作者(zhě):鄧廣勇,龐智勇,劉學忱
摘 要:文章針對使用潤(rùn)滑劑的運行機械部件間存在的磨損類型及其產生原因(yīn)進行了討論,根據磨損的起因(yīn)、磨(mó)損程度等(děng)將(jiāng)磨損分為12種類型,輕微粘著磨損(sǔn)、嚴重粘著磨損、磨粒磨損、腐蝕磨損、接觸疲勞磨損、拋光磨損、氣蝕損傷磨損、微振磨損(sǔn)、侵(qīn)蝕磨損、電腐(fǔ)蝕(shí)磨(mó)損、放電磨損及熔蝕磨損,並根據磨損的起因(yīn)從機(jī)械加工和潤滑兩方麵提出了改進方法。
關鍵詞(cí):機器;磨損;類型;起因
0 前言
磨損不僅僅增加能耗,降低經濟效益,而(ér)且降低機器精度(dù),使其(qí)性能變差甚(shèn)至報廢。對不同磨損形式進行研(yán)究,了解(jiě)不(bú)同形式(shì)磨損產生原(yuán)因及相應解決方法將有(yǒu)助於更好地解決磨損問(wèn)題,提高機器使用(yòng)壽命,降低運行及(jí)維(wéi)護(hù)成(chéng)本,增加經濟效益。
在機器實際運行過程中,磨損情況是錯綜複雜的,而且往往(wǎng)是幾種類型磨損同時發生,或相繼出現。如嚴重粘著磨損產生的磨(mó)屑會進一(yī)步引起磨粒磨損;微振磨損和接觸疲勞磨損可(kě)能同時發生;油中的(de)硬磨屑壓入(rù)滾動軸承會(huì)引起疲勞磨損(sǔn);有的磨損情況更加複雜,如,船舶大型二衝程柴油發動機的活塞環與氣缸(gāng)套之間,含硫重(chóng)油的燃燒會對其造成(chéng)腐蝕磨損,而(ér)活塞環上的積炭或漆膜(mó)會對氣缸(gāng)套造(zào)成拋光磨損,活塞環上的積炭會產(chǎn)生滲碳作用,使活塞環變脆,易折斷,折斷(duàn)的活塞環會與氣缸套之間產生嚴(yán)重(chóng)粘著磨損,粘(zhān)接、劃(huá)傷(shāng),俗稱拉(lā)缸。
總之,對磨損不加區分或是僅借助於三四種基本磨(mó)損形式很難有效解決磨損問題,借(jiè)助於詳細合理的磨損形式分類,能夠有(yǒu)針對性地在機器方麵或潤滑方麵進行改進,實現有效地控製磨損,提高設備(bèi)管理水平和生產效率(lǜ)。
根據磨損的(de)起因、磨損程度等將磨損分為12種(zhǒng)類型,以下分別討論了各類磨損產生原因、導(dǎo)致結(jié)果、易損部件、改進辦法。
1 輕微(wēi)粘著磨損
(1)產生原因(yīn)
使用中的機器如具有良好的表麵光潔度,負荷、速(sù)度和溫度都適中並使(shǐ)用優質、清潔、幹(gàn)燥的潤滑(huá)劑,則會產生輕微粘著磨損。
(2)導致結(jié)果
由於輕微粘著,材料會從(cóng)摩擦副(fù)的一個表麵轉移到摩擦副的另一個表麵,並(bìng)隨著機(jī)件的相對運動而脫落(luò)。輕微粘著磨損僅涉及機件表麵膜的轉(zhuǎn)移和脫落。輕微粘著磨損的磨損率很(hěn)低,能夠看(kàn)到機件上較深的原始磨痕,對(duì)機器無損害。
(3)易(yì)損部件(jiàn)
所有(yǒu)產生(shēng)相對運動互為摩擦副的部件。
(4)改進方法
此(cǐ)類磨損為正常磨(mó)損,是理想的磨損狀態,對機器進行正常的維護保(bǎo)養即(jí)可。
2 嚴重粘著磨損
(1)產生原(yuán)因
機器未經磨合或磨合不當;高(gāo)溫、高速、高負荷下運行;不(bú)適當的采用了不鏽鋼或鋁等材質;潤滑劑(jì)性能滿足不了使用要求,粘(zhān)度太(tài)低或抗磨(mó)添加劑含量不足均會造成嚴重粘著磨損。
