機器零件在機器運轉時會產生損傷和磨損,其主要原因是機器運轉時,零件受到沖擊力或交變負荷的作用,可受化學腐蝕而造成損壞。機器零件在作相對運動時,接觸表面有摩擦現象存在,摩擦力的作用使零件表面產生磨損。零件產生損壞或磨損的原因和形式一般有以下幾種:
1.機械磨損
機械磨損指的是互相運動的零件在機械摩擦時產生的磨損。經過機械加工后的零件表面上很平整,但從微觀看是凹凸不平的,零件表面有一定的粗糙度。零件在相對運動時,零件接觸表面的凸起部分會相互接觸、碰撞。由于實際接觸面極小,接觸點上的單位負荷一般可達到3.0MPa,而個別接觸點上的負荷可能達到3 000MPa。在巨大的沖擊力作用下,零件表面的金屬微粒不斷脫落,使零件的尺寸形狀逐漸變化,因而造成磨損。因摩擦產生的熱量,使零件的局部溫度上升到500-1 000℃,這時機器滑動軸承的耐磨合金將脹裂或熔化。
機械磨損是兩個相對運動的零件表面彼此接觸時產生摩擦力的結果。摩擦的形式不同其摩擦力也不同,造成的磨損量也就不一樣。按零件表面的潤滑情況,摩擦形式可分為干摩擦、濕摩擦和半濕摩擦。
(1)干摩擦 零件的相對運動表面無油潤滑所產生的摩擦稱為干摩擦。
(2)濕摩擦 相互運動的零件表面完全被潤滑油層所分隔,兩者之間并無直接接觸,這種摩擦稱為濕摩擦。
(3)半濕摩擦半濕摩擦是介于干摩擦與濕摩擦之間的一種摩擦。相互運動的零件表面一部分被潤滑油層隔開,但仍有一些部位直接接觸。
顯然.產生干摩擦時零件表面的磨損最大,而且溫升也快。制冷壓縮機若斷油3~4min,軸承合金就可能熔化。半干摩擦造成的磨損與干摩擦相比要小些。制冷壓縮機啟動時,油壓還沒有建立,油泵還沒有將冷凍油輸送到機器的運轉部位,這時零件處于半濕摩擦狀態。為減少零件的磨損,開機前應盤車數圈,使軸承處的存油均勻分布,改善零件的潤滑。濕摩擦時機件表面幾乎沒有磨損。制冷壓縮機正常工作時,其運轉部件就處于濕摩擦狀態。如潤滑情況較好,制冷壓縮機軸承的年磨損量可小于0.05mm.
2.零件在壓力和沖擊下的磨損
制作零件的金屬材料都有一定的彈性,但零件在承受壓力作用后,會使金屬的應力改變而產生塑性變形。另外,外力的擠壓使零件的配合間隙增大而松動,增加了沖擊負荷。在沖擊力的作用下零件的配合表面磨損加劇,最后使零件損壞。為減少壓力和沖擊下的磨損,除選用彈性較好的材料和改進加工工藝外,零件的加工表面應達到規定的表面粗糙度,安裝時還應注意適當的裝配間隙,確保潤滑條件良好。
3.磨料作用下的磨損
磨料是極小的金屬或非金屬顆粒,磨料微粒的硬度比零件表面的硬度大得多。硬粒磨料中除機體清砂和系統排污不凈殘留的穎粒外,還有機器運轉時產生的硬粒,如鋼制淬火零件產生機械磨損時脫落的Fe?C硬粒,制冷壓縮機油溫過高時產生的積炭等。
磨料造成的磨損與一般的機械磨損不同,通常是對零件的金屬表面造成擦傷或劃傷。硬粒磨料進入摩擦面后,嵌入較軟的軸承合金,形成極銳利的磨具,將較硬的另一表面拉傷或刮傷。若磨料進入兩個硬度都較大的摩擦面,磨料則不會被嵌入而磨損會更快。
在對制冷壓縮機進行維修時可以看見,拆下來的軸承合金瓦工作表面有一層很細的硬粒磨料,檢修時,應用三角刮刀把這些細磨料刮去,恢復軸承合金的表面質量,以減少磨料磨損。為了防止和減少磨料進人運轉部位,氨制冷壓縮機應定期清洗潤滑油過濾器,及時清除磨料顆粒和雜質。
4. 金屬疲勞導致零件損壞
因選用的金屬材料內部有氣孔、砂眼或夾層.機械加工時零件過渡斷面處沒有用圓角過渡,金屬材料熱處理質量不高等原因,都會造成金屬零件的應力集中。零件工作時承受交變載荷,會在薄弱的地方出現細微的裂紋。在交變載荷的長期作用下,裂紋不斷向金屬內部縱深擴展,當零件的有效斷面減少到一定程度時就會突然斷裂。這種形式的零件損壞稱為零件在金屬疲勞下的損壞。
5.事故損傷
事故損傷指的是因操作或維修不當引起事故而造成的零件損傷。事故損傷的種類很多。如操作不當而產生壓縮機的干摩擦,從而引起軸瓦熔化;制冷壓縮機濕沖程引起閥片和彈簧冷脆碎裂,造成汽缸與活塞的拉毛、劃痕;制冷壓縮機超負荷運轉或高低壓串漏引起汽缸過熱,使鋁合金活塞膨脹而造成卡缸,在電動機原動力的作用下使連桿或曲軸扭曲變形甚至折斷。
檢修不當也會引起零件的事故損傷。如軸與軸瓦間的間隙過小,運轉時潤滑不好而使溫度升高,直至造成干摩擦而導致軸瓦熔化,曲軸嚴重磨損甚至報廢,連桿螺栓松動或折斷造成曲軸損壞和汽缸碎裂等。
6.零件的腐蝕損傷
零件的腐蝕是零件接觸周圍介質時,受化學和電化學作用而引起的腐蝕損壞過程。能引起金屬產生化學腐蝕的介質有潤滑油和高溫氣體。產生電化學腐蝕的一般是電解質溶液,包括含酸、堿、鹽的液體等。
在制造零件時應采用抗腐蝕能力強的材料,提高零件表面的光潔度,或采取鍍鉻、磷化、涂油或刷漆等防護處理措施。