Виды разрушений и причины выхода из строя деталей.

Детали машин в процессе эксплуатации и хранения, кроме изнашивания, подвержены механическим, гелловым. электрохимическим (коррозионным) и другим видам разрушения и повреждения.

К механическим видам разрушения и повреждения относятся трещины, поломки, пробоины, деформации, потери упругости.

Трещины и поломки деталей возникают при длительном воздействии повторно-переменных нагрузок в результате усталостного разрушения. На поверхности детали вначале возникают микроскопические трещины, которые затем распространяются вглубь детали, охватывая значительную часть ее сечения, и если такую деталь вовремя не заменить, она разрушается. Таким видам поломок подвержены оси, валы, шатуны, шатунные болты, зубья шестерен и др.

Кроме того, трещины могут образовываться в результате воздействия значительных местных нагрузок, ударов и перенапряжений. Они могут возникать на более нагруженных участках рам, блоков, корпусов коробок передач, задних мостов и других корпусных деталей.

Вероятность возникновения трещин и поломок усталостного характера снижается при обкатке рабочих поверхностей деталей шариками и роликами, дробеструйной обработке и чеканке, снижении шероховатости поверхности, формировании правильных радиусов перехода от одной поверхности к другой.

Пробоины возникают в результате ударов других предметов о поверхности тонкостенных деталей. Таким путем могут возникать пробоины в стенках блоков цилиндров, коробок передач, крыльях, капотах и т.д.

Деформации проявляются в виде искажения размеров и конфигурации летали (изгибы, скручивания, вмятины). Такие деформации происходят в результате ударных или периодически изменяющихся нагрузок. Изгиб и скручивание наблюдаются у таких деталей, как шатуны, коленчатые и распределительные валы, рамы, вилки переключения передач и др. Вмятины наиболее часто встречаются на поверхности крыльев, кабин, капотов и других деталей из тонколистовой стали.

Для повышения стойкости деталей к пластическим деформациям необходимо увеличивать предел прочности и твердость материала деталей, снижать монтажные напряжения.

Потеря упругости наблюдается у пружин, рессор, торсионных валов, поршневых колец и других деталей. Она является следствием динамических нагрузок, теплового воздействия, снижения внутренних напряжении и других процессов.

К тепловым видам разрушения и повреждения относятся трещины, коробление, нагар и накипь.

Трещины теплового происхождения возникают в перемычках гнезд клапанов головок цилиндров. Трещины в стенках блоков и головок цилиндров образуются при замерзании охлаждающей жидкости.

Коробление деталей может происходить от воздействия высоких температур, приводящих к структурным изменениям и большим внутренним напряжениям. Такие повреждения часто встречаются у головок цилиндров двигателей.

Нагар — это прочные твердые отложения, образующиеся на поверхностях деталей вследствие неполного сгорания топлива и масла или соприкосновения их с сильно нагретыми поверхностями деталей. Нагар образуется на поверхностях камеры сгорания, клапанах, днище поршня, соплах форсунок двигателей, что снижает их мощность и повышает расход топлива.

Нагар на поверхности деталей резко снижает отвод теплоты, что приводит к перегреву, короблению, образованию трещин и других повреждений.

Накипь — это отложения малорастворимых в воде солей кальция, магния и механических примесей на внутренних поверхностях деталей системы охлаждения двигателей. Теплопроводность накипи в 50... 100 раз ниже теплопроводности металла. Отложения накипи резко снижают отвод теплоты от отдельных участков деталей, в результате чего происходит коробление и образуются трещины.

Для снижения вероятности образования нагара и накипи необходимо соблюдать правила технической эксплуатации машин: заправлять систему охлаждения дистиллированной или умягченной водой, применять топлива и масла, рекомендуемые заводом-изготовителем, соблюдать оптимальные тепловые режимы работы двигателей.

Электрохимическое поверхностное разрушение металлов (коррозия) происходит вследствие химического или электрохимического взаимодействия их с окружающей средой. По типу коррозию подразделяют на химическую и электрохимическую, по видам — на атмосферную, местную, сплошную, подповерхностную, сквозную, структурную и межкристаллическую. Типы коррозии различаются механизмом нзаимодействия металла с коррозионной (окружающей) средой, а виды — коррозионными средами и характером разрушения.

Химическая коррозия возникает от взаимодействия металлов с газами, растворами кислот, щелочей и солей, которые всегда присутствуют в окружающей среде. В результате такого взаимодействия на поверхности детали образуется рыхлый хрупкий слой оксидов железа (ржавчина).

Электрохимическая коррозия возникает в местах контакта двух разнородных металлов или различных структурных составляющих сплава, образующих гальваническую пару. При наличии в месте такого контакта растворов солей и кислот (электролита) возникает электролитический процесс, в результате которого разрушается более активный металл или структурная составляющая сплава.

Коррозионному разрушению подвержены зеркала цилиндров двигателей, кабины и облицовки тракторов, поверхности рам, корпусных и других деталей в процессе их использования или хранения.

Для предотвращения или ослабления коррозионного разрушения деталей из черных металлов их поверхности покрывают другими металлами (цинк, хром, алюминий), наносят лакокрасочные покрытия и консервационные материалы (пластичные смазочные материалы, жидкие консервационные масла, пленкообразующие ингибиропанные нефтяные составы и др.).