Различают три группы дефектов деталей автомобилей: естественный износ деталей, механические повреждения (трещины, пробоины, риски и борозды, выкрашивания, поломки и обломы, изгибы и скручивания) и тепловые повреждения (деформации и раковины, происходящие в результате температурных воздействий).
Естественный износ происходит в результате трения между трущимися поверхностями и усталости поверхностного слоя материала и является основной причиной непригодности деталей для дальнейшей работы. Различают следующие виды естественного износа: механический, молекулярно-механический и коррозийно-механический.
К механическому износу относят абразивный износ и износ, возникающий вследствие пластического деформирования и хрупкого разрушения. К молекулярно-механическому относят износ, образующийся при схватывании частиц металла между собой с последующим разрушением возникшей связи. Под коррозийно-механическим понимают механический износ, усиленный явлениями коррозии.
Абразивный механический износ имеет место в цилиндро-поршневой группе за счет попадания в цилиндры пыли (абразива), продуктов износа и коррозии. Износ пластического течения наблюдается в баббитовой заливке подшипников коленчатого вала. Износ хрупкого разрушения возможен на рабочих поверхностях клапанов, на беговых дорожках шариковых подшипников и других деталях, подверженных ударным нагрузкам.
Молекулярно-механический износ может наблюдаться при приработке, а коррозионио-механический - в цилиндро-поршневой группе за счет коррозии.
Величина износа, а следовательно; и долговечность детали, зависит от конструкции механизма и условий работы деталей (характера нагрузки, величины удельного давления, температуры и т. д.), материала деталей, точности и чистоты обработки, зазоров и натягов в сопряжениях деталей, качества сборки и регулировки, наличия и качества смазки, своевременности и тщательности выполнения технического обслуживания, условий эксплуатации автомобиля и приемов вождения.
С увеличением пробега автомобиля величина износа и зазор между сопряженными деталями постепенно увеличиваются. Нарастание износа в различных сопряжениях неодинаково, так как неодинаковы износостойкость деталей и условия их работы. Если детали подвержены ударным и знакопеременным нагрузкам, то значительное отклонение от установленного зазора, например, в подшипниках коленчатого вала двигателя, приводит к резко возрастающим износам.
Постоянное наблюдение водителя за работой автомобиля и его агрегатов, правильные приемы вождения, тщательное техническое обслуживание и своевременное устранение всех обнаруженных неисправностей - таковы пути предотвращения перехода мелких дефектов в существенные неисправности и поломки.
Предельный и допустимый износы деталей.
Между естественным износом деталей и пробегом автомобиля существует зависимость, показанная в виде кривой ОАВ на рис. 166. Участок ОА соответствует периоду обкатки нового или капитально отремонтированного автомобиля. В течение этого периода происходит повышенный износ детали в связи с приработкой сопряженных поверхностей. Участок АВ соответствует периоду нормальной эксплуатации, когда износ увеличивается значительно медленнее.
Допустимым называется износ детали, при котором она может нормально работать до очередного ремонта. Предельным называется износ, при котором нарушаются нормальные условия работы сопряженных деталей и дальнейшая эксплуатация становится невозможной или неэкономичной. После пробега автомобиля, соответствующего предельному износу (точка В), деталь необходимо ремонтировать, так как ударные нагрузки, возникающие между сопряженными деталями вследствие большого зазора, приводят к резкому увеличению износа и могут вызывать поломку деталей.
Задача ремонта
Задачей ремонта является восстановление правильной формы деталей и первоначальных зазоров (натягов) между сопряженными деталями, нарушенных при износе. При ремонте автомобиля восстанавливают номинальные размеры деталей или обрабатывают их под ремонтные размеры.