(2)導致(zhì)結(jié)果
嚴重粘著磨損會使金屬與金屬直接接觸,表麵發生冷燒結,產生粗糙的、熔(róng)融的或塑(sù)性變形的金屬條紋。造(zào)成高溫氧化、高磨損率(lǜ),有的還會發生卡咬,或稱咬合、膠合。如有磨粒存在將會引起擦傷或劃(huá)傷及深溝。
(3)易損部件
各種齒輪,活塞環(huán)和氣缸套,閥(fá)片組,滾(gǔn)動(dòng)和滑動軸承,金屬密封件,切削(xuē)刀具(jù),傳(chuán)動鏈。
(4)改進方法
①機械方麵
(a)科學合理的磨(mó)合機器;
(b)降低機器負荷、速度或溫度;
(c)提高設備冷卻效果;
(d)使用合適的金屬材質。
②油品方麵
(a)使(shǐ)用性能更好的潤滑油;
(b)提高潤滑油的(de)粘度;
(c)使用足夠的(de)抗磨添加劑;
(d)如有必要(yào)應在(zài)潤滑油(yóu)中(zhōng)添加極壓添加劑。
3 磨粒磨損
(1)產生原因
機器未經磨合或磨合不當;機件的硬(yìng)度不高,滿(mǎn)足不了(le)使用要求;具有粗(cū)糙表麵的硬金屬與軟金屬對磨;用於機器潤(rùn)滑的油品含有(yǒu)硬顆粒物。磨粒磨損俗稱劃痕、劃傷、起毛(máo)、切削,是Z常見的磨損形(xíng)式。
(2)導(dǎo)致結果
這種磨損會導致機件的切削或變形,機件表麵出現清晰的溝(gōu)槽、毛刺(cì)或碎屑,硬顆粒物會被壓入金(jīn)屬表麵或軟塗層中改變材質(zhì)性質,會造成更大損傷。
(3)易(yì)損部件
所有(yǒu)相對運動的摩擦副金屬表麵(miàn)。
(4)改進方法
①機械方麵
(a)科學合(hé)理的(de)磨(mó)合(hé)機器;
(b)提高空氣和油過濾器的效果;
(c)對油采取淨化處理;
(d)改善密封;
(e)提高金屬表麵的硬度。
②油品方(fāng)麵
(a)使用高粘度潤滑油;
(b)提高潤(rùn)滑油清(qīng)潔度。
4 腐蝕磨損
(1)產生原因
機器在(zài)高(gāo)溫(wēn)、高濕環境下運行或機器使用的潤滑油防鏽能力差或(huò)含有腐蝕性(xìng)物質造成與機件發生了化學反應,形成氧化、腐蝕的鬆(sōng)軟表層,極(jí)易磨損脫落。腐蝕磨損(sǔn)又稱腐蝕(shí)膜磨損,在實際中較常見。
(2)導致結(jié)果(guǒ)
腐蝕磨損使機(jī)件表層被氧化,腐蝕(shí)物磨掉、脫落。
(3)易損部件
所有齒輪(lún),軸承,氣缸套內壁,閥片組,金屬密封(fēng)件(jiàn)和傳動鏈。
(4)改進方法
①機械方麵
(a)使用抗腐蝕(shí)能力(lì)強的材質;
(b)改善腐蝕性環境;
(c)降低(dī)操作溫度。
②油(yóu)品(pǐn)方麵(miàn)
(a)使用防鏽能力強的潤滑油;
(b)避免使用腐蝕性強的極壓添加劑;
(c)避免使用過度氧化的油品,及時(shí)換油。
5 接觸(chù)疲勞磨損
(1)產生原因(yīn)
部件在滾動和滑動過程中,如果機器使用的潤滑油(yóu)中含水和(hé)汙垢,部件材質(zhì)中有(yǒu)夾(jiá)雜物而且部件受到長期(qī)的周期性應力的作用則會產生接觸疲勞磨損。
(2)導致結果
由於長期的周期性應力的作用使部件開裂和起點蝕坑(起麻點)使(shǐ)金屬脫落,形成裂紋,凹坑和剝(bāo)落碎屑。因此接觸疲(pí)勞磨損,又稱疲勞、起麻點(diǎn)、表麵疲勞、剝落磨損。當有潤滑油擠進裂紋時,如果裂紋隨運動閉合(hé),將促使裂紋(wén)中的油壓增高,從而又加速了裂紋的擴展和(hé)蔓延。如此反複作用,Z終使接觸表麵(miàn)金屬一小塊一小塊地剝(bāo)落下來。
