磨損的基本規(guī)律及影響磨損的諸因素|熱水泵

一）熱水泵評(píng)定磨損的定量指標(biāo)

為了計(jì)算并預(yù)計(jì)機(jī)器零件摩擦?xí)r的使用可靠性和在一定使用條件下合理選擇零件材料并決定配合面的尺寸與結(jié)構(gòu)，需要知道材料磨損的基本規(guī)律。根據(jù)表面損壞的一般評(píng)定方法，磨損可以按照以下指標(biāo)來確定：

1．線磨損量h，磨損體積Q或磨損重量G

線磨損量h是指磨損時(shí)表面尺寸的變化，這個(gè)變化是在垂直于摩擦表面的方向上測(cè)量而得的值；磨損體積Q和磨損重量G是物體磨損前后體積和重量的變化。

2．磨損速度vh、vQ、vG

這是表示在發(fā)生磨損的時(shí)間內(nèi)磨損量與時(shí)間的關(guān)系，即單位時(shí)間內(nèi)的磨損量

（3-51）

3．磨損率Ih、IQ、IG

這是表示在發(fā)生磨損的摩擦行程L中，磨損量對(duì)該行程的關(guān)系，即單位摩擦行程的磨損量。若磨損量h和摩擦行程L用同一單位來表示，則磨損率Ih是個(gè)無因次量

（3-52）

同以上指標(biāo)可以看出，磨損速度v和磨損率I之間的關(guān)系為

（3-53）

式中  U——摩擦表面的工作速度。

若用ρ表示材料的密度（單位體積材料的質(zhì)量），則有

（3-54）

（二）磨損量—時(shí)間曲線（磨損過程）

材料的磨損是一個(gè)多階段的過程。磨損量是磨損時(shí)間的函數(shù)，可以用磨損量—時(shí)間曲線來表示。圖3-33所示為各種磨損量—時(shí)間（h-t，Q-t，G-t）與磨損速度—時(shí)間（v-t）曲線。它們表示了物體表面磨損隨時(shí)間變化的規(guī)律。

圖3-33  磨損量—時(shí)間曲線與磨損速度—時(shí)間曲線

圖3-33a表示一種zui常見的磨損量—時(shí)間曲線和磨損速度—時(shí)間曲線。這兩條磨損過程曲線（下面一條俗稱“浴盆”曲線）一般可分為三個(gè)磨損階段：

1．跑合（磨合）階段Ⅰ

在此階段摩擦表面上的原始表面粗糙度（它由機(jī)械加工zui后工序得出的，稱為工藝粗糙度）經(jīng)過跑合而發(fā)生了變化，變成為一般正常使用的表面粗糙度，表面變得較光滑平整，磨損速度在此階段里由快變慢到某個(gè)定值。

2．穩(wěn)定（正常）磨損階段Ⅱ

在此階段里磨損速度等于常數(shù)，若沒有別的特殊原因而嚴(yán)重改變摩擦過程的話，磨損就會(huì)一直平穩(wěn)地發(fā)展下去。這是機(jī)器零件正常工作的階段。

3．劇烈磨損（耗損）階段Ⅲ

由于表面受到損壞，表面溫度升高，加上材料機(jī)械性能的改變使磨損量劇烈增大。磨損速度增快，zui終導(dǎo)致零件失效。這個(gè)階段常會(huì)出現(xiàn)磨損形式的改變。

圖3-33b所示為另一種類型的磨損過程。在磨損過程中，各種影響因素的作用積累起來使第Ⅱ階段縮短，第Ⅱ、Ⅲ階段間沒有明顯的界限，磨損速度是逐漸增大的。一般電子元件屬于前一種（圖3-33a），而機(jī)械元件屬于后一種（圖3-33b）。例如閥門零件，它的磨損zui終導(dǎo)致泄漏。

圖3-33c所示為物體的磨損量自始至終地隨時(shí)間穩(wěn)定地增加，沒有分段界限。磨損速度在整個(gè)過程中是一直下降的。例如拖拉機(jī)、各種農(nóng)業(yè)機(jī)械和挖掘機(jī)的零件，開始磨損較快，當(dāng)表面磨鈍后應(yīng)損速度就降下來了。

圖3-33d所示的磨損過程是：在開始一段工作時(shí)間內(nèi)，摩擦表面*不發(fā)生磨損，或者發(fā)生的磨損不表現(xiàn)在尺寸的改變上，也不影響零件的工作性能。例如齒輪、滾動(dòng)軸承的工作表面層材料在運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間后才發(fā)生疲勞破壞就屬于這種情況。又如某些密封完善、潤(rùn)滑良好的機(jī)件，開始階段也沒有磨損，只是到以后工作條件改變了才引起磨損加劇。