2.5. Повреждения, связанные с износом элементов оборудования

При работе оборудования идет непрерывный процесс изнашивания его элементов, при котором происходит утрата станком первоначальных эксплуатационных качеств.

Изнашивание – это необратимый процесс изменения размеров деталей во время эксплуатации.

При этом, как правило, изменяется форма, размеры и состояние рабочих поверхностей деталей. В зависимости от условий работы одни детали изнашиваются быстрее, другие медленнее.

Различают следующие виды износа: механический, молекулярно-механический и коррозионно-механический.

Механический износ является результатом действия сил трения при скольжении одной детали по другой.

Происходит истирание (срезание) поверхностного слоя металла у совместно работающих деталей. Механический износ часто усугубляется наличием абразивной пыли, твердых частиц стружки, продуктов износа. При этом трущиеся поверхности дополнительно разрушаются за счет микрорезания и царапин.

Величина и характер износа деталей зависит от физико-механических свойств поверхностных слоев металла, условий работы сопрягаемых поверхностей, давления, относительной скорости перемещения, условий смазывания, степени шероховатости трущихся поверхностей и др.

Молекулярно-механический износ происходит из-за схватывания одной поверхности с другой.

Происходит это при недостаточном смазывании и значительном удельном давлении, когда две поверхности сближаются настолько плотно, что начинают действовать молекулярные силы. Схватывание происходит также при высоких скоростях скольжения и высоком давлении, когда температура трущихся поверхностей высока.

Коррозия проявляется обычно у деталей станков, испытывающих непосредственное действие воды, воздуха, химических веществ, температуры.

Непостоянство температуры воздуха в производственном помещении приводит к тому, что каждый раз при ее повышении содержащиеся в воздухе водяные пары, соприкасаясь с более холодными металлическими деталями, осаждаются на них в виде конденсата. Это вызывает ржавление металла, т.е. соединение металла с кислородом воздуха.

Об износе деталей станка можно судить по характеру их работы. Повышенный шум в зубчатых передачах – признак износа профиля зубьев. Износ шлицевых и шпоночных соединений проявляется в виде глухих и резких толчков каждый раз, когда изменяется направление вращения или прямолинейного движения. По шуму можно оценить и состояние узлов с подшипниками качения.

Одна из основных мер борьбы с износом деталей станков – это эффективное смазывание трущихся поверхностей. При этом поверхности во время работы разделяются слоем смазочного материала и шероховатости, которые имеются на этих поверхностях, не соприкасаются между собой.

3.5. Структура отказов инструмента

Анализ причин возникновения рассмотренных видов отказа инструмента показывает, что все отказы можно разделить на прогнозируемые (ожидаемые) и непрогнозируемые (неожидаемые).

Отказы прогнозируются тогда, когда обработка заданного материала осуществляется инструментом с оптимальными параметрами начального состояния при оптимальных условиях резания.

В этом случае наступают отказы, главным образом, вследствие изнашивания режущего участка инструмента до величины допускаемого износа в течение принятого периода стойкости. При прерывистом резании наряду с изнашиванием прогнозируются отказы вследствие выкрашивания режущего участка из-за термоциклических или усталостных изменений в инструментальном материале или других причин, свойственных процессу прерывистого резания. Прогнозируемые отказы, как правило, устраняются переточкой или заменой инструмента.

Непрогнозируемые отказы случаются тогда, когда обработка ведется при отличающихся от оптимальных условиях эксплуатации или параметрах начального состояния инструмента. Для таких случаев характерны отказы не только в виде интенсивного изнашивания или выкрашивания, но и отказы в виде сколов, поломок, а также значительного пластического разрушения режущего участка инструмента.

Отказ инструмента может произойти из-за повреждений режущего участка, калибрующего участка, деталей механического крепления режущей пластинки или неразъемного соединения.

Превалируют отказы режущего участка. Они могут быть следующих видов: