Виды износа деталей и узлов

Виды и причины износа электрооборудования

Мир вокруг нас состоит из атомов, которые могут объединяться в сложные молекулы. Молекулы и атомы связываются друг с другом химическими связями, определяющими структуру вещества, его температуры плавления и кипения, а также различные прочностные, коррозионные и другие химические свойства. Эта «химия» наряду с физическими процессами приводит к неизбежному старению всех вещей на свете. Таким же образом изнашивается и электрооборудование.

В этой статье мы посмотрим, какие бывают виды износа, его причины, и какие методы борьбы со старением электрооборудования могут применяться на практике. Мы рассмотрим это на примерах электродвигателей, трансформаторов, выключателей и осветительных приборов. Если взглянуть на работающее на протяжении многих лет оборудование и попытаться классифицировать причины его износа, получится выделить три основных вида: механический, электрический и моральный.

Начнем с первого и самого простого. К механическому износу приводят разные причины, зависящие и не зависящие от человека: сколы, удары, вмятины, вибрации, царапины – грубо говоря, деформации. Механический износ испытывают как внешние, так и внутренние части электрооборудования, причем износ внутренних элементов несет более серьезные последствия, чем внешних.

У двигателей имеется множество подвижных деталей. В результате работы в материале подшипника появляются трещины и шероховатости, которые могут привести к заклиниванию двигателя, поэтому важно своевременно менять смазку. Щетки и коллектор разрушаются и образуют пыль, борозды, сколы, что приводит к искрению и ухудшению характеристик двигателя. Причины этого могут быть в неровной поверхности коллектора и щеток, их слишком свободном или тугом прижатии, в выступании изоляции или отдельных пластин коллектора, а также в неграмотной установке щеток.

К ухудшению электрических характеристик приводят деформации и нарушение герметичности бака трансформаторов и выключателей. Контакты выключателей при коммутации и во время работы испытывают ударные, вибрационные и электродинамические нагрузки, что ведет к уменьшению поверхности соприкосновения контактов и росту сопротивления, поэтому важно правильно настроить натяжение пружин контактов. Царапины осветительных приборов ухудшают яркость, а трещины разрушают прибор. Электродинамические усилия при коротких замыканиях подчас приводят к выпадению обмоток из пазов машин или их разрушению.

Электрический износ происходит в результате воздействия электромагнитных полей и наведенной электродвижущей силы (напряжения). Например, подшипниковые токи в двигателях ухудшают качество смазки, нагревают подшипники и вал двигателя, что приводит к коррозии. Дабы не допустить этого, подшипники надо регулярно очищать от грязи, покрывать изоляционной эмалью прокладки и муфты, а также периодически измерять напряжение на валах больших машин. Искрение в щеточно-коллекторном узле, помимо механических причин, может быть вызвано неправильным выбором двигателя или параметров питающего напряжения.

Из-за деформаций в контактах выключателей усиливается искрение и нагрев. На износ контактов также влияет индуктивность цепи, ведь от нее зависит время коммутации. При наличии дугогасительных устройств важна правильная установка выключателей. Электрический износ приводит к старению изоляции (из-за частичных разрядов), поэтому проводится своевременная проверка изоляции и качества трансформаторного масла. Высокие вихревые токи приводят к нагреву металлических элементов и общему износу электрооборудования. Если с этим имеются проблемы, возможно, ухудшилась изоляция между пластинами магнитной цепи машины.

Износ по электрическим причинам в осветительных приборах сказывается на работоспособности пуско-регулирующей аппаратуры и может приводить к мерцанию некоторых видов ламп или их перегоранию.

Моральный износ, пожалуй, знаком каждому. Этот износ характеризует технико-экономическое отставание между данным оборудованием и современными широкодоступными моделями. Например, мощность холостого хода современных трансформаторов гораздо ниже, чем у трансформаторов той же мощности, выпущенных 30 лет назад. Другой пример – АСКУЭ, которая значительно повысила удобство эксплуатации и снятия показаний. Использование современного оборудования повышает производительность предприятия с уменьшением затрат на производство. Метод борьбы с моральным износом – модернизация.

Износ электрооборудования замедляется и контролируется при проведении планово-предупредительных ремонтов. Заключается этот метод в том, что оборудование проверяется регулярно, независимо от того, сломалось оно или нет. Сломанное оборудование отправляется на капитальный ремонт. И, конечно, важно с самого начала, на стадии монтажа оборудования и ввода в эксплуатацию проводить электрофизические измерения, цель которых – проверить электрическую часть предприятия на соответствие нормативам.

1)Сущность явления износа. Влияние износа на эксплуатацию оборудования.

Износ -значительная утрата механизмом первоначальных эксплуатационных качеств.

Изнашивание — это необратимый процесс изменения размера деталей во время эксплуатации машин. При этом, как правило, изменяются форма, размеры и состояние рабочих поверхностей деталей. При определенной величине таких изменений наступает резкое ухудшение эксплуатационных качеств отдельных деталей, механизмов и агрегата в целом, что вызывает необходимость ремонта.

Детали оборудования изнашиваются неравномерно: в зависимости от условий работы одни детали изнашиваются быстрее, другие — медленнее.

Постепенные (износные) и внезапные (аварийные) отказы. Постепенно отказы возникают при правильной эксплуатации в результате длительной работы машин без заметного снижения качества работы ее. Аварийный отказ — это следствие износа деталей машин, быстро нарастающего (прогрессирующего) и в течение короткого времени достигающего размеров, при которых дальнейшая работа машины становится невозможной.

