Меры предупреждений износа деталей машин

На износ деталей машин оказывают большое влияние конструкция машины, качество материалов, из которых исполняются детали, технологические процессы, применяющиеся при изготовлении и ремонте деталей, и особенно технические уходы за машинами в процессе эксплуатации. Например, при удлинении центральной трубы воздухоочистителя трактора С-80 на 950 мм и ДТ-54 на 80 мм износ деталей двигателя уменьшается более чем в два раза, хромирование лемехов увеличивает срок их службы в 16 раз, с применением полировки галтелей увеличивается усталостная прочность коленчатых валов (ДТ-54) почти в 6 раз. Тщательное и своевременное выполнение технических уходов дает возможность увеличить межремонтные сроки машин в несколько раз.

Для уменьшения износа деталей в процессе ремонта применяют ряд способов.

Износ деталей, подвергающихся истиранию, можно уменьшить следующими способами:

1. тщательной механической обработкой поверхности (шлифованием, доводкой абразивными брусками, притиркой, развертыванием, прошивкой и тонким точением);
2. нанесением на поверхность деталей износостойких покрытий (хромированием, металлизацией, наплавкой твердыми сплавами и т. п.);
3. упрочением поверхности деталей цементацией, сплошной и поверхностной закалками и электроискровым способом;
4. тщательной приработкой отремонтированных деталей, при которой поверхности приобретают соответствующие условиям трения микронеровности и состояние;
5. созданием на поверхности трения напряжений растяжения.

К мерам борьбы с износом деталей, подвергающихся смятию, относятся:

1. тщательная механическая обработка сопряженных поверхностей, подвергающихся смятию;
2. повышение твердости сопрягаемых поверхностей наплавкой деталей твердыми сплавами, закалкой, цементацией, а для деталей, наплавленных чугуном, – отбеливанием поверхности.

Для уменьшения износа деталей, подвергающихся царапанью, наиболее эффективным способом является покрытие деталей хромом.

Другими достаточно эффективными методами являются наплавка на поверхность, подвергающуюся абразивному износу, твердых сплавов, создание на ней корки отбеленного чугуна, закалка ацетиленокислородным пламенем или токами высокой частоты.

Увеличение усталостной прочности деталей достигается рядом способов, из которых наиболее эффективным является создание на поверхности деталей, работающих в условиях циклически меняющихся нагрузок, напряжений сжатия. Это можно объяснить следующим образом.

Допустим, что деталь работает в условиях переменного изгиба. При этом участок поверхности, находясь в положении «а», будет испытывать напряжение сжатия. В этот момент образование трещины маловероятно. Находясь же в положении «б», тот же участок будет испытывать напряжение растяжения, когда вполне возможно образование первичной трещины или дальнейшее ее развитие.

Допустим, что трещины на поверхности возникают при напряжении растяжения, равном 35 кг/мм². Если предварительно в поверхностном слое были созданы напряжения сжатия, равные 15 кг/мм², то разрыва не произойдет, так как действующие усилия снимут сначала напряжения вжатия, а затем уже вызовут на поверхностном слое напряжения растяжения величиной около 20 кг/мм².

Для создания в поверхностном слое деталей напряжений сжатия применяют накатку роликом, наклеп молотком (листы рессор), пескоструйную обработку, дробеструйную обработку, чеканку. Наибольший эффект получают при наклепе в напряженном состоянии.

Для повышения предела выносливости деталей необходимо также тщательно обрабатывать поверхности, применяя шлифование, доводку абразивными брусками, притирку, зачистку и полирование.

С целью увеличения прочности деталей переходы от одного сечения к другому выполняют по радиусу и полируют их.

Для обнаружения трещин, появившихся в процессе эксплуатации, пользуются следующими методами.

1. После тщательной мойки и сушки деталь погружают в керосин и выдерживают в нем в течение 5-10 минут.
   После этого участки, на которых можно ожидать наличие трещин, протирают насухо и смазывают тонко размолотым порошком мела, разведенного водой. Когда мел высохнет, остукивают деталь деревянным молотком. При этом керосин, выходя из трещин, создает на меловой обмазке пятна, указывая места расположения трещин.
2. Деталь помещают в магнитное поле, или же через нее пропускают электрический ток. При этом деталь намагничивается и у краев трещины концентрируются магнитные силовые линии. Затем проверяемый участок смазывают маслом (трансформаторным или машинным) и посыпают мелким железным порошком. При прохождении через деталь электрического тока частицы железа будут втягиваться в магнитный поток рассеивания и концентрироваться вдоль трещины, отмечая тем самым имеющийся дефект.
3. Поверхность тщательно очищают и подвергают травлению подогретым 10-20% -ным раствором серной кислоты.

После травления трещину легко заметить при рассмотрении поверхности с помощью микроскопа или лупы.

Чтобы увеличить срок службы шариковых подшипников, их рекомендуется периодически поворачивать на 180°. Роликовые подшипники рекомендуется переставлять с таким расчетом, чтобы направление движения роликов было обратным. Установлено, что трещины образуются в направлении движения шариков в шариковом подшипнике. При повороте подшипника на 180° развитие трещин прекращается. При поворачивании срок службы подшипника увеличивается на 20-80%.

При повороте шестерен на 180° (если это позволяет конструкция) зубья начинают работать неизношенными поверхностями. Этот прием намного увеличивает срок службы шестерен.

Для увеличения срока службы подшипников с тонкостенными вкладышами нужно тщательно подбирать вкладыши по постелям. Чтобы уменьшить коррозию деталей из черных металлов, поверхности деталей покрывают более стойкими металлами (оловом, никелем, хромом и цинком).

Во время хранения детали покрывают веществами, образующими на поверхности химически защитные пленки. Эти вещества носят название пассиваторов.

Поверхности деталей, на которые наносят пассиваторы, зрительно обезжиривают в ванне с водным раствором 3%-ного тринатрийфосфата, 2%-ного жидкого стекла и 2%-ной каустической соды, нагретым до температуры 70-80°. В ванне детали выдерживают в течение 5 минут.

После этого детали промывают проточной водой в течение 1-2 минут и погружают на 3-5 минут в ванну с водным раствором 20-25% -ного нитрата натрия. При этом на поверхности детали появляется пленка, защищающая металл от дальнейшего окисления.

Перед применением детали промывают в 1%-ном растворе кальцинированной соды. Этот способ дает хорошие результаты при хранении подшипников качения. При постановке на хранение отремонтированных сельскохозяйственных машин рабочие органы их покрывают тонкой пленкой солидола или пастой, состоящей из 50% парафина и 50% керосина. Смазку наносят на поверхности деталей тонким сплошным слоем.

Неработающие поверхности деталей покрывают красками и лаками.

Для предохранения от коррозии деталей, работающих или находящихся в особо агрессивной среде (хромовые или железные электролиты, сырая почва и т. п.), применяют катодную защиту. В этом случае деталь включают в качестве катода.

Трубопроводы, расположенные в земле (например, трубопроводы, по которым подается вода в мастерскую, в скотный двор и т. п.), предохраняют следующим образом. На некотором расстоянии от них закапывают листы старого негодного железа. К трубам от какого-либо источника постоянного тока (аккумулятор, генератор) подводят ток. При этом трубы включают в качестве катода, а железные листы – в качестве анода.