零件的磨損
零件的磨損
機器零件磨損的直接原因是摩擦。
一、摩擦的本質和種類
摩擦是在兩摩擦表面間產生抵抗相對運動阻力的現象，這種阻力即摩擦力。摩擦的種類：外摩擦，內摩擦，靜摩擦，滑動摩擦和滾動摩擦，干摩擦、流體摩擦、邊界摩擦和混合摩擦摩擦是有害的，主要表現在3個方面：一是消耗大量的能量，占機器總消耗功能的1/3以上;二是造成零件磨損，使零件的裝配關系發生變化;三是產生熱量，引起機械熱變形，
(一)滑動摩擦
(1)摩擦力的方向與物體運動的方向相反。
(2)摩擦力的大小與接觸面間的法向載荷成正比。
(3)滑動摩擦力的大小與接觸面積和滑動速度無關。
1.干摩擦不加任何潤滑劑的摩擦為干摩擦。干摩擦時產生摩擦阻力的原因有二：一是摩擦面的實際接觸區內出現粘著，產生分子吸引力;二是兩接觸面上凹凸不平的谷峰之間，產生相互的機械嚙合或犁刨作用。實踐證明，最適宜的表面粗糙度為0.63-0.1。干摩擦屬于外摩擦，其摩擦因數大于0.1，摩擦阻力大，磨損嚴重，很難保證零件的正常使用壽命。
2.邊界摩擦
在兩摩擦表面間注入潤滑劑后，兩摩擦表面被吸附在表面的邊界膜隔開。此時，摩擦
取決于邊界膜和表面吸附層的性質，這種摩擦即是邊界摩擦邊界摩擦是一種普遍的摩擦現象，它的摩擦規律基本上與干摩擦相同，只是摩擦因數小些，在0.1以下。如普通滑動軸承、氣缸與活塞環之間的摩擦便屬于邊界摩擦。
3.液體摩擦
兩個滑動摩擦表面完全被充滿的液體潤滑劑隔開，摩擦不發生在兩摩擦表面上，而是發生在液體潤滑劑內部，液體摩擦的摩擦阻力最小，摩擦因數一般小于0.01，零件表面磨損量極小，使用壽命長，但必須在滿足一定技術條件(合適的結構，相匹配的載荷、速度、黏度等)下才能實現。
4.混合摩擦 當摩擦表面處于干摩擦和邊界摩擦或流體摩擦和邊界摩擦的混合狀態時，稱為混合摩擦，
(二)滾動摩擦
當物體在力矩的作用下，沿另一物體表面滾動時就產生滾動摩擦。
二、磨損的種類
由于摩擦致使機器零件工作表面材料不斷損失的現象稱為磨損。按照磨損的破壞機理分為粘著磨損、磨粒磨損、表面疲勞磨損和腐蝕磨損等。
三、磨損機理及預防措施
(一)粘著磨損
粘著磨損又稱咬合磨損，它是在摩擦副相對運動時，接觸表面局部發生粘著，表面材料從一個表面轉移到另一個表面的磨損。
將粘著磨損分為以下5類：(1)輕微磨損。(2)涂抹。(3)擦傷。(4)撕脫。(5)咬死。常把磨損較為嚴重的撕脫和咬死叫做膠合。撕脫是膠合的輕度表現形式，咬死是膠合的重度表現形式。
防止和減輕粘著磨損的危害措施：
(1)合理選擇摩擦副的材料。(2)采用油性好或含有極壓添加劑的潤滑劑;(3)限制摩擦表面的溫度;(4)對摩擦副零件表面進行處理; (5)控制摩擦副的工作載荷和滑動速度。
(二)磨粒磨損
由硬質顆粒或摩擦表面上的硬質突出物，在摩擦過程中引起摩擦表面劃傷以及表層材料脫落的現象稱為磨粒磨損，減輕磨粒磨損措施：(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)盡量減小摩擦表面的粗糙度，(4)加強防護和密封，(5)加強潤滑。
(三)表面疲勞磨損
受交變接觸應力的摩擦副，在其表面或表面下一定深度處形成疲勞裂紋，從而形成點蝕或剝落的現象，稱為表面疲勞磨損。
為了提高摩擦副的表面疲勞壽命，首先要從選材上下工夫，應盡量避免選擇含雜質多的鋼材。其次，還應注意：(1)合理選擇表面粗糙度。(2)合理選擇潤滑油黏度。(3)合理選擇表面硬度。
(四)腐蝕磨損
在摩擦副工作過程中，由于化學反應或電化學反應作用而引起的材料剝落現象叫做腐
蝕磨損，常見的有氧化磨損、特殊介質磨損和氣蝕磨損。
1.氧化磨損：氧化膜被不斷磨失，又反復形成的過程就是氧化磨損。氧化磨損是一種最廣泛的磨損形態，降低氧化磨損的有效途徑是采用發藍、磷化、蒸汽處理、滲硫以及有色金屬的氧化處理等，使基體金屬表層形成致密而非脆性的氧化膜。
2.特殊介質磨損：特殊介質磨損的磨損速度快，磨損痕跡深，危害大，如化工機械容易產生此類磨損。
3.氣蝕磨損：由于氣蝕現象的產生，使零件表面受到高溫和沖擊產生疲勞，逐漸脫落呈麻點狀，繼而擴展成為泡沫海綿狀的磨損稱為氣蝕磨損。
四、磨損規律
(一)正常磨損：機器在正常工作條件下，零部件所出現的磨損叫做正常磨損。一般可將零件磨損的變化過程分為3個階段，第l階段(∞段)為跑合磨損階段。第Ⅱ階段(06段)為穩定磨損階段。第Ⅲ階段(6c段)為劇烈磨損階段。
(二)特殊磨損：(1)在跑合階段和穩定磨損階段無明顯的磨損，當表層達到疲勞極限后，就產生劇烈磨損。(2)跑合時磨損較快，但當磨損轉入穩定磨損階段后，在很長一段時間內磨損甚微，無明顯的劇烈磨損。(3)某些機械的磨損，一開始就存在逐漸加速磨損的過程，如圖2—5c所示，其曲線斜率一直在增加，無明顯的跑合磨損及穩定磨損特征，待斜率大于一定值后，即進入劇烈磨損階段。(4)事故磨損，是指機械零件在不正常工作條件下產生的過早磨損。
五、磨損極限的確定
無論何種原因造成的磨損，只要機械零部件達到磨損極限則可視為零件失效，就必須予以檢修。無法檢修時，就應該報廢。零件的磨損極限點是穩定磨損階段與劇烈磨損階段的交會點。