Ремонтным размером называется размер детали, отличающийся от номинального на строго определенную величину (зависит от износа детали и припуска на обработку). Такие размеры устанавливают для основных и наиболее ответственных деталей автомобиля, причем ремонтные размеры сопряженных деталей увязаны между собой. Ремонтные размеры дают возможность использовать при ремонте автомобиля готовые запасные части. При этом размеры деталей увеличивают (например, диаметры цилиндров) или уменьшают (например, шейки валов) по сравнению с номинальными размерами. Очевидно, что изменение размеров деталей при ремонте не может быть беспредельным и ограничивается прочностью детали (например, толщиной стенки цилиндра), глубиной закаленного слоя и т. д.
В качестве примера укажем, что для гильз цилиндров двигателей ЯМЗ установлено два ремонтных размера с увеличением диаметра гильзы соответственно на 0,25 и 0,5 мм, для коренных и шатунных шеек коленчатого вала - шесть ремонтных размеров с уменьшением диаметра шейки на 0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 1,25 и 1,5 мм.
Способы восстановления изношенных деталей.
Изношенные детали восстанавливают механической обработкой (с применением ремонтных размеров, добавочных деталей и замены части детали), наваркой, металлизацией, гальваническим наращиванием (хромирование, осталивание, омеднение), электроискровой обработкой, перезаливкой антифрикционными сплавами (баббитом, свинцовистой бронзой), способом давления (осадка, раздача и др.), когда свободный металл детали перемещается к изношенным ее местам. Детали, имеющие механические повреждения, можно восстанавливать металлизацией, пайкой, заваркой, правкой, слесарной (штифтовка, постановка заплат) или механической обработкой. Для восстановления деталей с химико-тепловыми повреждениями применяют заварку, припиловку, шабровку, фрезерование или шлифование (например, седел клапанов), притирку, механическую обработку.
Бывают случаи, кода водитель замечает, что характеристики автомобильных шин стали ухудшаться. Например, снизилась маневренность транспортного средства в плохих погодных условиях или увеличилась длина тормозного пути. В таких случаях следует оценить уровень износа протектора шин, ведь этот фактор влияет не только на легкость управляемости автомобилем, но и на безопасность всех пассажиров.
1. Как выявить степень износа протектора?
Любые неполадки в транспортном средстве требуют максимально оперативного устранения. Это утверждение касается и шин, имеющих свойство изнашиваться. На скорость этого процесса влияет несколько факторов, основными из которых являются чрезмерное или недостаточное давление и экстренное торможение. Кроме того, быстрое изменение эксплуатационных свойств шин может быть вызвано и деформацией диска. Протектор колеса транспортного средства – единственная часть, которая постоянно находится в непосредственном контакте с дорожным полотном. Глубина протектора и качество резины напрямую влияют на уровень сцепления покрышки с дорогой, а значит, и на точность управления (маневренность). Слишком изношенная деталь постоянно подвергается риску прокола, к тому же, устойчивость и качество торможения снижаются пропорционально силе износа, особенно это касается зимнего периода.
Чтобы определить степень износа, производители разных марок шин придумали различные индикаторы износа протектора и самой конструкции. Имеется в виду протекторный блок толщиной в 1,6 мм, который зачастую расположен в глубине продольных канавок. Для определения месторасположения индикатора уровня износа на протекторе следует найти на боковине колеса соответствующую отметку. Она может быть представлена в виде знака TWI (tread wear indicator), логотипа марки, треугольника или любого другого обозначения.
К примеру, Michelin выпускает шины, на которых индикатор износа представлен в виде маленького Бибендума, а некоторые другие производители используют промежуточный индикатор, и если он исчезает, то значит, шина больше не обеспечивает оптимальных характеристик на мокрой поверхности.
Если же такой индикатор отсутствует, то остаточная высота измеряется в местах, где следы износа наиболее заметны. Существует множество способов, которые позволяют автовладельцу контролировать этот показатель. Помимо уже упомянутого индикатора износа, к ним относятся показатель глубины профиля и изменение цвета покрышки. Необходимо понимать, что регулярный осмотр колес машины на предмет повреждения или сильного износа шин может уберечь от серьезных неприятностей, поэтому данное действие должно войти в привычку каждого автомобилиста.
