Корневые причины износа нестандартных ЧПУ-деталей и стратегии профилактики

При механической обработке из-за материала заготовки, среды, метода обработки и др. возникает механический износ. Износ вреден для качества, точности и эффективности обработки. Поэтому профилактика износа критически важна для всех, занимающихся механической обработкой.

Виды износа

1) Износ при вкатывании (Running-in Wear)

Соответствующий износ механизмов под нормальной нагрузкой, скоростью и смазкой. Развивается очень медленно.

2) Абразивный износ твердыми частицами (Hard Particle Wear)

Абразивные частицы, отшелушивающиеся от детали, и твердые частицы извне вызывают механическое резание/шлифование и повреждают деталь.

3) Поверхностный усталостный износ (Surface Fatigue Wear)

Под действием переменных нагрузок образуются микротрещины и точечные ямки, разрушающие деталь. Связан с давлением, характером нагрузки, материалом, размерными факторами.

4) Термический износ (Thermal Wear)

При трении поверхность металла изнашивается, внутренняя структура образует горячие зоны/высокую температуру, вызывая отпуск, размягчение, обгар, морщинистость. Скольжение при высоких скоростях и давлениях — более деструктивный износ, со случайным характером.

5) Коррозионно-износной износ (Corrosion And Wear)

Химическая коррозия вызывает износ. Поверхность деталей корродирует под действием кислот, щелочей, солевых растворов, вредных газов, или с кислородом образует твердые хрупкие оксиды, легко отшелушивающиеся — износ деталей.

6) Фазово-превращающийся износ (Phase Change Wear)

При длительной работе при высоких температурах зерна металлической структуры на поверхности грубеют, оксидирование по границам зерен дает микропоры, вызывая ломкость, снижение износостойкости и ускорение износа.

7) Гидродинамический износ (Hydrodynamic Wear)

Износ поверхности деталей под действием скорости жидкости или потока частиц на поверхности.

Причины износа деталей и методы профилактики

1. Нормальный износ

1. Трение между деталями: обеспечить чистоту и смазку деталей.
2. Абразивный износ: поддерживать чистоту деталей, закрывать открытые участки.
3. Усталостный износ от длительных переменных нагрузок: устранять зазоры, подбирать подходящую смазку, снижать дополнительные вибрации, повышать точность деталей.
4. Коррозия химическими веществами: удалять вредные химикаты, повышать коррозионную стойкость деталей.
5. Изменения поверхностной металлографии или сопряженных свойств при высоких температурах: улучшать условия работы или использовать жаропрочные/износостойкие материалы.

2. Аварийный (ненормальный) износ

1. Качество ремонта/изготовления не соответствует проекту: строгий входной контроль.
2. Нарушение инструкций по эксплуатации: знать механические свойства, работать осторожно.
3. Неправильная транспортировка, погрузка-разгрузка, хранение: владеть знаниями подъемных работ, работать осторожно.

Причины и меры сокращения ресурса механизмов после капитального ремонта

1) Деформация основания

Деформация меняет относительное положение деталей, ускоряет износ, сокращает ресурс. Профилактика: разумная установка и регулировка для предотвращения деформации.

2) Нарушение баланса деталей

Высокоскоростные вращающиеся детали не сбалансированы — под действием центробежных сил ускоряется повреждение, ресурс падает. Профилактика: строгие меры динамической балансировки.

3) Отсутствие вкатывания

Сопрягающие поверхности заменяемой детали не вкатаны должным образом. Со временем износ сопряжений растет, ресурс падает. Профилактика: вкатывание втулки/детали.

4) Низкая твердость

Неправильный выбор ремонтного материала, недостаточная поверхностная твердость, неквалифицированная термообработка. Профилактика: подбор материалов по требованиям, разумная термообработка.

Типы и функции распространенных механических деталей:

Механические детали (компоненты) — неразделимые отдельные части, составляющие механизмы и машины. Базовая единица механизма.

Исследование и проектирование базовых механических деталей в различном оборудовании — общий термин для деталей и компонентов. Содержание дисциплины «механические детали» включает:

1. Соединения деталей: резьбовые, клиновые, шплинтовые, шпонковые, шлицевые, с натяжением, упорные кольца, риветирование, сварка, клеение и др.
2. Приводы: ремневые, трение, клавишные, гармонические, шестеренные, канатные, винтовые и др., передающие движение и энергию, и соответствующие валовые детали: валы, муфты, сцепления, тормоза и др.
3. Опорные детали: подшипники, корпуса, основания.
4. Системы смазки и уплотнения.
5. Пружины и др. детали.

Причины и решения сокращения ресурса механизмов после капитального ремонта

(Дублирование предыдущего раздела — см. выше)

Типы и функции распространенных механических деталей:

(Дублирование предыдущего раздела — см. выше)