零件的磨损
零件的磨损
机器零件磨损的直接原因是摩擦。
一、摩擦的本质和种类
摩擦是在两摩擦表面间产生抵抗相对运动阻力的现象，这种阻力即摩擦力。摩擦的种类：外摩擦，内摩擦，静摩擦，滑动摩擦和滚动摩擦，干摩擦、流体摩擦、边界摩擦和混合摩擦摩擦是有害的，主要表现在3个方面：一是消耗大量的能量，占机器总消耗功能的1/3以上;二是造成零件磨损，使零件的装配关系发生变化;三是产生热量，引起机械热变形，
(一)滑动摩擦
(1)摩擦力的方向与物体运动的方向相反。
(2)摩擦力的大小与接触面间的法向载荷成正比。
(3)滑动摩擦力的大小与接触面积和滑动速度无关。
1.干摩擦不加任何润滑剂的摩擦为干摩擦。干摩擦时产生摩擦阻力的原因有二：一是摩擦面的实际接触区内出现粘着，产生分子吸引力;二是两接触面上凹凸不平的谷峰之间，产生相互的机械啮合或犁刨作用。实践证明，最适宜的表面粗糙度为0.63-0.1。干摩擦属于外摩擦，其摩擦因数大于0.1，摩擦阻力大，磨损严重，很难保证零件的正常使用寿命。
2.边界摩擦
在两摩擦表面间注入润滑剂后，两摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开。此时，摩擦
取决于边界膜和表面吸附层的性质，这种摩擦即是边界摩擦边界摩擦是一种普遍的摩擦现象，它的摩擦规律基本上与干摩擦相同，只是摩擦因数小些，在0.1以下。如普通滑动轴承、气缸与活塞环之间的摩擦便属于边界摩擦。
3.液体摩擦
两个滑动摩擦表面完全被充满的液体润滑剂隔开，摩擦不发生在两摩擦表面上，而是发生在液体润滑剂内部，液体摩擦的摩擦阻力最小，摩擦因数一般小于0.01，零件表面磨损量极小，使用寿命长，但必须在满足一定技术条件(合适的结构，相匹配的载荷、速度、黏度等)下才能实现。
4.混合摩擦 当摩擦表面处于干摩擦和边界摩擦或流体摩擦和边界摩擦的混合状态时，称为混合摩擦，
(二)滚动摩擦
当物体在力矩的作用下，沿另一物体表面滚动时就产生滚动摩擦。
二、磨损的种类
由于摩擦致使机器零件工作表面材料不断损失的现象称为磨损。按照磨损的破坏机理分为粘着磨损、磨粒磨损、表面疲劳磨损和腐蚀磨损等。
三、磨损机理及预防措施
(一)粘着磨损
粘着磨损又称咬合磨损，它是在摩擦副相对运动时，接触表面局部发生粘着，表面材料从一个表面转移到另一个表面的磨损。
将粘着磨损分为以下5类：(1)轻微磨损。(2)涂抹。(3)擦伤。(4)撕脱。(5)咬死。常把磨损较为严重的撕脱和咬死叫做胶合。撕脱是胶合的轻度表现形式，咬死是胶合的重度表现形式。
防止和减轻粘着磨损的危害措施：
(1)合理选择摩擦副的材料。(2)采用油性好或含有极压添加剂的润滑剂;(3)限制摩擦表面的温度;(4)对摩擦副零件表面进行处理; (5)控制摩擦副的工作载荷和滑动速度。
(二)磨粒磨损
由硬质颗粒或摩擦表面上的硬质突出物，在摩擦过程中引起摩擦表面划伤以及表层材料脱落的现象称为磨粒磨损，减轻磨粒磨损措施：(1)提高材料的硬度。(2)改善摩擦副表面特性，提高其耐磨性。(3)尽量减小摩擦表面的粗糙度，(4)加强防护和密封，(5)加强润滑。
(三)表面疲劳磨损
受交变接触应力的摩擦副，在其表面或表面下一定深度处形成疲劳裂纹，从而形成点蚀或剥落的现象，称为表面疲劳磨损。
为了提高摩擦副的表面疲劳寿命，首先要从选材上下工夫，应尽量避免选择含杂质多的钢材。其次，还应注意：(1)合理选择表面粗糙度。(2)合理选择润滑油黏度。(3)合理选择表面硬度。
(四)腐蚀磨损
在摩擦副工作过程中，由于化学反应或电化学反应作用而引起的材料剥落现象叫做腐
蚀磨损，常见的有氧化磨损、特殊介质磨损和气蚀磨损。
1.氧化磨损：氧化膜被不断磨失，又反复形成的过程就是氧化磨损。氧化磨损是一种最广泛的磨损形态，降低氧化磨损的有效途径是采用发蓝、磷化、蒸汽处理、渗硫以及有色金属的氧化处理等，使基体金属表层形成致密而非脆性的氧化膜。
2.特殊介质磨损：特殊介质磨损的磨损速度快，磨损痕迹深，危害大，如化工机械容易产生此类磨损。
3.气蚀磨损：由于气蚀现象的产生，使零件表面受到高温和冲击产生疲劳，逐渐脱落呈麻点状，继而扩展成为泡沫海绵状的磨损称为气蚀磨损。
四、磨损规律
(一)正常磨损：机器在正常工作条件下，零部件所出现的磨损叫做正常磨损。一般可将零件磨损的变化过程分为3个阶段，第l阶段(∞段)为跑合磨损阶段。第Ⅱ阶段(06段)为稳定磨损阶段。第Ⅲ阶段(6c段)为剧烈磨损阶段。
(二)特殊磨损：(1)在跑合阶段和稳定磨损阶段无明显的磨损，当表层达到疲劳极限后，就产生剧烈磨损。(2)跑合时磨损较快，但当磨损转入稳定磨损阶段后，在很长一段时间内磨损甚微，无明显的剧烈磨损。(3)某些机械的磨损，一开始就存在逐渐加速磨损的过程，如图2—5c所示，其曲线斜率一直在增加，无明显的跑合磨损及稳定磨损特征，待斜率大于一定值后，即进入剧烈磨损阶段。(4)事故磨损，是指机械零件在不正常工作条件下产生的过早磨损。
五、磨损极限的确定
无论何种原因造成的磨损，只要机械零部件达到磨损极限则可视为零件失效，就必须予以检修。无法检修时，就应该报废。零件的磨损极限点是稳定磨损阶段与剧烈磨损阶段的交会点。