(3)易損部件
齒輪,滾動和滑動軸(zhóu)承,閥片組。
(4)改(gǎi)進方法
①機械方(fāng)麵
(a)降低(dī)接觸(chù)壓力;
(b)降低周期性應力的頻率;
(c)采用高質量的(de)部件材質(zhì)。
②油品(pǐn)方(fāng)麵
(a)提高油(yóu)品(pǐn)的清潔度;
(b)提高(gāo)油品的粘度及粘度指數。
6 拋光磨損
(1)產生原因
細顆(kē)粒物和油中(zhōng)腐蝕性物質是其產(chǎn)生的(de)原因。
(2)導(dǎo)致結果
由於(yú)細顆粒物的作用使機(jī)件表麵(miàn)膜被不斷磨(mó)掉,機件表麵嚴重(chóng)磨損但呈(chéng)光亮的鏡麵(miàn)狀,有的出現波紋狀。由於磨損(sǔn)的結果使機件表麵潤滑油附著變差,因此會(huì)使磨(mó)損加速。
(3)易損(sǔn)部(bù)件
閥門挺杆,齒輪輪(lún)齒,特別是柴油機氣缸套。因此這種磨(mó)損常被稱為氣缸套(tào)拋光,柴(chái)油機氣(qì)缸套之所以極易產(chǎn)生這種磨(mó)損是由於柴油燃燒易產生(shēng)顆粒物。
(4)改進方法
①機械方麵
(a)調整機器避(bì)免產生過(guò)多顆粒物;
(b)提高(gāo)空氣、燃油的過濾效(xiào)果;
(c)提高潤滑油的淨化效果。
②油品方麵(miàn)
(a)使用高質量的(de)潤滑(huá)油;
(b)選(xuǎn)擇活性較低的抗磨劑;
(c)提高油品的清潔度。
7 氣蝕損傷磨損
(1)產生原因
由於液體中存在氣泡,當液體流速或機件形狀(zhuàng)發生變化,使(shǐ)其中的氣泡破裂,導致機件表麵液體壓力突然改變(biàn)並強烈衝擊機件表(biǎo)麵(miàn)。
(2)導致結果
存在氣穴的液體中氣泡破裂(liè)使液體衝擊機件表麵致使金(jīn)屬脫落,使機件露出無光澤、粗糙的凹坑(kēng)或溝(gōu)槽。油中的腐蝕物和(hé)磨粒會增加氣蝕損傷磨損。
(3)易損部件
液壓泵,液壓(yā)閥,齒輪輪(lún)齒,氣缸套,活塞環,滑動軸承(chéng)。
(4)改進方法
①機械方麵
(a)液壓係統裝油後穩定足夠(gòu)的時間;
(b)減少震動,避免流速和壓力波動;
(c)避免對液(yè)體節流和幹擾;
(d)機件采用堅(jiān)韌的材(cái)質。
②油品方麵
(a)提高油(yóu)品的空氣釋放性能;
(b)避免油中含水;
(c)提高油品的防腐蝕(shí)性能。
8 微振磨損
(1)產生(shēng)原因
機(jī)件振動引(yǐn)起的相對運動。
(2)導致結(jié)果
低振幅振動產生相(xiàng)對運動的兩個機件表麵會產(chǎn)生磨損,這種磨損會導致(zhì)機件表麵(miàn)鏽蝕,周圍有明顯的磨屑,這種情況一般兩機件都會受到損傷。
(3)易損部件
振動(dòng)的(de)機械,軸承座接觸處(chù),花鍵,銷,聯軸器,緊固件。
(4)改(gǎi)進方法
①機(jī)械(xiè)方麵
(a)完善靜配合,減輕振動;
(b)提高載荷,減輕或抑(yì)製振動(dòng);
(c)提高加工精度,改善機件表麵。
②油品方麵
(a)降(jiàng)低潤滑油的粘度;
(b)及(jí)時更換潤滑(huá)油;
(c)提高油品的抗氧、防鏽性能。
