nghiêng cứu thông số tính năng và đặc điểm hao mòn trước sử dụng Xado của động cơ Diezen D12, chương 5 pps

-
1
-
Chương 5:
Quá trình Fretting
Qúa trình Fretting là quá trình phá hoại bề mặt ma sát của chi
ti
ết máy, xuất hiện khi có ôxy hoá với cường độ cao (động) hoặc
tróc, sự ôxy hoá trong quá trình Fretting mang đặc tính riêng,
không có trong nh
ững điều kiện ma sát bình thường tiến triển rất
mạnh. Quá trình tróc cũng thể hiện rất dữ dội, quan sát thấy ngay
c
ả khi áp suất pháp tương đối nhỏ và khi tiếp xúc của nhiều loại vật
liệu. Việc tăng cường sự ôxy hoá và sự tróc là do đặc tính động của
t
ải trọng gây nên. Khi ấy, ở chổ tiếp xúc gradien của biến dạng và
nhi
ệt độ rất lớn. Điển hình đặc trưng cho sự phát triển của quá trình
Fretting là s
ự chuyển vị nhỏ của bề mặt
lắp
ghép. Quá trình
Fretting là m
ột trong những dạng hư hỏng rất nguy hiểm và thể hiện
mạnh nhất
các chi tiết máy.
-
2
-
Hình 1.7: Mô hình cấu trúc lớp bề mặt trong quá

trình
Fretting
(a): tróc; (b): ôxy hoá
động
 Hư hỏng do
m
ỏi
Các hư hỏng do mỏi xuất hiện tại những chi tiết máy chịu ma sát
l
ăn và là kết quả của sự phá hoại mảnh liệt của các lớp kim loại bề
mặt trong những điều kiện đặc biệt của trạng thái ứng suất. Đặc tính
ch
ủ yếu và sự phát triển của các hư hỏng mỏi được xác định bởi các
quá trình bi
ến dạng dẻo lặp đi lặp lại bởi sự làm bền và giảm bền
các lớp kim loại bề mặt, bởi sự phát sinh các ứng suất dư và bởi hiện
tượng mỏi đặc biệt. Sự phá hoại bề mặt khi bị hư hỏng mỏi được
đặc trưng bởi sự xuất hiện các vết nứt tế vi, các vết trũng phân tán
hay
độc lập trên bề mặt các chi tiết máy chịu ma sát lăn. Vật liệu
chiệu mỏi do trạng thái ứng suất có chu kỳ.
Một số số liệu về trạng thái bề mặt và các lớp bề mặt kim loại
khi bị hư hỏng
do k
ết quả phát triển của các hiện tượng
m
ỏi như sau:
-
3
-

Hình học bề mặt
S
ự
thay
đ
ổi
v
ĩ
m
ô
c
ục
b
ộ
Độ sâu lớp bị phá hoại Dưới 5mm
Nhiệt độ của lớp bề mặt Dưới 100°C
S
ự
thay
đ
ổi t
h
ành
ph
ần
hoá
h
ọc
v
à

pha
c
ủa
l
ớ
p.
Khôn
g
S
ự
thay
đ
ổi
t
ư
ơ
n
g
đ
ối
v
ề
đ
ộ c
ứ
n
g
c
ủa
l

ớ
p b
ề
m
ặt
D
ư
ớ
i
2
Hệ số tăng thể tích lớp bề mặt
1
,
0
1
Ứng suất trong lớp bề mặt
Né
n
Quá trình phụ kèm theo
Ôxy
hoá
Hình 1.8: Mô hình cấu trúc lớp bề mặt bị phá hoại do mỏi.
Căn cứ vào tính tin cậy trong sử dụng, người ta chia tất cả các
d
ạng hao mòn trên đây thành hai nhóm: nhóm hao mòn bình thường
cho phép trong s
ử dụng và nhóm hao mòn không bình thường không
cho phép trong s
ử dụng.
- Hao mòn bình th

