黃玉春
(黑龍江省訥河市通江街道農(nóng)村工作辦公室)
磨損是零件失效的Z主要形式。一般機(jī)器中因摩擦磨損而失效的零部件占全部報(bào)廢零部件的70%~80%。磨損是不可避免的,但我們可根據(jù)對(duì)磨損結(jié)果的認(rèn)識(shí),來(lái)減小或減緩磨損。
磨損是運(yùn)動(dòng)摩擦副接觸面間相互損耗的現(xiàn)象,是零件失效的Z主要和普遍的形式。農(nóng)業(yè)機(jī)械運(yùn)動(dòng)摩擦副之間金屬——潤(rùn)滑介質(zhì)——金屬相互作用著,各部分之間的作用形式和作用效果極其復(fù)雜,使得摩擦表面的磨損過(guò)程及磨損原因也十分復(fù)雜。但通常認(rèn)為,摩擦表面的耗損主要有關(guān)因素有:機(jī)械因素(彈性與塑性變形、振動(dòng));分子物理因素(擴(kuò)散、加熱、吸附、接觸熔化);化學(xué)因素(化學(xué)吸著作用、電化學(xué)、潤(rùn)滑油中高分子鏈的分解和形成)等。因此,磨損是機(jī)械、物理、化學(xué)現(xiàn)象的總和。磨損將嚴(yán)重影響機(jī)器的壽命和可靠性,使機(jī)械效率降低,能源消耗增加。一般機(jī)器中因摩擦磨損而失效的零部件占全部報(bào)廢零部件的70%~80%。對(duì)磨損過(guò)程和原因有多種解釋?zhuān)煌忉屢苍谝欢ǚ秶鷥?nèi)說(shuō)明磨損的過(guò)程和機(jī)理。盡管觀察到的現(xiàn)象及得出的結(jié)論,受到試驗(yàn)條件的限制,還不能用來(lái)解釋和概括全部的磨損現(xiàn)象,但我們可根據(jù)對(duì)磨損結(jié)果的認(rèn)識(shí),來(lái)分析并提出減小或減緩磨損的技術(shù)措施。
1 農(nóng)業(yè)機(jī)械零件主要磨損形式分析
農(nóng)業(yè)機(jī)械零件的磨損主要有磨料磨損、粘著磨損和腐蝕磨損,下面分別對(duì)其特點(diǎn)及原理進(jìn)行分析。
1.1磨料磨損
進(jìn)入摩擦副零件表面之間的硬質(zhì)磨料顆粒,在零件相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)零件表面產(chǎn)生“切削”作用,使零件表面磨損,稱(chēng)為磨料磨損。磨料可能從外界進(jìn)入(如外界的粉塵、油料中的雜質(zhì)),也可能是早已存在于摩擦表面的(如鑄件含砂、鍍件中雜質(zhì)),還可能是磨損過(guò)程的產(chǎn)物(如金屬氧化膜的剝落)。磨料磨損的速率與摩擦副的運(yùn)動(dòng)速度成正比;磨料的硬度愈高,磨損越大;磨料大小與配合副間隙相近時(shí)磨損量Z大。磨料磨損容易發(fā)生在運(yùn)動(dòng)速度高、負(fù)荷大、雜質(zhì)易混入的摩擦表面的零件之間,如曲軸主軸頸與主軸承之間,連桿軸頸與軸承之間,活塞、活塞環(huán)與氣缸壁之間,氣門(mén)導(dǎo)管與氣門(mén)桿之間等。這些零件表面使用一定時(shí)期后,大都有磨料磨損的明顯痕跡。
1.2粘著磨損
當(dāng)零件摩擦表面受到過(guò)大的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷作用時(shí),相互嵌入并產(chǎn)生塑性變形,造成局部高溫而處于熔融狀態(tài),相對(duì)滑動(dòng)使零件表面材料轉(zhuǎn)移或斷脫,這種現(xiàn)象稱(chēng)為粘著磨損。粘著磨損的程度與粘著點(diǎn)的強(qiáng)度有關(guān)。如果粘著點(diǎn)的強(qiáng)度比摩擦副的表面強(qiáng)度低時(shí),撕脫或材料轉(zhuǎn)移發(fā)生在粘著點(diǎn)上,兩摩擦表面材料轉(zhuǎn)移極輕微,摩擦面也較平滑,只有輕微的擦傷,這通常稱(chēng)為外部粘著。若粘著點(diǎn)強(qiáng)度比兩摩擦表面一方的材料強(qiáng)度高時(shí),撕脫或材料的轉(zhuǎn)移將發(fā)生在強(qiáng)度較弱的摩擦表面材料上,且造成弱材料表面局部粗糙的撕脫損傷,這通常稱(chēng)為內(nèi)部粘著。