סוגי בלאי: סיווג ומאפיינים של בלאי

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

בלאי מובן כהרס הדרגתי של משטחי החיכוך של זוגות שונים. ישנם סוגים רבים של לבוש. הם נובעים מסיבות שונות. אבל לכולם יש דבר אחד במשותף - החלקיקים מופרדים מחומר הבסיס. הדבר מוביל לשיבוש פעולת המנגנונים, ובמקרים אחרים עלול לגרום להתמוטטותם. הפערים במפרקים גדלים, הנחיתות מתחילות לפעום כתוצאה מהיווצרות תגובה משמעותית. מאמר זה דן בסוגי הלבוש העיקריים, נותן את המאפיינים והסיווג הכללי שלהם.

תכונות של בלאי שוחק

חומר שוחק הוא חומר מפוזר דק ממקור טבעי או מלאכותי, עם קשיות משמעותית מספיק כדי לשרוט חומרים אחרים פחות קשים.

סוג בלאי פני השטח, שבו יש הרס של המבנה ושלמות שכבת פני השטח כאשראינטראקציה עם מיקרו-חלקיקים מוצקים נקראת שוחקת. יש לבטל שעבור סוג זה של הרס, מהירות החיכוך חייבת להיות משמעותית מאוד (מספר מטרים לשנייה). למרות שבפעולה ממושכת, הרס מתרחש אפילו במהירויות נמוכות יותר ובכוחות הידוק.

תפקידם של חומרים שוחקים יכול להיות גם עצמים קבועים (שלבים מוצקים של פלדות וסגסוגות) וגם חלקיקים זרים נעים שנפלו לאזור המגע של משטחי שפשוף (חול, אבק ואחרים).

הגורמים הבאים משפיעים על כמות הבלאי השוחק ועוצמתו:

• טבע המקור של חלקיקים שוחקים;
• סביבת הפעלה של מנגנון (מידת אגרסיביות);
• מאפייני החומר של זוגות חיכוך;
• עומסות השפעה;
• מחווני טמפרטורה ועוד רבים אחרים.

שחיקה עם חלקיקים קשים (גרגרים)

סוג זה של בלאי מכני מתרחש כאשר גרגירים שוחקים באים במגע עם מתכת או חומר אחר. מדד הקשיות של חלקיקים כאלה עולה באופן משמעותי על מדד הקשיות של המתכת עצמה. זה מוביל לעיוות של חומרים של זוגות חיכוך, להופעת מתחי עייפות ושחיקת פני השטח.

אם המנגנון פועל בתנאים של עומסים מתחלפים תכופים, אז ההשפעה של ההשפעות המזיקות של החומר השוחק מתגברת. במקרה זה, החלקיק השוחק משאיר לא רק סימנים, אלא גם שקעים על פני המתכת.

עם עלייה בשבריר של החומר השוחק, הבלאי שוחק. החלקיקים השוחקים קשים מאוד, אך בו זמנית שבירים. לכן, ניתן לטחון גופים גדולים לקטנים יותר.

תכונות של בלאי חמצוני

בלאי מסוג זה מתרחש כאשר מופיע סרט תחמוצת רופף על פני החלקים המשפשפים, אשר מוסר במהירות מהמשטח כתוצאה מחיכוך. רוב החומרים ההנדסיים נוטים להתחמצן באוויר בטמפרטורות גבוהות. לכן, מנגנונים הפועלים ללא שימון וללא מערכת קירור נתונים לסוג זה של בלאי חלקים.

ככל שקצב ההרס של סרט התחמוצת גדול יותר וככל שקצב היווצרותו גדול יותר, כך השחיקה של המשטחים חזקה יותר.

בלאי מסוג זה אופייני למפרקים עם צירים והברגה, מנגנוני מתלה שונים, ואכן לכל היחידות הפועלות ללא שימון.

עם העלייה במהירות החיכוך, הטמפרטורה של משטחי השפשוף עולה. זה מוביל להעצמת תהליכים הרסניים. לעלייה בעומסי הלם יש השפעה דומה.

