Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Zamościu
Laboratorium Inżynieria Powierzchni	Temat ćwiczenia: Metodyka badania zużycia .
Semestr: II	Wykonał: Daniel Kula	Data:	Ocena:

1.Cel ćwiczenia

Zapoznanie się z mechanizmami zużycia materiałów .

2.Wstęp teoretyczny

Zużycie, techn. skutek zużywania elementów i zespołów maszyn: ubytek masy i trwałe odkształcenia warstw wierzchnich oraz fizykochemiczne zmiany w miejscach tarcia; powoduje częściową (z. normalne) lub całkowitą (z. awaryjne) utratę wartości użytkowej elementów; z. normalne zmniejsza właściwa eksploatacja maszyn, w tym smarowanie; z. awaryjnemu zapobiega diagnostyka węzłów tarcia oraz okresowe remonty maszyn.

Zużywaniem elementów maszyn nazywa się ubytek masy lub trwałe odkształcenie powierzchni elementu maszyny. Skutkiem zużywania jest zużycie. Do scharakteryzowania procesu zużywania najczęściej stosuje się pojęcie szybkości zużywania, czyli odniesienie ubytku do jednostki czasu.

Zużycie zmęczeniowe - proces niszczenia się materiału na skutek spadku jego wytrzymałości pod wpływem cyklicznego obciążenia mechanicznego. Zależność spadku wytrzymałości od liczby wymuszeń przedstawia krzywa Wohlera. Uszkodzenie w wyniku zużycia zmęczeniowego ma charakter kruchy w przeciwieństwie do uszkodzenia po przekroczeniu granicy wytrzymałości, które charakteryzuje się widocznym, plastycznym odkształceniem. Ponieważ elementy toczne powodują cykliczną zmianę naprężeń tam najczęściej dochodzi do zużycia zmęczeniowego, jednakże występuję ono również w różnego typu połączeniach poddanych wibracjom wskutek różnych wymuszeń np. akustycznych.

Zużycie łuszczeniowe występuje na styku dwóch słabo smarowanych lub w ogóle nie smarowanych powierzchni i polega na oddzieleniu się materiału w postaci łusek. W częściach maszyn zużycie tego typu występuje w słabo smarowanych łożyskach tocznych i przekładniach zębatych

Zużycie wykruszające (pitting) występuje w smarowanym styku, a jego przyczyną jest głównie zmęczenie warstwy wierzchniej. W zespołach maszynowych pitting występuje w układach, które są bezpośrednio w kontakcie z substancją smarującą ( łożyskach tocznych, przekładniach zębatych, napędach krzywkowych). Uszkodzenie warstwy wierzchniej powoduje powstanie wyrwy, do której dostaje się substancja smarująca. Wyrwa wypełniona smarem zostaje poddana działaniu siły (np. dociśnięcie wyrwy w bieżni kulką w łożysku tocznym) co powoduję zwiększeniu ciśnienia i powiększaniu się uszkodzenia.

Proces zużycia wykruszającego składa się z 3 faz:

• tworzenie się mikroszczelin pod wpływem zmęczenia

• rozklinowanie mikroszczelin pod wpływem wtłaczania smaru podczas przetaczania elementów po sobie

• wyrywanie cząstek materiału z warstwy wierzchniej

Zużycie adhezyjne zachodzi najczęściej przy małych prędkościach i dużych naciskach - w warunkach niedostatecznego smarowania lub jego braku. Występy , nierówności powierzchni są wówczas sczepiane, a następnie ścinane. Podczas współpracy materiałów o różnej wytrzymałości zużycie jest niewielkie. Podczas współpracy materiałów o podobnej wytrzymałości występuje głębokie wyrywanie i przywarte do trących się powierzchni wyrwane cząstki metalu bruzdują je - co jest niedopuszczalne w eksploatacji maszyn. Zużycie adhezyjne występuje w wolnobieżnych łożyskach ślizgowych, a czasami w przekładniach ślimakowych - zwłaszcza gdy wymienione węzły maszyn są niedostatecznie smarowane, a materiały współpracujących części są źle dobrane .

Zużycie cieplne występuje przy dużych prędkościach tarcia i dużych naciskach w zespołach tribomechanicznych. W tych warunkach pracy, przy złym smarowaniu, wytwarza się dużo ciepła i może wystąpić nadtapianie metalu. Proces ten w konsekwencji wywołuje zatarcie i awarię zespołu.

Maszyny testowe można podzielić na 2 grupy :

• trybosystemy otwarte

• trybosytemy zamknięte

Mechanizmy zużywania występujące w teterach :

• bruzdowanie (wygniatanie plastyczne materiału)

• mikroskrawanie

• mikrozmęczenie

• mikropękanie

Występujące w praktyce mechanizmy zużywania zależą od twardości materiału raz od właściwości ścierniwa . Materiał drobnoziarnisty jest bardziej podatny na zużycie .

Materiały narzędziowe wykonuje się z materiałów odpornych na zużycie.

3.Przebieg ćwiczenia

Rubberwheel

Próbka badana jest dociskana do powierzchni koła ogumionego ,a w miejsce styku jest podawane ścierniwo w postaci luźnych ziaren typowo jest to piasek . Średnica tego koła to około 200 mm natomiast siła docisku to około 5 kg.

Urządzenie kulkowe - bada się nim smarowanie . Jedna kula jest napędzana natomiast 3 kule w miseczce są dociskane . Tryb jest smarowany .

Maszyna typu amsleve

Skojarzenie typu rolka-rolka bądź też rolka-klocek .

4. Wnioski

Metody badań zużycia są różne tak jak i są różne rodzaje zużycia . Każde narzędzie zużywa się w inny sposób jedne się ścierają inne poddawane są przeciążeniom . Za pomocą tych badań określamy i analizujemy co się dzieje z danym materiałem w danych warunkach pracy przez co dobieramy materiały odpowiedni do potrzeb . Dzięki tym badaniom możemy określić iż materiał odporny na zużycie powinien mieć twardość 1.2 x twardość ścierniwa dla materiału jednorodnego natomiast dla materiału niejednorodnego powinno to wynosić 1.5x twardość ścierniwa .

---