ường chỉ xảy ra ở lớp rất mỏng (dưới 2000
Ǻ) trên bề mặt
chi ti
ết máy - lớp màng bảo vệ, với tốc độ ổn định và nhỏ (khoảng
1
µm/h).
- Hao mòn không bình thường: xảy ra ở các lớp kim loại gốc
có khi lên đến
5mm. Với tốc độ không ổn định và khá lớn (tới 50µm/h). Hao
mòn không bình th
ường có thể dẩn đến hư hỏng.
-
4
-
Sơ đồ phân loại các dạng hao mòn và hư hỏng của
chi tiết
máy:
-
5
-
m
o
a
H
n
ò
x
ô
o
h

y
á
b
h
n
ì
h
t
ư
g
n
ờ
d
gno
b
o
d
n
ầ
c
c
á
l
p
ớ
m
g
n
à
m

gn
ỏ
c
ó
ug
n
n
ồ
g
c
ố
h
k
c
á
x
o
.
y
m
o
a
H
n
ò
c
ơ
h
c
ọ

b
h
n
ì
h
t
ư
g
n
ờ
o
d
x
ô
h
y
oá
D
c
g
n
ạ
ơ
o
h
á
c
a
ủ
m

i
à
m
n
ò
T
c
ó
o
l
i
ạ
I
r
T
c
ó
o
l
i
ạ
I
u
Q
á
r
t
h
n
r

ì
t
(
g
n
i
t
e
r
F
c
ó
x
o
o
h
y
á
đ
gn
ộ
)
C
t
ắ
c
,
o
à
x

ư
c
ớ
d
(
g
n
ạ
c
ơ
h
c
ọ
c
a
ủ
m
i
à
m
n
ò
)
M
ỏ
k
ăn
C
c
á

d
g
n
ạ
mnò d, pậ
h
ư
h
gn
ỏ
h
k
c
á
(
ă
m
n
n
ò
x
,
i
ó
m
n
ò
o
a
h

,
…
Các dạng phá hoại khi ma sát
Cho phép (hao
mòn)
Không cho phép
(hư hỏng)
1.2.3. Bản chất hao mòn do ma sát
Khi ma sát tại vùng tiếp xúc nảy sinh các quá trình cơ – lý – hoá
…làm hình thành, t
ồn tại và mất đi một lớp thứ cấp, gây ra hao mòn.
-
6
-
Trong phần khái niệm và phân loại hao mòn ta đã trình bày
nh
ững nét khái quát về phân loại. Dưới đây ta sẽ xét sâu thêm
v
ề bản chất một số dạng hao mòn chủ yếu do ma sát gây ra.
1.2.3.1. Hao mòn
do ôxy hoá
Khi ma sát công liên kết tạo nên một dạng biến dạng dẻo đặc
biệt - sự tạo dải. Khi ấy, mật độ “biến vị” và mật độ các chỗ
“khuyết” đạt tới giá trị gần bảo hoà. Trạng thái không ổn định
v
ề nhiệt động lực học của kim loại trong quá trình tạo dải sẽ
làm cho nó bị hoạt hoá mạnh. Khi tiếp xúc với các thành phần
xâm thực của môi trường (O, P,S…) sẽ dẫn đến các tương tác
v
ật lý, hoá giữa chúng và hình thành các lớp màng bảo vệ thứ

cấp (màng ôxýt sunfua…) vì phải chịu nhiều lần lặp lại và do
n
ội ứng suất, trong lớp màng bảo vệ thứ cấp sẽ hình thành và
phát tri
ển các vết nứt tế vi, còn trên bề mặt phân cách sự bám
dính s
ẽ yếu đi làm bong tách những lớp màng. Tác dụng cơ học
của chu kỳ tiếp theo sẽ phá huỷ hẳn lớp màng và làm lộ ra các
b
ề mặt thuần khiết sau đó quá trình sẽ lặp lại.
T
ốc độ ôxy hoá lớn hơn cá tốc độ khác và lớn hơn tốc độ
phá hoại của lớp màng bảo vệ thứ cấp. Hao mòn ôxy hoá bình
th
ường sảy ra trong quá trình ma sát trợt hoặc ma sát lăn khô
ho
ặc bôi trơn giới hạn.
Trong môi tr
ường có hạt mài, sự ôxy hoá và sự phá hoại
-
7
-
bề mặt phát triển nhanh hơn do sự tập trung ứng suất cao
trong các th
ể tích hạn chế của bề mặt ma sát. Điều kiện tải
trọng động củng làm tăng cường quá trình ôxy hoá và phá hoại.