nghiêng cứu thông số tính năng và đặc điểm hao mòn trước sử dụng Xado của động cơ Diezen D12, chương 4 pps

Chương 4: Hao mòn 1.2.1. Khái niệm Hao mòn: là sự thay đổi dần các quy luật của hình dạng, kích th ước, trọng lượng, cấu trúc và các tính chất ban đầu của máy móc theo th ời gian trong những điều kiện và chế độ sử dụng bình t hường. Nh ững thay đổi ấy có thể mang tính đơn điệu hoặc có những đột biến rõ rệt. Chúng có thể bao gồm những thể tích vĩ mô, vi mô, ho ặc siêu vi mô. Ở mức độ đáng kể, tính chất của những thay đổi ấy phụ thuộc vào động học chuyển động (loại ma sát lăn hay tr ượt), điều kiện tải cơ học, sự có mặt và thành phần của các môi tr ường rắn, lỏng hoặc khí, dạng bôi trơn, nồng độ ôxy, vật liệu (thành phần hoá học, cấu trúc, tính chất cơ học và phương pháp gia công v.v…). Nh ững thay đổi ấy có thể là có ích (làm bình thường hoá ma sát ngoài và gi ảm hao mòn đến mức nhỏ nhất) hoặc dẩn đến những hiện tượng hư hỏng rỏ rệt, không cho phép. Mòn cặp ma sát : là mòn hai bên bề mặt tiếp xúc có chuyển động tương đối của các cặp lắp ghép chi tiết trong điều kiện sử dụng. Tốc độ mài mòn: là tỷ số giữa tốc độ mòn chi tiết với thời gian s ảy ra sự mài mòn . Cường độ mài mòn: là tỷ số giữa độ mòn chi tiết (hay mẫu thử) với quảng đường ma sát hay khối lượng công việc đã hoàn thành. Lượng mòn giới hạn: là lượng mòn nếu sử dụng tiếp sẽ gây h ư hỏng, hoặc không kinh tế hoặc giản độ tin cậy của cơ cấu. Bên cạnh khái niệm về hao mòn cần đưa vào thuật ngữ “sự hư hỏng” của các b ề mặt chi tiết trong quá trình ma sát . Sự hư hỏng: là quá trình thay đổi rỏ rệt và không đồng điều về trạng thái hình học của các bề mặt ma sát củng như về cấu trúc và tính ch ất của lớp bề mặt. Hư hỏng thể hiện ở sự thay đổi các đặc tính hình học vĩ mô, cấu trúc, tính chất và trạng thái ứng suất của các lớp bề mặt. 1.2.2. Phân lo ại Khi làm việc các chi tiết máy thường chiệu tác dụng đồng thời của nhiều yếu tố: cơ, hoá, điện… tuỳ trường hợp yếu tố này hay yếu tố kia gây ảnh hưởng chính đến hao mòn, các yếu tố khác là phụ. Người ta phân chia sự hao mòn và hư hỏng dựa trên các dấu hiệu biểu lộ rỏ rệt bên ngoài, còn các cơ chế của sự phát triển nội tại của chúng là đặc thù. Điều đó làm đơn giản bớt vấn đề phân định giới hạn của chúng. Theo nguyên nhân chính ta có th ể chia hao mòn ra làm các lo ại: ăn mòn hoá học; hao mòn do tương tác vật lý là chính và hao mòn do ma sát . 1.2.2.1. Ăn mòn hoá học, điện hoá học Ăn mòn hoá học là sự hao mòn xảy ra do tác dụng của các ph ản ứng hoá học giữa các chi tiết với môi trường l ỏng, khí,… Ăn mòn điện hoá xảy ra do tác dụng đồng thời của các phản ứ ng hoá học và các dòng điện cực nhỏ tự nhiên trên bề mặt chi tiết máy khi nó làm việc trong môi trường ẩm và có chất điên phân. 1.2.2.2. Hao mòn ôxy hoá Hao mòn ôxy hoá là quá trình phá hoại dần dần bề mặt của chi ti ết (hay mẫu thử) trong khi ma sát, do tương tác giữa các lớp kim