9 侵蝕磨損
(1)產生原因
含(hán)固體顆粒的高速流體衝擊機件表麵(miàn)。
(2)導致結果
含固體顆粒的高速流體衝擊機(jī)件(jiàn)表麵使材料脫離,因此這種磨損又稱固體顆(kē)粒(lì)衝擊侵蝕磨損(sǔn)。磨損會造成機件表麵沿流體方向形成溝槽,使機件表麵露出清潔無光澤的金屬,類似噴砂(shā)處(chù)理過的表麵。
(3)易損部件
靠近油孔的軸頸,軸承,閥片,油嘴。
(4)改進(jìn)方法
①機械方(fāng)麵
(a)提高油過濾器的效果(guǒ);
(b)對油采取淨化處理;
(c)提高金屬表麵硬度;
(d)改變流體噴(pēn)射角。
②油品(pǐn)方麵
(a)提高油品清潔度;
(b)及時更換油品。
10 電腐蝕磨損
(1)產生原因
設備係統內存在泄漏(lòu)電流;高速流動的液體引起流動電動(dòng)勢;能產生電流的金屬對。
(2)導致結果
導電液體(tǐ)中存在小電流對機件產生電解,產生腐(fǔ)蝕。
(3)易損部件
電腐蝕磨損產生於液壓係統中,易損(sǔn)件為液(yè)壓閥、泵和電機。
(4)改進方法
①機械方麵
(a)消除泄(xiè)漏電流;
(b)降低(dī)液(yè)體流速和(hé)速度梯度;
(c)使用抗腐蝕金屬;
(d)使用不產生電流的金屬(shǔ)對。
②油品方麵
改用與產生腐蝕的液壓液具有不同導電性的液壓液,即降低或提高係統使用液壓液的導(dǎo)電性。
11 放電磨損
(1)產生原因
高速轉動(dòng),高速流(liú)動的兩相液(yè)體混合物,高電位接觸產生電火花放電。
(2)導致結果
強電流放電或電火花放電(diàn)使兩表麵材質性(xìng)質發生改變甚至引起金屬脫落,使部件表麵出現刻蝕或凸凹不平。
(3)易損部件
高速運轉並易產(chǎn)生靜電(diàn)的壓縮機及粉碎機的軸承。
(4)改進方(fāng)法
①機械方(fāng)麵
(a)改善軸承的電(diàn)絕(jué)緣性;
(b)將磁性旋轉部件退磁;
(c)在軸上安裝電刷;
(d)改善機器接地。
②油品方麵
使用導電性能良好的油品。
12 熔蝕磨損
(1)產生原因
使用重質燃料油的(de)船舶發動機由於(yú)所用燃料中含有金屬釩元素,而燃燒生成的V2O5為中強(qiáng)氧化劑(jì)且熔點較低,極易同含鐵部件反應造成熔蝕,特(tè)別是當燃料中含有鈉元素(sù)時會(huì)加劇高溫熔蝕。
(2)導致結果
在部(bù)件表麵形成類似腐蝕的磨損,但這種熔(róng)蝕一般發生在高溫(wēn)區(qū)。
(3)易損部件
使用重質燃料油船舶發動(dòng)機的氣缸套內壁,閥片組及活塞環。
(4)改進方法(fǎ)
①機械方麵
控製合適的發動機溫度。
②油品方麵(miàn)
(a)避免使用釩含量過(guò)高的燃料油;
(b)使用能形成有效保護膜的潤滑油。
13 結束語
針(zhēn)對使用潤(rùn)滑(huá)劑的運行機械部件間存在的磨損類型及其產生原因進行了討論,並從機械加工和潤滑兩方麵(miàn)提出了改進方法。但(dàn)在機器的實際運行(háng)過程(chéng)中情況可能更為複雜,可能還有其他磨損(sǔn)類型沒有(yǒu)分(fèn)析總結到,本文提到的(de)幾種磨損類(lèi)型即使是與其他文獻中(zhōng)相同(tóng)類型的磨損形式叫法也可能不相同,因此在實際分(fèn)析機器磨損情況時應特別注意,隻有找出造成磨損的(de)真正原因,才能找出解決問題的方法,提出合理的解(jiě)決方案。