磨損的基本規律及影響磨損的諸因素|熱水泵

一）熱水泵評定磨損的定量指標

為了計算并預計機器零件摩擦時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構，需要知道材料磨損的基本規律。根據表面損壞的一般評定方法，磨損可以按照以下指標來確定：

1．線磨損量h，磨損體積Q或磨損重量G

線磨損量h是指磨損時表面尺寸的變化，這個變化是在垂直于摩擦表面的方向上測量而得的值；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

這是表示在發生磨損的時間內磨損量與時間的關系，即單位時間內的磨損量

（3-51）

3．磨損率Ih、IQ、IG

這是表示在發生磨損的摩擦行程L中，磨損量對該行程的關系，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是個無因次量

（3-52）

同以上指標可以看出，磨損速度v和磨損率I之間的關系為

（3-53）

式中  U——摩擦表面的工作速度。

若用ρ表示材料的密度（單位體積材料的質量），則有

（3-54）

（二）磨損量—時間曲線（磨損過程）

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

圖3-33  磨損量—時間曲線與磨損速度—時間曲線

圖3-33a表示一種zui常見的磨損量—時間曲線和磨損速度—時間曲線。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（它由機械加工zui后工序得出的，稱為工藝粗糙度）經過跑合而發生了變化，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定值。

2．穩定（正常）磨損階段Ⅱ

在此階段里磨損速度等于常數，若沒有別的特殊原因而嚴重改變摩擦過程的話，磨損就會一直平穩地發展下去。這是機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，加上材料機械性能的改變使磨損量劇烈增大。磨損速度增快，zui終導致零件失效。這個階段常會出現磨損形式的改變。

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），而機械元件屬于后一種（圖3-33b）。例如閥門零件，它的磨損zui終導致泄漏。

圖3-33c所示為物體的磨損量自始至終地隨時間穩定地增加，沒有分段界限。磨損速度在整個過程中是一直下降的。例如拖拉機、各種農業機械和挖掘機的零件，開始磨損較快，當表面磨鈍后應損速度就降下來了。

圖3-33d所示的磨損過程是：在開始一段工作時間內，摩擦表面*不發生磨損，或者發生的磨損不表現在尺寸的改變上，也不影響零件的工作性能。例如齒輪、滾動軸承的工作表面層材料在運轉一定時間后才發生疲勞破壞就屬于這種情況。又如某些密封完善、潤滑良好的機件，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。