lo ại bề mặt hoạt tính bị biến dạng dẻo với ôxy của không khí hay c ủa dầu bôi trơn bị hấp phụ trên bề mặt gây ra. 1.2.2.3. Hao mòn do tương tác v ật lý Loại này có thể chia ra nhi ều dạng: Bào mòn: là sự phá hoại bề mặt chi tiết máy dưới tác dụng va đập lặp đi lặp lại nhiều lần của dòng tia chất lỏng hoặc khí gây nên các hư hỏng cục bộ. Xói mòn: là sự phá hoại bề mặt các chi tiết máy tiếp xúc với ch ất lỏng chuyển động với vận tốc thay đổi. Xói mòn biến dạng: xuất hiện khi có sự tách rời dòng chảy ra kh ỏi biến dạng ch ả y. Xói mòn khe h ở: xuất hiện khi có chất lỏng chảy qua khe hở với vận tốc lớn. Xói mòn gián đoạn: xuất hiện khi có dòng chảy gặp phải những ch ổ mấp mô ho ặc chướng ngại vật phải chảy vòng qua. 1.2.2.4. Hao mòn do ma sát Hao mòn do ma sát là sự hao mòn diễn ra do tác động đồng thời c ủa các tương tác cơ, lý, hoá xảy ra tại vùng tiếp xúc của hai chi tiết máy (hoặc giữa chi tiết máy với môi trường lỏng, khí) có chuyển độ ng tương đối so với nhau. Trong quá trình ma sát do nh ững tương tác cơ – lý – hoá … trên b ề mặt chi tiết xuất hiện lớp bảo vệ có tính chất khác hẳn kim loại gốc phía trong. Nếu lớp bảo vệ là đủ mỏng sự tạo thành các cấu trúc thứ cấp phân bố điều trên bề mặt, làm giảm quá trình ma sát ngoài và ng ăn cản sự phát triển của hiện tượng tróc. Các cấu trúc b ảo vệ thứ cấp bị bong ra rồi ạ l i được tạo thành theo chu kỳ một cách ổn định, chúng ta có dạng hao mòn cơ hoá bình thường. N ếu sự tan vỡ lớp bảo vệ không phải đơn thuần do tương tác c ủa các chi tiết tiếp xúc, mà chủ yếu do tác dụng của các hạt mài t ự nhiên (cát, bụi, đất đá,…) không sắc và ít cứng gây ra, chúng ta có ki ểu hao mòn cơ hoá của mài mòn. N ếu hao mòn xảy ra không chỉ tồn tại ở lớp màng bảo vệ mỏng mà ở lớp kim lo ại gốc, ta có dạng hao mòn không bình thường. Dạng này có m ột số loại: Tróc lo ại I  Là quá trình hư hỏng không cho phép của các bề mặt ma sát do k ết quả của sự hình thành của mối liên kết kim loại cục bộ, sự biến dạng và s ự phá huỷ các liên kết ấy kèm theo sự bong tách các hạt kim loại hay bám dính các hạt ấy lên bề mặt tiếp xúc. Ở dạng hư hỏng này, t ốc độ quá trình hình thành các liên kết kim loại vượt quá tốc độ của các quá trình khác và chiếm ưu thế. Trong những điều kiện như vậy, biến dạng dẻo sẽ gây nên sự thay đổi trạng thái bề mặt, phá hoại các màng ôxyt và các l ớp màng dầu bôi trơn bị hấp phụ, làm cho bề mặt lộ ra những đoạn thuần khiết. Do kết quả của biến dạng các lớp kim lo ại bề mặt sẽ bị hoạt hoá. Bảng 1.1: những số liệu về trạng thái bề mặt và các lớp bề mặt của kim loại: Độ nhẵn 3 – 4 Độ sâu lớp bị phá hoại Dưới 0.50mm Nhiệt độ lớp bề mặt Dưới 100 °C S ự thay đ ổi t h ành ph ần hoá h ọc v à thành p h ần l ớ p b ề m ặt Không Sự thay đổi tương đối độ cứng lớp bề mặt Dưới 2 Hệ số tăng thể tích lớp bề mặt 1,01 Ứng suất trong lớp bề mặt Nén Dạng phá hoại ở lớp bề mặt Dẻo – giòn Tốc độ quá trình phá hoại 10 – 15  k / h Các quá trình hấp phụ kèm theo Ôxy hoá nh i ệt đ ộ th ấp Hình 1. 