在多數(shù)情況下,摩擦表面的粘著磨損的內(nèi)部粘著與外部粘著同時(shí)發(fā)生,即一部分粘著點(diǎn)從外部分離,一部分粘著點(diǎn)從內(nèi)部分離。在接觸負(fù)荷大、潤(rùn)滑條件差、冷卻強(qiáng)度不足、相對(duì)滑動(dòng)強(qiáng)度高的粗糙摩擦表面,很容易發(fā)生粘著磨損,且零件的表面負(fù)荷愈大、表面溫度愈高,粘著磨損現(xiàn)象也越嚴(yán)重。粘著磨損一旦發(fā)生,發(fā)展很快,能在短時(shí)間內(nèi)造成零件的嚴(yán)重破壞,還會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)重大事故。柴油機(jī)的氣缸與活塞、活塞環(huán)的配合表面,軸頸與軸承的配合表面都是發(fā)生粘著磨損的高危險(xiǎn)區(qū)域。使用不當(dāng)、維修調(diào)整不正確、零件材料與表面質(zhì)量不合要求時(shí),很容易產(chǎn)生粘著磨損。
1.3腐蝕磨損
零件的表面,由于受到腐蝕性氣體或液體作用,由電化學(xué)反應(yīng)生成化學(xué)反應(yīng)膜,在機(jī)械載荷作用下,表面摩擦導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)膜與基體金屬的脫離,又形成新的反應(yīng)膜,繼而又被破壞,這種周而復(fù)始的現(xiàn)象稱(chēng)為腐蝕磨損。腐蝕磨損一般分為氧化腐蝕和特殊介質(zhì)腐蝕兩類(lèi)。氧化腐蝕磨損普遍存在于柴油機(jī)零件摩擦中,其損壞特征是金屬的摩擦表面沿滑動(dòng)方向呈勻細(xì)的磨痕。氧化磨損的磨損速率在各類(lèi)磨損中是Z小的。摩擦表面上的氧化膜性能對(duì)零件的磨損產(chǎn)生重要作用。零件表面形成的氧化膜,可以降低零件的摩擦系數(shù)和磨損速率,可以提高零件抗磨料磨損的作用,還有利于防止粘著磨損。柴油機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中應(yīng)減小大負(fù)荷的工作頻率和降低全速全負(fù)荷的工作時(shí)間,避免氧化膜的破壞,以延長(zhǎng)柴油機(jī)的使用壽命。特殊介質(zhì)磨損是由于摩擦副零件與酸、堿、鹽等介質(zhì)作用發(fā)生腐蝕,在載荷和摩擦作用下破壞氧化膜,此氧化磨損有更高的磨損速度和更大的磨損量。柴油機(jī)氣缸壁是經(jīng)常發(fā)生特殊介質(zhì)腐蝕磨損的區(qū)域。軸瓦合金中的鉛、鉻等元素,容易被潤(rùn)滑油中的酸性物質(zhì)腐蝕,在軸瓦減磨合金表面生成黑點(diǎn),逐漸擴(kuò)展成為海綿狀軟組織而小塊脫落。
2 減?磨損的措施
(1)新購(gòu)買(mǎi)或大修后的大型農(nóng)業(yè)機(jī)械都要進(jìn)行嚴(yán)格的磨合運(yùn)轉(zhuǎn),才可投入作業(yè),避免因局部過(guò)載、過(guò)熱而產(chǎn)生擦傷和燒損,出現(xiàn)異常磨損。
(2)按要求做好維護(hù)保養(yǎng)工作,保持油、水、氣等系統(tǒng)的清潔,減少磨粒的侵入造成的磨粒磨損。
(3)保證潤(rùn)滑系統(tǒng)工作良好,正確選擇潤(rùn)滑油,及時(shí)更換潤(rùn)滑油,保證油路暢通、油壓正常,防止干摩擦出現(xiàn)。
(4)保持發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度在正常范圍。如發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)低,氣缸得不到良好的潤(rùn)滑,缸壁磨損將會(huì)增大,并且氣缸內(nèi)的水蒸氣容易凝結(jié)成水珠,溶解廢氣中的酸性氣體分子而生成酸性物質(zhì),使氣缸壁受到腐蝕磨損。若溫度過(guò)高,會(huì)降低氣缸的強(qiáng)度,同時(shí)潤(rùn)滑油膜會(huì)因高溫而遭到破壞,使得缸壁磨損加劇。
(5)正確的操作和使用機(jī)械,避免機(jī)器在過(guò)冷或過(guò)熱條件下較長(zhǎng)時(shí)間工作,保持機(jī)器的正常技術(shù)狀態(tài),可以有效地減小磨損。
(來(lái)源:農(nóng)民致富之友)