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技術(shù)支持
在柴油發(fā)電機組發(fā)動(dòng)機零件的四種常見(jiàn)失效形式中,以發(fā)動(dòng)機零件磨損最為常見(jiàn),據有關(guān)資料統計,發(fā)動(dòng)機零件的失效有80%以上是由磨損導致的。因此,了解零件的磨損過(guò)程,熟悉防止或減少零件磨損的方法與途徑就顯得十分重要。
機械零件正常運行的磨損過(guò)程一般分為三個(gè)階段,如下圖所示。表示磨損過(guò)程的曲線(xiàn)稱(chēng)為磨損曲線(xiàn)。不同的機件由于磨損類(lèi)型和工作條件的不同,其磨損情況也不一樣,但它們的磨損規律相同。
1.磨合階段(Ⅰ階段)
上圖所示中的O1A段,又稱(chēng)跑合階段。新的摩擦副表面具有一定的表面粗糙度。在載荷作用下,由于實(shí)際接觸面積較小,故接觸應力很大。因此,在運行初期,表面的塑性變形與磨損的速度較快。隨著(zhù)磨合的進(jìn)行,摩擦表面粗糙峰逐漸磨平,實(shí)際接觸面積逐漸增大,表面應力減小,磨損減緩。曲線(xiàn)趨于A點(diǎn)時(shí),間隙增大到S0。
磨合階段的輕微磨損為正常運行、穩定運轉創(chuàng )造條件。通過(guò)選擇合理的磨合規程、采用適當的摩擦副材料及合理的加工工藝、正確地裝配與調整、使用含有活性添加劑的潤滑油等措施能夠縮短磨合期。
2.穩定磨損階段(Ⅱ階段)
如上圖所示申的AB段。經(jīng)過(guò)磨合,摩擦表面發(fā)生加工硬化,微觀(guān)幾何形狀改變,建立了彈塑性接觸條件。這一階段磨損趨于穩定、緩慢,工作時(shí)間可以延續很長(cháng)。它的特點(diǎn)是磨損量與時(shí)間成正比增加,間隙緩慢增大到Smax.
3.急劇磨損階段(Ⅲ階段)
如上圖所示中曲線(xiàn)B點(diǎn)以右部分。經(jīng)過(guò)B點(diǎn)后,由于摩擦條件發(fā)生較大的變化,如溫度快速增加,金屬組織發(fā)生變化,使間隙s變得過(guò)大,增加了沖擊,潤滑油膜易破壞,磨損速度急劇增加,致使柴油發(fā)電機組效率下降,精度降低,出現異常的噪聲和振動(dòng),最后導致事故。
掌握磨損規律的意義如下:
第一,了解機件一般工作在穩定磨損階段,一旦轉入急劇磨損階段,機件必須進(jìn)行修復或更換。機件在兩次修復中間的正常工作時(shí)間t可由下式算出(上圖):
tana =BD/AD一(Smax-S0)/t
t=(Smax-S0)/tana
式中,tana為磨損強度。
第二,磨損過(guò)程是由自然(正常的)磨損和事故(過(guò)早的、迅速增長(cháng)的或突然發(fā)生意外的)磨損組成。自然磨損是不可避免的,事故磨損可以延緩,甚至避免。我們的任務(wù)就是要采取措施減小磨損程度,盡量縮短磨合時(shí)間,增長(cháng)正常工作時(shí)間,延長(cháng)使用壽命。
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