Также нередко используется и цифровой индикатор износа покрышки. Этот метод позволяет определить степень стирания при помощи системы цифр, которая размещается на протекторе. Именно они указывают на глубину резины и по мере ее износа начинают стираться. Данный способ часто используют такие компании как Nokian или Matador. Метод цветового контроля – еще один способ определить уровень износа вашей покрышки. Прототип шины, которая меняет свой цвет при износе, создали два китайских дизайнера. Однако на практике подобное изобретение встречается крайне редко.
Наиболее простой и доступный способ определения степени износа протектора – это использование специального измерителя глубины профиля. Указанный инструмент позволяет получить точное значение глубины профиля шин, что невозможно при использовании других описанных методов. Купить подобный прибор можно практически в любом автоцентре, причем за достаточно невысокую плату. С его помощью автовладелец может самостоятельно измерить глубину канавок в разных местах протектора шины.
Интересно, что во многих других странах существуют свои специфические способы определения указанного параметра. Так, в США износ шин проверяют с помощью монеты, на которой изображен первый президент страны. Ее вставляют в протектор таким образом, чтобы голова президента Вашингтона оказалась внизу. Если его волосы видны, то шину все же лучше заменить. Также проверить степень износа можно и при помощи монеты в 1 цент: видно макушку Линкольна – пора менять.
Европейские автолюбители определяют степень износа, используя монету номиналом в 1 евро. Ее помещают в наиболее изношенную часть протектора, и если золотой круг полностью закрыт, то шина вам еще послужит, в противном случае (золотая часть монеты хорошо видна) – пришло время сменить обувку машины. В России износ шин определяют 2-х рублевой монетой, которую вставляют в протектор головой орла вниз. Если его макушка виднеется над поверхностью шины, значит, покрышка еще пригодна.
2. Какой допустимый износ протектора
При достижении предельной величины износа протектора или при наличии каких-либо повреждений (разрывы, порезы, вздутие и т.д.) считается, что шина полностью исчерпала свой ресурс и требует незамедлительной замены. Однако при правильной эксплуатации транспортного средства ресурс шин будет определяться только скоростью износа их протектора. Так, для грузовых машин предельной остаточной высотой рисунка протектора является значение в 1 мм, для автобусов – 2 мм, а для легковых автомобилей – 1,6 мм. Последнее значение было установлено в Европе в 1992 году и считалось единой нормой износа для всех летних шин.
На сегодняшний день данное требование продолжает действовать, а исключением являются разве что легкие колеса, минимальная высота протектора которых равна 1 мм. Однако для широкопрофильных и летних покрышек эта норма слишком мала, ведь такая глубина профиля будет способствовать плохой управляемости автомобиля на мокрой дороге.
В целях соблюдения осторожности, летнюю резину необходимо заменить уже тогда, когда остаточная глубина профиля достигла 2 мм, а в широкопрофильных покрышках – 3 мм.
Современные шины, которые предназначаются для зимнего сезона, могут иметь высоту протектора от 9 до 12 мм (зависит от производителя). В таком случае, допустимый уровень износа составляет 4-6 мм. Кроме того, многие модели имеют встроенные индикаторы износа, представленные в виде маленьких каучуковых пупырышек, впаянных в основание шины. Если протектор стерся до такой степени, что оказался вровень с ними, значит, пришло время заменить покрышку.
3. Что делать, если произошел износ протектора?
По истечении некоторого времени, ресурс покрышки уменьшается, в то время как процент износа все больше увеличивается. В случае повреждения ее борта в ходе выполнения установки колеса, процент износа шины может повышаться до 10%. Также показатель уровня износа увеличивается и за счет крошения, появления сколов и трещин, которые, в свою очередь, приводят к истиранию поверхности до 25%. Бывают и случаи, когда протектор изнашивается на все 100%. Такая ситуация характерна для покрышек с расслоением каркаса.