בלאי עקב עיוות פלסטי

סוג זה של בלאי של חלקי מכונות אופייני ליחידות עמוסות מאוד. המהות שלו טמונה בשינוי הצורות הגיאומטריות של המוצר בהשפעת עומסים משמעותיים.

זה אופייני ביותר לחיבורים עם מפתחות וחיבורים משובצים, כמו גם חוטים, פינים וכן הלאה.

דומהעיוותים יכולים להתרחש גם במפרקי הילוכים. והם לא חייבים להיות מהירים. העומס הוא גורם המפתח כאן.

לעתים קרובות מופיעים עיוותים כאלה על המסילות והגלגלים של הרכב המתגלגל. כדי למנוע, יש צורך לארגן מניעה ובחינה בזמן של אלמנטים מבניים.

בלאי עקב שבבים

הסיווג המוצג של סוגי הבלאי לא יהיה שלם אם נאבד את הראייה של מה שנקרא בלאי כתוצאה משבבים. המהות שלה היא כדלקמן. בתנאי הפעלה קשים (אולי אפילו קיצוניים), שכבות פני השטח של חלקי השפשוף עוברות טרנספורמציות מבניות ופאזיות. הסיבות במקרים שונים הן טמפרטורות גבוהות, תנאי חימום וקירור, לחץ גבוה ועוד. המאפיינים של השכבות המתקבלות שונות באופן משמעותי מאלו של החומר המקורי. ככלל, שלבים אלו הם שבירים ונשברים תחת עומס.

לכן נוצרים פסים לבנים אופייניים על פלדה וברזל יצוק במהלך חיכוך ללא שימון. אזורים אלה אינם יכולים להיחרט אפילו עם תמיסה של חומצות חנקתיות או הידרופלואוריות באלכוהול. מומחים בתחום מדעי המתכת קוראים להיווצרות זו שכבה לבנה. יש לו קשיות רוקוול גבוהה למדי והוא שביר מאוד. מעבדה אחת ביצעה ניתוח שלב ומבני של השכבה הלבנה. התברר שמדובר בתערובת מכנית של מרטנזיט וצמנטיט. הוא מכיל גם כמות קטנה של פריט. הדבר האחרון בו בכללקטן והוא לא יכול להפחית את הקשיות.

היווצרות (סינתזה) של חומר זה מלווה בהופעת כוחות מתיחה ודחיסה פנימיים מזיקים. כאשר הווקטורים של מתחים פנימיים חופפים לעומסים חיצוניים על החלק, נוצרים סדקים קטנים על פני השטח שלו באזור השכבה הלבנה. מיקרו-סדקים אלו הם רכזי מתח ומצברים, מה שמוביל לשבר שביר של המוצר בכללותו.

Wearing by Fetting Corrosion

תהליך זה מתרחש על משטחים שנמצאים במגע הדוק זה עם זה. הסיבה היא תנודות. יש לציין שהחומרים של גופי צמד החיכוך יכולים להיות שונים מאוד (מתכת-מתכת או לא-מתכת-מתכת).

תופעה זו מתרחשת כבר בתזוזות מינימליות של גופים (כ-0.025 מיקרומטר).

כתוצאה מתנודות מופיעים מרכזי קורוזיה על המשטחים, שגדלים ומובילים להרס שכבת פני השטח.

Wear by vibratory cavitation

בלאי מסוג זה מתרחש כאשר מוצרים פועלים במדיום נוזלי. למרות שזה יכול להתרחש גם כאשר סילון נוזל פוגע בחלק של מכונה או מנגנון. הפיזיקה של התהליך היא כדלקמן. לחץ הנוזל בגבול הפאזה (בין נוזל למוצק) יורד, מה שמוביל להופעת בועות שנקראות קוויטציה. עוצמת הבלאי תלויה בתכולת האוויר בנוזל ובלחץ החיצוני.

