第二章船机零件的磨损

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?磨损都有一定的规律,该规律用运动副的磨损量随其运转时间的变化曲线,即磨损曲线表示 ?磨损曲线反映了新造或修理的机器零件自投人运转到失效的三个工作阶段的磨损情况。

?磨损曲线

?磨合期是零件运转初期,其特点是时间短磨损量大,即磨损速度大。 ?使运动副摩擦表面的形貌和性质从初始状态过渡到正常使用状态。

?正常磨损期是机器正常运转阶段,是曲线上AB对应的工作时间。这个阶段的特点是磨损速

度降低,磨损量小且稳定。AB的斜率越小,磨损也越缓慢,正常运转时间越长。

?磨合是运动副摩擦表面的形貌和性质从初始状态过渡到使用状态必经的运转阶段,是投人正

常使用不可缺少的技术措施。

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磨合可以提高摩擦表面质量,有效地承载;提高机器和运动副的可靠性和延长使用寿命;发现和排除检修和装配中的缺陷;在磨合过程中调整参数和修整机器,使之相互协调,获得最好的动力性和经济性。

机器或运动副投人正常运转前应获得良好磨合。

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运动副磨合良好的要求是(P.23-24)

1)消除摩擦表面的初始粗糙度,使实际接触面积增大达80%以上; 2)运动副工作表面形成彼此适应、服帖的形貌;

3)建立工作条件下耐久的润滑油膜,使运动副获得稳定,有效地润滑。

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磨合良好的标志是:

1)磨合后的工作表面光滑、洁净和明亮,无加工痕迹和损伤、变色等; 2)短时间内完成初期有效的磨损;

3) 工作表面的摩擦系数、磨损率和温度均在较低的水平。

?促进良好的磨合,主要的措施有:

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?1)使运动副的材料和摩擦表面的初始祖糙度有利于磨合; ?2)保证磨合运转时的良好润滑;

?3)制定科学合理的磨合程序,保证顺利磨合。在磨合过程不同阶段,使用不同碱值气缸油。 ?磨损是由工作表面相对运动的摩擦所造成的。

?摩擦不是造成磨损的唯一原因,还与系统中的各种因素,如环境、运动副的材料、运动形式

和受力状态以及表面形貌等有关

?例如,在摩擦条件下,应力相互作用将会导致磨粒磨损和疲劳磨损,而材料相互作用将会导

致粘着磨损和腐蚀磨损。对于不同类型的磨损将有不同的机理。(P.24-27)

?按其破坏程度可分为:轻微磨损、涂抹、擦伤、撕裂(胶合)、咬死五种。 ?对气缸套前四种为拉缸,咬死又称咬缸 ?主要影响因素:摩擦副材料相同。

?磨粒磨损是在摩擦副相对运动时,由于硬的摩擦表面或硬的磨粒对软的摩擦表面的微切削和

刮擦作用,造成摩擦表面金属材料损失的现象。

?工业生产中,磨粒(料)磨损约占50%左右。 ?主要影响因素:磨粒硬度大于摩擦副材料。

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二次磨粒磨损是指在腐蚀磨损发生时,由于运动副摩擦过程中使腐蚀产物自摩擦表面脱落,而脱落的腐蚀产物又成为磨粒使运动副摩擦表面产生的磨粒磨损。

