磨损是零件失效的最主要和普遍的形式。磨损是物体相对运动时,摩擦表面材料不断损失的现象。发生磨损要同时具有三个条件:有相互接触的表面;有相对运动;有表面材料的损失。机器中的许多摩擦副存在着磨损现象,虽然材料的损失占的比例很小,但它将严重影响机器的寿命和可靠性,使机械效率降低,能源消耗增加。一般机器中因摩擦磨损而失效的零部件占全部报废零部件的70 %~80%。磨损是不可避免的,但我们要研究控制磨损的方法,将磨损减小到最低程度。
1 零件磨损分类
(1)腐蚀磨损。摩擦表面与周围介质发生化学反应或电化学反应,产生物质损失的现象,称为腐蚀磨损。一般是从表面开始,逐渐向金属内部发展的缓慢过程,在高温、强腐蚀介质下加速磨损。气缸活塞组常遭受腐蚀磨损,其原因是气缸壁表面上凝结的水直接侵蚀气缸壁表面,具有酸性的水会使磨损更加严重。发动机在高温下工作的零件,例如气门、缸套等,由于燃料在燃烧过程中生成物有CO2、SO2、N2,它们和水化合生成各种酸,腐蚀机件。
(2)磨粒磨损。由外界硬质颗粒或硬表面的微峰在摩擦副对偶表面相对运动过程中引起,称为磨粒磨损。发动机在燃烧时需要吸入空气,即使再好的空气过滤装置也很难绝对避免灰尘随空气吸入到发动机中。由于灰尘被吸入而造成强磨损,特别是在我国干旱少雨、风沙大的地区,这种强磨损表现的就更为突出。
(3)黏着磨损。摩擦副相对运动时,由于摩擦表面粗糙不平,表面接触时只是在一些点上接触,在外界载荷作用下,接触点的单位平均压力很大,接触点发生弹性或塑性变形,导致金属表面膜的破坏,两摩擦表面的金属直接接触。黏着磨损是指滑动摩擦时摩擦副接触面局部发生金属粘着,在随后相对滑动中粘着处被破坏,有金属屑粒从零件表面被拉拽下来或零件表面被擦伤的一种磨损形式。如,气缸套与活塞环间不能得到可靠的润滑时,将发生局部的干摩擦,致使气缸套和活塞环之间出现金属的直接接触,形成金属间熔合、软化,从而使相对较软的气缸套表层破坏。
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