Основные повреждения приводов и передач

В период эксплуатации детали оборудования получают разнообразные повреждения и разрушения (надлом, пластические деформации, износы), потери упругости и т.д., что приводит к утрате их функций, аварийным ситуациям. В условиях эксплуатации целью технического обслуживания является предупреждение этих явлений.

Виды отказов - внезапный – постепенный. Причины, последствия, формы и т.п.

Разрушение деталей является одной из главных причин внезапных отказов машин и следующих внеплановых ремонтов. Разрушения может быть вызвано:

- ошибками, которые допущены при проектировании машины;

- нарушением технологии изготовления деталей;

- нарушением правил эксплуатации;

- естественными процессами накопления повреждений от усталости материала;

- износом материала;

- старением материала.

К нарушениям проектирования могут быть отнесены:

1. Неверные расчеты размеров деталей и выбора материала деталей и упрочняющей обработки.

2. Наличие проточек, сварных швов в наиболее нагруженных зонах деталей.

К технологическим нарушениям относятся:

- несоответствие марки материала техническим условиям чертежей;

- забоины при сборке или транспортировке;

- перегрузка или ослабление затягивания резьбовых, шплинтовых и других соединений;

- несоответствие класса шероховатости поверхностей и упрочняющего вида обработки техническим условиям на чертеже;

К эксплуатационным нарушениям, которые приводят к поломке деталей машин, относятся:

- работа в условиях, не отвечающим условиям применения;

- невыполнения регламента профилактических замен деталей;

- нарушение режимов технического обслуживания;

- несоответствие режимов нагрузки и смазки требованиям технической документации.

Анализ изломов деталей показывает, что в каждом из них можно выделить: фокус излома (начало разрушения), зону медленного развития трещины и зону мгновенного развития трещины (зону излома).

Вид взлома зависит от материала детали, характера и нагрузки, места расположения концентратора напряжения.

Например, если разрушение возникло под углом 45°, то оно произошло от циклических нагрузок при вращающих нагрузках.

Если надлом возник под углом, близким к 90°, то разрушение возникло от циклических нагрузок при вращающих нагрузках, а также от повторных изгибающих нагрузках.

При наличии резкого концентратора надлом рождается на поверхности перпендикулярной к оси вала.

Исследование надлома дает ответ о причине разрушения.

Основными видами разрушений деталей машин является вязкое разрушение, которое характеризуется интенсивной пластичной деформацией материала детали на всех этапах разрушения.

Излом при вязком разрушении имеет волокнистую структуру и вследствие сильной деформации зерен, не имеет кристаллического блеска. Развитие разрушения идет с малой скоростью.

Вязкое разрушение наиболее часто встречается в деталях из низко- и среднеуглеродистых сталей. Причина его - ошибки, которые допущены при расчетах на прочность, сборке, монтаже или эксплуатации.

К способам повышения сопротивления в вязком разрушении относятся:

- ограничение перегрузок конструктивными решениями, которые способствуют снижению нагрузок;

- применение сталей с повышенным пределом прочности;

- применение термической обработки со среднетемпературным отпуском.

Хрупкое разрушение.Хрупкий надлом детали наступает без заметных следов предыдущей пластической деформации.

Излом при хрупком разрушении имеет четкое кристаллическое строение. Для хрупкого излома характерно наличие блестящих участков большого размера, которые называются фасетками.

Приметой хрупкого надлома являются гладкие, ровные границы излома без скосов, или с небольшими скосами.

Хрупкое разрушение характерно для деталей из средне и высокоуглеродистых сталей, подлежащих термической обработке, и которые испытывают ударную нагрузку или напряжение, превышающее предел прочности, а также при уменьшении ударной вязкости в результате действия низких температур. Кроме этого, данный вид разрушения может иметь место при статической нагрузке деталей с концентраторами напряжения (срезы, сварные швы, грубая обработка) и при сверхвысокой твердости закалки.

Сопротивление деталей хрупкому разрушению можно повысить за счет:

- снижения жесткости удара с помощью разнообразной амортизации; ограничении нагрузки детали;

- объемной закалки и высокотемпературного отпуска;

- отменой влияния концентраторов напряжения.

Разрушение от усталости имеет две характерные зоны:

- зону медленного развития трещины (зону разрушения от усталости);

- зону быстрого развития трещины (зону долома).

Зона разрушения от усталости имеет гладкую матовую поверхность, которая образуется в результате притирки поверхностей развивающейся трещины. Зона долома имеет кристаллическую поверхность, которая показывает, что конечное разрушение имеет характер хрупкого, или волновую поверхность, удостоверяющую, что разрушение было вязким.

Основными мероприятиями повышения усталостной прочности деталей являются:

- устранение или уменьшение влияния конструктивных или технологических концентраторов напряжения;

- ограничение перегрузки деталей;

- упрочнение поверхностного слоя металла обкаткой или струйной обработкой дробинами;

- применением сталей с высоким уровнем усталостной прочности.