运动副相对运动时,由于摩擦表面金属与周围介质发生化学、电化学和机械作用而使摩擦表面金属损失的现象称为腐蚀磨损。

?氧化磨损是运动副在相对运动时,摩擦表面与空气或润滑油中的氧、氧化性介质发生化学反

应形成氧化膜。摩擦过程中摩擦使氧化膜脱落,随之又会生成新的氧化膜。摩擦表面的氧化膜不断生成和脱落而使运动副零件表面金属损失的现象。

?运动副在相对运动时,摩擦表面与周围的酸碱盐等特殊介质发生电化学作用,生成各种腐蚀

产物并在摩擦过程中脱落,使摩擦表面金属不断损失,这种现象称为特殊介质的腐蚀磨损。

?微动磨损是两个紧密接触表面之间发生微小振幅的振动所引起的机械化学磨损。 ?它是一种复合的磨损,存在四种机理:粘着、腐蚀、磨粒和疲劳磨损。

?疲劳磨损是两个接触表面发生相对滑动或滚动时,在接触区形成周期性的交变应力,当其超

过材料的疲劳强度时接触表面产生变形和微裂纹,进而裂纹扩展和金属剥落,接触表面金属疲

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劳产生金属损失。

二、气缸套-活塞环、曲轴-轴承的摩擦、磨损分析:(P.27-32)

? 1. 气缸套-活塞环、的摩擦、磨损分析(P.27)

?气缸套上活塞行程的中部实现液体摩擦,在上、下止点附近形成边界摩擦。 ?气缸套可能存在的摩擦形式:液体摩擦、边界摩擦、干摩擦。 ?正常磨损可能存在的形式有:粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损。

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一是因为在活塞行程中部活塞环-气缸套运动到的相对运动速度最大;

二是缸内虽然温度很高,但油膜在下一个行程被更新之前在高温中停留的时间极短,且现代气缸油的抗氧化安定性已大大提高使油膜在高温中保持的能力增强, 使运动副相对运动时获得充分的液体动压润滑。

?气缸套正常磨损的特征是最大磨损部位在气缸套上部,

?通常是活塞位于上止点时第一、二道活塞环对应缸壁处,并沿缸壁向下磨损量逐渐减小,使

气缸内孔呈喇叭状。

?在缸套左右方向磨损较大,大于首尾方向。 ?铸铁缸套磨损率<0.1mm/kh, ?镀铬缸套在0.01%~0.03mm/kh,

?缸套最大允许磨损范围:0.4%~0.8%D, ?铸铁环在0.1~0.5mm/kh。

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气缸套发生异常磨损时,

气缸套工作表面脏污,有明显的划痕,擦伤等拉缸痕迹,甚至发生咬缸; 磨损产物的颗粒较大和磨损率较高,一般铸铁缸套磨损率可超过0.lmm/kh, 活塞环磨损率超过0.5mm/kh。

?减少气缸套磨损主要(P.28)

?加强燃油、燃烧的管理,保证燃油的质量和燃烧的质量;

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?加强润滑,保证气缸良好的润滑条件; ?注意冷却水的温度变化和调节;

?保证活塞与气缸套之间的正常配合间隙,使之对中性良好等 ?就可有效地减少气缸套的磨损,延长其使用寿命。

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活塞环-气缸套磨合运转后,可盘车从气口观察或吊缸检查, 具有以下特征视为良好磨合:

1)缸壁表面润湿、光亮、清洁,无油污和积炭,或油污不严重且易清除; 2) 工作表面无明显磨损、拉痕等;

3)环表面上有一圈发亮的磨合带,环在环槽中活动自如。

?2. 曲轴-轴承的摩擦、磨损分析(P.31)

?正常运转时,主轴颈与主轴承形成流体动压润滑。主轴瓦烧熔—发生干摩擦,产生了严重的

粘着磨损。

?轴瓦上开油槽会影响其承载能力,在主轴承下瓦与连杆大端轴承上瓦上不开油槽,该两种轴

瓦磨损也较大。

?曲轴磨损的特点:直列式柴油机曲柄销较主轴颈大,V型柴油机反之。 ?曲轴轴颈轴向和周向磨损不均匀,产生圆度误差与圆柱度误差。

三、减小磨损的措施(P.30-31)

?减少缸套磨损的有效途径包括:制造工艺,安装工艺,使用管理 ?制造工艺方面减少或防止缸套磨损的途径有: ?特种加工, ?电镀Cr,

?表面热处理,表面淬火,渗N,表面激光强化, ?珩磨,波纹切削,超精磨。

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