К технической стороне износа следует добавить и процент естественного старения. Так, за три года активной эксплуатации покрышка может потерять до 10% ресурса, а при использовании шины дольше пяти лет это значение может достичь 50%.
Если вы хотите, чтобы ваше передвижение по дорогам было максимально комфортным и безопасным, тогда необходимо следить за состоянием резины и периодически ее обновлять. В тех случаях, когда дело близится к лету, стоит задуматься о приобретении летних покрышек, которые поставщики с радостью помогут выбрать. Дело в том, что в сфере продажи данного вида товара всегда существует множество нюансов: начиная от производителя и заканчивая техническими характеристиками той или иной покрышки. Поэтому для каждой машины нужно выбирать только ту модель шины, которая идеально подходит именно для нее: для легковых одна, а для внедорожников – другая.
С наступлением холодов обувка транспортного средства должна меняться, ведь гарантией безопасного движения по заснеженной и обледенелой дороге является зимняя резина. Однако необходимо еще ее правильно подобрать и установить на транспортное средство. Высококачественные шины для зимних условий гарантируют надежное сцепление с дорожным полотном, минимальный тормозной путь и обеспечивают отличную управляемость и устойчивость машины. Данные изделия выполняются из термостойкой и износостойкой резины, что позволяет их использовать в экстремальных условиях.
Допустимые и предельные износы деталей
Для уяснения понятий о допустимом и предельном износе рассмотрим кривую наиболее общего случая естественного механического износа в результате работы сил трения (рис. 3). Кривая справедлива для большинства сопряженных подвижных деталей, работающих с установившимся режимом и имеет три особо выраженных участка. Начальный криволинейный участок I характеризует процесс приработки нового сопряжения; прямолинейный участок II, наибольший по протяженности, соответствует промежутку времени нормальной работы сопряжения (естественный износ); криволинейный участок III соответствует промежутку времени разрушения сопряжения вследствие износа его сверх допустимого предела (предельный износ).
В виде обобщающего примера рассмотрим, подвижное сопряжение вал - отверстие. В этом случае между деталями предусматривается некоторый зазор, величина которого определяется классом точности и посадкой. На графике (рис. 4) по вертикальной оси вверх от точки О, соответствующей номинальному размеру сопряжения, будем откладывать изменения в диаметре вала, вниз - изменения в диаметре отверстия, а по горизонтальной- время работы данного сопряжения.
Рис. 3. Типовая кривая износа деталей
Рис. 4. Нарастание зазора в сопряжении вал - отверстие
При решении вопроса о ремонте детали недостаточно знать только величину ее предельного износа, необходимо определить еще и степень ее годности, т. е. установить, требует ли деталь немедленного ремонта или она сможет проработать еще один межремонтный срок.
Для решения этой задачи необходимо лабораторными испытаниями или на основе практических данных установить закономерность нарастания износа. Зная закономерность для данного сопряжения, можно-определить, какой промежуток времени при имеющемся износе сможет проработать это сопряжение до предельного износа.
Если закономерность нарастания естественного износа известна и выражена в виде кривых (см. рис. 4), где в точке tB износ достигает предельной величины, то измерительным инструментом устанавливают абсолютные величины износов Mk\ вала и Mk2 отверстия и откладывают их по вертикальной оси, проектируя точки на кривые. Соединяют полученные точки К\ и Кг прямой линией. Если отрезок времени tKtB больше межремонтного промежутка, то деталь еще может работать без ремонта, если меньше, то ее необходимо ремонтировать.
Следовательно, можно считать, что первоначальный износ появляется в первый период приработки двух деталей. Он в значительной степени зависит от первоначального (конструктивного) зазора нагрузки и первоначальной чистоты (качества) рабочих поверхностей новых сопряженных деталей.