Причинами аварийных износов могут быть плохой уход, в частности несоблюдение режима смазки; значительная перегрузка машины при эксплуатации; несвоевременный или плохо выполненный ремонт. Аварии в ряде случаев выводят оборудование из строя на длительное время, на восстановление оборудования после аварии приходится затрачивать много средств.

Одной из главных причин поломок деталей является отсутствие или неисправность предохранительных или блокирующих устройств и ограничителей движений.

2)Виды износа оборудования.

Изнашивание подразделяется на три основные группы: механическое, молекулярно-механическое и коррозионно-механическое. Механическое изнашивание наблюдается при механическом взаимодействии материалов изделия; молекулярно-механическое изнашивание происходит в результате механического взаимодействия материалов и одновременного воздействия молекулярных и атомарных сил; коррозионно-механическое изнашивание происходит при трении материала, вступившего в химическое взаимодействие со средой.

Механическое изнашивание подразделяют на абразивное и усталостное.

Абразивное изнашивание — это процесс, при котором трущиеся поверхности разрушаются в результате царапающего или режущего действия твердых тел.

Разновидностью абразивного изнашивания является гидро- и газоабразивное изнашивание, когда износ происходит в результате воздействия на материал твердых частиц, увлекаемых соответственно потоком жидкости или газа.

Разновидность механического изнашивания — кавитационное изнашивание поверхности при относительном движении твердого тела в жидкости в условиях кавитации,

Молекулярно-механическое изнашивание подразделяют на адгезионное и избирательный перенос.

Адгезионное изнашивание происходит в связи с возникновением на отдельных участках контактирующих поверхностей молекулярных (адгезионных) взаимодействий, силы которых превосходят прочность связей поверхностного слоя материала с основным материалом детали. ию склонны пары с металлическими поверхностями.

Коррозионно-механическое изнашивание подразделяют на окислительное и изнашивание при фреттинг-коррозии.

Окислительное изнашивание возникает при наличии на Поверхностях трения защитных пленок, образовавшихся в результате взаимодействия материала детали с кислородом.

Изнашивание при фреттинг-коррозии происходит в процессе малых относительных колебательных перемещений контактирующих поверхностей в результате периодических деформаций или вибрации.

Лекция №3. Износ деталей оборудования. Виды износа.

Износ – постепенная поверхностная разрушение материала с изменением геометрических форм и свойств поверхностных слоев деталей.

Бывает износ:

— нормальный;
— аварийный.

В зависимости от причин износ делится на 3 категории:

1. химический;
2. физический;

3. тепловой

Нормальный износ – изменение размеров, происходящее в короткий срок из-за неправильного монтажа, эксплуатации и технического обслуживания.

Химический износ – заключается в образовании на поверхности деталей тончайших слоев окиси с последующим отшелушиванием этих слоев. Происходящие разрушения сопровождаются появлением ржавчины, разъедания метала.

Физический износ – причиной может быть:

— значительные нагрузки;

— поверхностное трение;

— абразивное и механическое воздействие.

И при этом на деталях появляется:

— микротрещины;

— трещины;

— поверхность метала становится шероховатая.

Физический износ бывает:

— осповидный;
— усталостный;
— абразивный;

— эрозия.

Тепловой износ – характеризуется возникновением и последующим разрушением молекулярных связей внутри металла. Возникает из-за повышенной или пониженной температуры.

Причины, влияющие на износ:

1. Качество материала деталей.

Как правило для большинства деталей износоустойчивость тем выше, чем тверже их поверхность, но не всегда степень твердости прямо пропорциональна износоустойчивости

Материалы, обладающие только большой твердостью имеют высокую износоустойчивость. Однако при этом возрастает вероятность появления рисок и отрывов частиц материала. Поэтому такие детали должны обладать высокой вязкостью, которая препятствуют отрыву частиц. Если две детали из однородных материалов испытывают трение, то следовательно с повышением коэффициента трения они быстро изнашиваются, следовательно более дорогие и трудно заменяемые детали нужно изготовлять из более твердого, качественного и дорогого материала, а более дешевые простые детали изготавливать из материала с низким коэффициентом трения.

2. Качество обработки поверхности детали.

Установлено три периода износа детали:

— начальный период приработки – характеризуется быстрым увеличением зазора подвижных соединений;
— период установившегося износа – наблюдается медленное, постепенное изнашивание;

— период быстрого, нарастающего износа – вызываемый значительным повышением зазоров и изменением геометрических форм деталей.

Для повышения срока службы деталей необходимо:

— сократить максимально первый период, путем очень точной и чистой обработки деталей;

— повысить максимально второй период;

— предотвратить третий период.

3. Смазка.

Слой смазки, вводимой между трущимися деталями попадая, заполняет все шероховатости и неровности и уменьшает трение и износ во много раз.

4. Скорость движения деталей и удельное давление.

На основании опытных данных установлено, что при нормальных удельных нагрузках и скоростях движения от 0,05 до 0,7 разрыва масляного слоя не происходит и деталь работает долго. Если повысить нагрузку, то износ детали возрастет многократно.

5. Нарушение жесткости в неподвижных деталях.

6. Нарушение посадок.

7. Нарушение взаиморасположения деталей в сопряжениях.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *