4. Влияние износа деталей и узлов на работу оборудования

Различные виды оборудования имеют свою эксплуатационную харак­теристику, включающую основные специфические показатели. Например, для компрессора это—производительность, степень сжатия и потреб­ляемая мощность; для газового холодильника — производительность, гидравлическое сопротивление и коэффициент теплопередачи и т. д. За время работы, благодаря износу отдельных деталей и узлов, экс­плуатационная характеристика оборудования ухудшается. Например, из-за износа поршневых колец в цилиндре компрессора уменьшается его производительность.

Причиной ухудшения производственной характеристики аппаратов является появление и затем нарастание осадков на их рабочих поверх­ностях. Например, ухудшение коэффициента теплопередачи, вследствие осаждения, выделяющихся из воды солей, на поверхности труб ороси­тельных холодильников, повышение гидравлического сопротивления насадочных скрубберов из-за забивания насадки. Износ трубок тепло­обменников также повышает гидравлическое сопротивление аппарата.

5. Зависимость износа от различных факторов

Одним из основных факторов, влияющих на скорость изнашивания трущихся деталей и узлов машин, является смазка. Неправильная смазка вызывает быстрый износ, заедания и поломки.

Трение, возникающее между скользящими относительно друг друга поверхностями, может быть жидкостным, полужидкостным, граничным, полусухим и сухим. Если движущиеся поверхности полностью разделены сплошным слоем смазочного материала, имеет место жидкостное трение. При полу­жидкостном трении масляный слой воспринимает основную нагрузку, но полностью не предохраняет трущиеся поверхности от непосредствен­ного контакта. Граничное трение возникает при уменьшении слоя смазки до такой величины (1020 мк), когда он теряет несущую способность. При граничном трении важна не вязкость масла, как при трении жидкостном и полужидкостном, а его маслянистость, т.е. способность создавать на поверхностях адсорбированную пленку, смяг­чающую удары микровыступов при относительном перемещении этих поверхностей. Когда адсорбированная пленка частично разрывается, возникает полусухое трение. При относительном движении несмазанных поверхностей имеет место сухое трение.

Необходимо стремиться обеспечивать в сочленениях условия жидкост­ного трения, при котором детали практически почти не изнашиваются, Для создания условий жидкостного трения в зазор между трущимися поверхностями надо непрерывно и принудительно подавать масло. Однако на практике не всегда оказывается возможным создание условий для жидкостного трения, т.е. трущиеся пары работают в режиме полу­жидкостного, граничного или полусухого трения. Это происходит, например, при малой относительной скорости движения трущихся по­верхностей. В ряде случаев полужидкостное, граничное и полусухое тре­ние является результатом эллипсности шейки вала и подшипника, грубой обработки поверхностей скольжения, большого зазора между шейкой вала и подшипником. В подшипниках скольжения в периоды запуска и оста­новки машины имеет место полужидкостное и граничное трение.

Наибольший износ трущихся поверхностей происходит при сухом трении, например, во фрикционных передачах, тормозах и т.п. Этот вид трения является совершенно недопустимым в подшипниках, шар­нирах и других сочленениях. Сопротивляемость износу в значительной степени зависит от качества трущихся поверхностей. Установлено, что улучшение качества поверхности уменьшает износ деталей.

Одним из методов определения, величины износа деталей машин, является метод искусственных баз. На поверхности трения делают небольшие углубления; дно такого углубления служит как бы неизбежной искусственной базой, от которой измеряют расстояние до поверхности трения: изменение этого расстояния равно износу поверх­ности в данном месте.

Шероховатость стенок и деталей аппаратов, трубок теплообменни­ков также ускоряет их износ, что объясняется большей величиной поверхности, соприкасающейся с агрессивной средой, и более благо­приятными условиями для задержки на неровных поверхностях осадков, которые при наличии гладкой поверхности были бы унесены рабочей средой. Твердость поверхности деталей также влияет на износоустой­чивость, особенно если имеет место воздействие эрозии среды. В случае эрозии поверхность деталей надо делать возможно тверже, учитывая при этом отсутствие ударных нагрузок.

Конструктор при проектировании должен учитывать целесообраз­ность износа более простой и дешевой из двух совместно работающих деталей и в соответствии с этим делать поверхность такой детали относительно менее твердой. Надо учитывать также влияние напря­женности на долговечность деталей в зависимости от условий их эксплуатации. Оказывается, что величина и знак напряжений в при­легающих к поверхности объемах металла существенно сказывается на усталостной прочности деталей при знакопеременных нагрузках. Напряжения сжатия на поверхности, как правило, повышают усталостную прочность, в то время как растягивающие напряжения снижают ее. Износ аппаратов и трубопроводов проявляется в основном в появле­нии течей, вследствие разъедания сварных швов и т.д.

Л. 13-14