidrager til ødelæggelsen af alle overfladelag af produkter.

Væske eller damp kan også indeholde slibende partikler i suspension. I dette tilfælde vil en sådan blanding forårsage slibende-eroderende ødelæggelse og slid.

træthedsslid og dets egenskaber

Slidtyper og overtrædelser af geometri er meget forskellige. Mange problemer for designingeniører og maskiningeniører er forårsaget af træthedsafskalning af deles overflader. Denne "lidelse" er meget lumsk. Fænomenet med træthedsafskalning opstår i dele, der fungerer i lang tid under forhold med vekslende belastninger. Dette er en karakteristisk "sygdom" i gearleddene.

Denne form for slid er ledsaget af initiering af revner på overfladen og deres gennemtrængningdybt ind i produktet. Et helt netværk af sådanne mikrorevner vises på et ubetydeligt overfladeareal. Under påvirkning af tryk og temperaturer flager små uensartede stykker metal af fra hovedlegemet og falder af. En vigtig rolle i denne proces spilles af smøremiddel (olie), som trænger ind i mikrorevner og fremmer ødelæggelse.