Предельный и допустимый износ
Основные характеристики изнашивания
ИЗНАШИВАНИЕ ПАР ТРЕНИЯ
Относительные перемещения контактирующих поверхностей и их механические взаимодействия приводят не только к изменениям состояния и свойств материалов поверхностных слоев, но и к их разрушению.
Обычно разрушение происходит в форме отделения от поверхностей трения мелких частиц материала, что приводит с течением времени к изменению размеров и формы контактирующих деталей. Это явление называют изнашиванием. Изнашивание является сложным многоуровневым процессом.
Как отмечалось ранее, основные понятия, термины и определения в области изнашивания регламентированы ГОСТ 27674-88. В частности, по этому ГОСТу результат изнашивания определен термином износ . Величину износа определяют в единицах длины, объема, массы.
Износ деталей и узлов трения приводит к ухудшению функциональных показателей машины. В результате износа нарушается кинематическая точность механизмов, снижается производительность и коэффициент полезного действия, уменьшается прочность деталей, увеличиваются расходы на ремонт и обслуживание, увеличивается шум и вибрации.
Количественно изнашивание характеризуется скоростью изнашивания
γ= Dh/t , (4.1)
где Dh - величина износа, или толщина удаленного слоя, м;
t - время, ч.
Широко распространена другая характеристика изнашивания - интенсивность изнашивания:
I= Dh/L. (4.2)
где Dh - величина износа, м;
L - путь трения, м.
Различают мгновенную (в определенный момент времени) и среднюю скорость изнашивания (за определенный интервал времени).
Еще одной характеристикой изнашивания является износостойкость – свойство материала оказывать сопротивление изнашиванию в определенных условиях. Оценивается величиной обратной скорости или интенсивности изнашивания.
Значение износостойкости находится в пределах 10 3 …10 13 . Установлено десять классов износостойкости (табл. 4.1).
Таблица 4.1
Классы износостойкости
Поскольку изнашивание в процессе эксплуатации машины неизбежно, очень важно определять степень износа детали и установить крайне важность ее ремонта. Известно, что первоначальный износ появляется в период приработки двух деталей. Этот износ незначителен и зависит от зазоров и шероховатости поверхностей. В дальнейшем нарастание износа происходит за длительный период эксплуатации и, наконец, износ достигает величины, когда наступает значительное нарушение сопряжения деталей. По этой причине в технике приняты понятия о допустимом и предельном износе.
Допустимым износом принято называть износ, при котором изделие сохраняет свою работоспособность.
Предельный износ соответствует предельному состоянию изнашивающейся детали.
Установление предельных износов крайне важно для выполнения регулировочных операций и выбраковки деталей в эксплуатации и при ремонте. Для определения предельных износов следует руководствоваться тремя критериями: техническим, функциональным и экономическим.
Согласно техническому критерию предельному значению износа соответствует:
Резкое возрастание интенсивности изнашивания;
Снижение прочности изнашиваемой детали вследствие изменения ее размеров;
Усиление влияния износа рабочего органа или деталей сопряжения на работоспособность других деталей;
Самовыключение механизма при работе.
Технический признак предельного износа можно использовать также для оценки изменения характера неподвижного сопряжения (соединения с натягом, шлицевое и шпоночное соединения) вследствие контактной коррозии, релаксации напряжений и макропластической деформации деталей.
Основанием для функционального критерия служит изменение по мере изнашивания качества функций, выполняемых узлом или машиной. К примеру, отклонения размеров профиля проката от номинального вследствие износа валков, погрешности формы обработанного на металлорежущем станке изделия, изменение подачи компрессора при заданном давлении на выходе.
Экономические показатели работы машины положены в основу третьего критерия предельного износа. Наименьшие затраты на единицу выработки при сохранении качества в заданных пределах являются экономическим критерием оптимального срока службы, межремонтного периода рабочего органа или узла машины.