5: Mô hình cấu trúc của lớp bề mặt Tróc loại I xuất hiện khi ma sát trượt với những tốc độ dịch chuy ển tương đối nhỏ và các áp suất riêng vượt quá giới hạn chảy trên những đoạn tiếp xúc thực khi không có lớp dầu bôi trơn và lớp màng ôxýt b ảo vệ ngăn cách. Trong chân không (bắt đầu từ độ chân không 10 -5 mmHg trở đi) dạng hư hỏng này có thể xuất hiện - 20 - ngay cả trong trường hợp ma sát lăn. Tróc loại I là một trong những d ạng hư hỏng nguy hi ểm nhất và thể hiện rỏ nhất của chi tiết máy. Tróc loại II - Tróc loại II là quá trình hư hỏng không cho phép của bề mặt ma sát , thể hiện rõ ở sự tạo thành những mối liên kết kim loại cục bộ, sự biến dạng và sự phá huỷ các liên kết ấy, ở sự tạo thành các v ết nứt, ở sự làm nhũn bề mặt sự dịch chuyển kim loại và sự tách các h ạt kim loại ra khỏi bề mặt ma sát. Ở dạng hư hỏng này, tốc độ hình thành các mối liên kết lim loại vượt quá tốc độ của các quá trình khác và chi ếm ưu thế. Sự bào mòn do tróc loại II gây ra cũng do bong tách hay bám dính c ủa lớp kim loại gốc, do sự phá huỷ các mối liên kết kim loại như trường hợp tróc loại I nhưng xảy ra ở nhiệt độ cao, do vận tốc trượt và tải pháp tuyến lớn gây ra. Bảng 1.2: vài số liệu trạng thái bề mặt và các lớp bề mặt kim loại Độ nhẵn 5 – 6 Độ sâu của lớp bị phá hoại Dưới 0,10mm Nhiệt độ lớp bề mặt Dưới 1500 °С S ự thay đ ổi th ành p h ần hoá h ọc và pha c ủa l ớ p b ề m ặt Các c ấu trúc xu ất hi ện do k ết quả của quá trình nh i ệt (tôi th ứ c ấp, ra m ). S ự thay đ ổi t ư ơ n g đ ối của đ ộ cứng các l ớ p b ề m ặt Khi tôi: đến 2 Hệ số thay đổi thể tích lớp bề mặt 1,01 – 1,02 Ứng suất lớp bề mặt Ứ ng s u ất l à m v i ệc: nén; ứ n g su ất dư: k éo. - 21 - Hiện tượng tróc loại II có thể xuất hiện cả trong quá trình ma sát khô hay có bôi tr ơn giới hạn. Khi có ma sát giới hạn, tróc lo ại II xuất hiện ứng với các tốc độ trợt và áp suất cao hơn và g ắn liền với các quá trình hấp phụ dầu bôi trơn kèm theo. Trong th ực tế, tróc loại II thường xuất hiện nhiều nhất ở những cặp lắp ghép làm việc trong điều kiện bôi trơn giới hạn ổn địn h. Điều kiện này bị phá hoại khi đình chỉ việc cung cấp dầu bôi trơn thích hợp. Tróc loại II là một hiện tượng nguy hi ểm và khá phổ biến. Hình 1.6: Cấu trúc của lớp bề mặt khi bị tróc loại II. . lo ại: ăn mòn hoá học; hao mòn do tương tác vật lý là chính và hao mòn do ma sát . 1.2.2.1. Ăn mòn hoá học, điện hoá học Ăn mòn hoá học là sự hao mòn xảy ra do tác dụng của các ph ản ứng hoá học giữa. Chương 4: Hao mòn 1.2.1. Khái niệm Hao mòn: là sự thay đổi dần các quy luật của hình dạng, kích th ước, trọng lượng, cấu trúc và các tính chất ban đầu của máy móc theo th ời. phải chảy vòng qua. 1.2.2 .4. Hao mòn do ma sát Hao mòn do ma sát là sự hao mòn diễn ra do tác động đồng thời c ủa các tương tác cơ, lý, hoá xảy ra tại vùng tiếp xúc của hai chi tiết máy (hoặc