רטט קול יכול לשמש כזרז. מזיקות במיוחד במקרה זה הן רעידות של הספקטרום הקולי.לעתים קרובות מאוד, תופעה מזיקה כזו מתרחשת בחלקי השפשוף של מנועי בעירה פנימית. מחקרים מראים שקוויטציה קולית נשחקת פי שלושה עד ארבעה מהר יותר מחיכוך.

בלאי עקב סדקים תרמיים

בעיה זו אופיינית לגלגלים של קרונות רכבת וקטרים. במהלך תנועת הרכבת, הנהג נאלץ להאט לעתים קרובות. זה גורם לגלגלים להחליק ולהתחמם. כאשר מגבירים מהירות, משטח השפשוף מתקרר די מהר. רכיבה תרמית כזו מובילה להיווצרות סדקים רבים על פני הגלגל. זה מאיץ באופן משמעותי את הבלאי של המוצר. כיום משתמשים בפלדות סגסוגת מיוחדות לייצור גלגלי רכבת. אבל קודם לכן נעשה שימוש בפלדה באיכות רגילה. גלגלים ישנים עדיין נמצאים בשימוש ברכבות רבות כיום, כך שהבעיה הזו עדיין רלוונטית.

דרכים להתמודד עם סדקים תרמיים

האמצעי היעיל ביותר למלחמה בסדקים תרמיים יהיה מתן קירור אינטנסיבי. ניתן להשתמש בשמנים וגריזים מיוחדים לשם כך. במקרה של גלגלי רכבת, אמצעי זה, מסיבות ברורות, אינו מתאים. במקרה זה, אתה יכול לשחק על ההרכב הכימי של החומר ולבחור בדרגת פלדה נוחה יותר מנקודת מבט זו. לדרגות מסוימות של פלדות סגסוגת יש מקדם התפשטות נמוך. וניתן להשתמש בנכס זה בצורה יתרונות.

כמהתכונות בלאי שחיקה

בהתחשב בסוגי החיכוך והבלאי, איננו יכולים לאבד את הראייה של מה שנקרא בלאי שחיקה. במילים פשוטות, זהו הרס של משטחים בהשפעת הסביבה.

בהנדסה, מושג זה מתייחס להרס של המשטחים של חלקי מכונות ומכלולי מנגנונים בהשפעת גורמים סביבתיים. גורמי השפעה כאלה כוללים זרימת אוויר ונוזל, קיטור או גזים שונים. הגורם לבלאי הוא, כמו קודם, חיכוך. רק במקרה זה, לא חלקיקים שוחקים, אלא מולקולות גז או נוזל פועלות על פני השטח.

מיקרו-סדקים מופיעים במהלך תהליך זה. מולקולות של נוזל וקיטור בלחץ גבוה חודרות לתוכם ותורמות להרס של כל שכבות הפנים של המוצרים.

נוזל או קיטור עשויים להכיל גם חלקיקים שוחקים בתרחיף. במקרה זה, תערובת כזו תגרום להרס שוחק-שוחק ובלאי.

בלאי עייפות והמאפיינים שלו

סוגי הבלאי והפרות הגיאומטריה מגוונים מאוד. בעיות רבות עבור מהנדסי תכנון ומהנדסי מכונות נגרמות עקב התפרקות עייפות של משטחי החלקים. ה"מחלה" הזו היא ערמומית מאוד. תופעת התפרקות העייפות מתרחשת בחלקים הפועלים לאורך זמן בתנאים של עומסים מתחלפים. זוהי "מחלה" אופיינית של מפרקי ההילוכים.

בלאי מסוג זה מלווה בהתחלת סדקים על פני השטח ובחדירתםעמוק לתוך המוצר. רשת שלמה של סדקים כאלה מופיעה על שטח פנים לא משמעותי. בהשפעת לחצים וטמפרטורות, חתיכות מתכת קטנות נפרדות מתקלפות מהגוף הראשי ונושרות. תפקיד חשוב בתהליך זה ממלא חומר סיכה (שמן), החודר לתוך סדקים מיקרוניים ומקדם הרס.