Экономический критерий является наиболее общим. Технические и функциональные признаки являются основными в тех случаях, когда можно не считаться с рентабельностью работы машины.
Срок службы детали или узла определяется не только по предельным износам, в соответствии с критериями, но и другими факторами: контактная усталость, коррозия и др.
Срок службы пары или детали определяют по формуле
(4.3)
где U max –предельный износ, м;
U 0 – начальный износ (приработанный износ), м;
Скорость изнашивания, м/ч.
Для расчета крайне важно установить предельный износ и знать скорость изнашивания.
допустимый износ - Значение износа, при котором изделие сохраняет работоспособность. Примечание Допустимый износ меньше предельного. [ГОСТ 27674 88] Тематики трение, изнашивание и смазка EN permissible wear …
Режим продолжительной нагрузки трансформатора, при которой расчетный износ изоляции обмоток от нагрева не превосходит износ, соответствующий номинальному режиму работы. Примечание. Метод и нормы для расчета износа изоляции устанавливаются… … Справочник технического переводчика
Допустимый режим нагрузки трансформатора - – режим продолжительной нагрузки трансформатора, при которой расчетный износ изоляции обмотки от нагрева не превосходит износ, соответствующий номинальному режиму работы. Примечание. Метод и нормы для расчета износа изоляции устанавливаются … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
допустимый режим нагрузки трансформатора - 3.3.108 допустимый режим нагрузки трансформатора: Режим продолжительной нагрузки трансформатора, при которой расчетный износ изоляции обмоток от нагрева не превосходит износ, соответствующий номинальному режиму работы. [ГОСТ 16110 82, пункт… …
English: Transformer admittion load regime Режим продолжительной нагрузки трансформатора, при которой расчетный износ изоляции обмотки от нагрева не превосходит износ, соответствующий номинальному режиму работы. Примечание. Метод и нормы для… … Строительный словарь
Основных фондов, снижение стоимости основных фондов вследствие роста производительности труда и технического прогресса. М. и. проявляется в 2 формах. Первая связана с утратой основными фондами стоимости, когда объекты той же конструкции… … Большая советская энциклопедия
Зазоры, длины путей утечки и изоляционные промежутки - 7.1.2. Зазоры, длины путей утечки и изоляционные промежутки* * Приведены в МЭК 664, находящейся в стадии рассмотрения. Это может оказать влияние также на пп. 4, 5 и 8. 7.1.2.1. Зазоры и длины путей утечки Аппараты, являющиеся частью НКУ, должны… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Механическая часть конструкции - 7.1. Механическая часть конструкции 7.1.1. Общие положения НКУ должны изготавливаться из материалов, способных выдержать механические, электрические и тепловые нагрузки, а также воздействия влажности, которые обычно имеют место при нормальных… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ 28668-90: Низковольтные комплектные устройства распределения и управления. Часть 1. Требования к устройствам, испытанным полностью или частично - Терминология ГОСТ 28668 90: Низковольтные комплектные устройства распределения и управления. Часть 1. Требования к устройствам, испытанным полностью или частично оригинал документа: 2.6.6. Аварийный ток: Ток, возникающий в результате пробоя или… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ 28668-90 Э: Низковольтные комплектные устройства распределения и управления. Часть 1. Требования к устройствам, испытанным полностью или частично - Терминология ГОСТ 28668 90 Э: Низковольтные комплектные устройства распределения и управления. Часть 1. Требования к устройствам, испытанным полностью или частично оригинал документа: 7.7. Внутреннее разделение НКУ ограждениями или перегородками… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ 16110-82: Трансформаторы силовые. Термины и определения - Терминология ГОСТ 16110 82: Трансформаторы силовые. Термины и определения оригинал документа: 8.2. Аварийный режим трансформатора Режим работы, при котором напряжение или ток обмотки, или части обмотки таковы, что при достаточной… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации