Корзина
52 отзыва
+78003012021
+78003012021
Запчасти
+79679890707
(WatsApp/Viber)
+74957984208
Грузовой сервис

Признаки поломок, виды нагрузок и их причины

Признаки поломок, виды нагрузок и их причины
Основные поломки двигателей и их причины

20.05.16

     Прикладной анализ отказов и ремонт
·         Обслуживающий персонал, основной и вспомогательный, административные работники,

·         разбирающиеся в принципах работы двигателя и механизмов, а также иные лица, которые так

·         или иначе связаны с выяснением причин отказов деталей машин ман, мерседес, скания, ивеко, вольво, даф, рено, камминз, катерпиллар, кейс, джон дир, мак, комацу, интернейшенл, детроит дизель, дойц, фав, шанкси, фотон, донг фенг, хания, шакман, ниссан, хово, мазда, митсубиси, таёта, фредлайнер, петербилд, кенворт, хино, исузу.

·         В данном руководстве описываются разнообразные виды встречающихся в деталях

·         концентраторов напряжений, которые вызваны дефектами материалов и погрешностями

·         технологии изготовления. Кроме того, в нем приводятся основные причины поломок, связанные

·         с хрупким, вязким и усталостным разрушением.

·        качественно  идентифицировать дефекты материалов и погрешности технологии изготовления, которые

·         могут встречаться в деталях Man, Caterpillar, Daf, Faw, Shaanxi, Mercedes, Foton, Baw, Dong Feng, Hania, Komatsu, Howo, Shacman, Nissan, Iveco, Renault, Mazda, Mitsubishi, Toyota, Deutz, Volvo, Scania, Freightliner, Cummins, Peterbilt, Kenworth, Mack, International, Volvo USA, Hino, Isuzu и других брендов. в том числе включения, литейная усадка, ремонт.

·         штамповочные закаты, а также закалочные и рихтовочные трещины;

·         описывать проявления технологических трещин в поломанных деталях;

·         выявлять основные признаки хрупкого разлома по плоскости спайности и меж зернового раз

·         рушения, а также выяснять основные причины хрупкого разлома любого типа;

·         определять основные признаки разного рода вязких разломов, включая разрывы волокон,

·         радиальные разрывы, ударный срез, сдвиг при скручивании, шиферный разлом, а также

·         перечислять наиболее вероятные их причины;

·         идентифицировать основные признаки различных видов усталостного разрушения, включая

·         изгиб, знакопеременный изгиб, изгиб с вращением, много и малоцикловую нагрузку, а

·         также перечислить наиболее вероятные их причины.
·         Изучить характер применения детали   Если разрушение произошло в слабо нагруженной области, нужно исследовать материал, технологию изготовления и сборки, а также характер технического обслуживания и эксплуатации детали.

·         Нужно помнить, что «рвется там, где тонко». Этим «слабым

·         звеном» может быть наиболее нагруженная часть детали или

·         место, где располагается концентратор напряжений, возникший

·         в результате непредвиденных обстоятельств.

·         При разрушении детали в высоко нагруженной области для выяснения, наблюдались ли перегрузки, необходимо собрать информацию о характере эксплуатации.

·         Если деталь ломается в каком либо другом месте, нужно получить данные о материале, технологии изготовления и сборки, или купить в магазине

·         а также о характере использования детали.
·         Не следует забывать, что детали могут подвергаться самым разным воздействиям: растяжению, кручению, изгибу. Нагрузки могут быть долговременными или краткосрочными. Прикладываемые усилия могут быть разовыми или повторяющимися.

·         Нагрузка, которая воздействует с очень большой скоростью и

·         приводит к разрушению, называется ударной.

·         Разовое, сравнительно медленно приложенное усилие, которое

·         приводит к разрушению, называется перегрузкой.

·         Повторно прикладываемые усилия, приводящие к разрушению,

·         так называемые циклические нагрузки, обычно намного меньше

·         тех, что вызывают поломку при разовом воздействии. Нужно отличать просто перегрузки от циклических.

 

·         Диаграмма

·         долговечности

·         Детали, подверженные

·         циклическим нагрузкам, не должны разрушаться, если усилия

·         ниже предела выносливости

·         Коэффициент запаса

·         обеспечивает долговечность деталей

·         Многие стальные детали, находящиеся под действием циклических нагрузок, работают сколь угодно долго, если прикладываемые к ним усилия ниже величины, называемой пределом выносливости. На таких подвесках как Kassbehrer, Bpw, Ror, Saf, Tec, Treylor, Lohr, Yerk, касбехер, бпв, рор, саф, тэк, тек, трейлор, лор, ерк. 

·         Чем предел выносливости выше, тем больше «коэффициент за

·         паса». Это означает, что деталь с большей долей вероятности вы

·         держит неблагоприятные условия эксплуатации, и на ее

·         работоспособности в меньшей степени скажутся дефекты мате

·         риала или погрешности технологии.

 

·         Концентраторы

·         напряжений

·         Физические неоднородности, которые

·         концентрируют существующие напряжения

·         Чем резче переходы

·         формы, тем больше

·         концентрация напряжений

·         КОНЦЕНТРАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЙ

·         Инженеры при проектировании деталей должны рассчитывать

·         величину прикладываемых нагрузок и оценивать влияние геометрических факторов. Если к деталям прикладываются нагрузки, в

·         них возникают внутренние напряжения. На величину внутренних напряжений могут повлиять любые изменения геометрии детали места резких переходов формы, или концентраторы напряжений.

·         Чем резче переходы формы, тем больше концентрация

·         напряжений. К примеру, радиусы сопряжения имеют меньшую

·         концентрацию напряжений, а раковины или трещины увеличивают ее.

 

·         Примеры концентраторов напряжений

·         Естественные концентраторы напряжений

·         Галтели

·         Отверстия

·         Шпоночные пазы

·         Аномальные концентраторы напряжений

·         Дефекты материала

·         Погрешности производства

·         Повреждения в результате неправильного обращения

·         Такие концентраторы напряжений, как отверстия, шпоночные

·         пазы, резьбы, буртики и т. п., могут быть компенсированы конструктивным путем, благодаря термообработке или технологии

·         обработки давлением.

·         Напряжения, вызванные дефектами материалов, технологическими проблемами или неправильной эксплуатацией, могут быть

·         настолько серьезными, что коэффициента запаса может

·         оказаться недостаточно, что приведет к разрушению детали.

·         Включения

·         Поломку вызвало

·         включение под галтелью коренной шейки коленвала

·         Включение оказалось в высоко-нагруженной области

·         При проведении анализа нужно исследовать само

·         включение и

·         окружающую его область

·         Включения

·         Поломка этого коленчатого вала двигателя была вы

·         звана включением, которое оказалось под галтелью коренной

·         шейки.

·         Эта область подвержена значительным изгибным нагрузкам. Точно такое же включение где-нибудь в другом месте могло бы не

·         вызвать поломки, но сочетание больших нагрузок и концентрата

·          напряжений превысило коэффициент запаса галтели.

·         Для проведения полного анализа отказа необходимо

·         внимательно изучить включение и окружающую его область.

 

·         Возникновение усталостной под поверхностной

·         трещины

·         Область, которая

·         окружает включение,

·         или «бычий глаз»

·         стрелка

·         На этом снимке показано поперечное сечение включения

·         стрелка, которое вызвало разрушение. Оно приблизительно

·         0,25 мм 0,010 дюйма в диаметре и расположено под галтелью на

·         глубине около 0,38 мм 0,015 дюйма. В месте включения возникла усталостная трещина, которая постепенно достигла поверхности галтели. После того как трещина вышла на поверхность

·         галтели, темпы ее роста резко увеличились, что заметно по характеру разрушения.

·         Яркая гладкая площадка вокруг включения называется «бычьим

·         глазом». Это характерный признак под поверхностных усталостных трещин, развившихся из включений.

 

·         Возникшая в поршневом

·         пальце- усталостная трещина прошла вдоль

·         включения

·         Иногда усталостные трещины, вызванные включениями, развиваются вдоль, что происходит под влиянием направления нагрузки и структуры металла. На этом поршневом пальце можно рас

·         смотреть, как выглядит усталостная трещина, которая начала

·         развиваться вдоль включения. Палец был сделан из прутковой

·         заготовки путем механической обработки. Зерна металла шли от

·         торца до торца. Палец — это полый цилиндр, который подвергается большим нагрузкам при работе двигателя. Эти нагрузки вызывают напряжения, направленные вдоль возможных

·         включений. На прицепах  Schmitz Cargobull, Шмитц Каргобул, Kogel Foxx, Maxx, Phoenixx, Фраухоф,  Когель Макс, Феникс, Фокс, Krone Wielton, Крон Велтон, Fruehauf, Goldhofer, Nooteboom, Нотебум, Голхофер, Kassbohrer, Касборер, Broshius, Брошиус, Faymonville, Феймонвиль и других марок.

 

·         Увеличенное изображение разрушения поршневого пальца, которое началось вдоль включения

·         стрелка

·         Внешний вид усталостного разрушения, вы

·         званного включением, зависит от направления

·         нагрузки и линий структуры металла

·         На увеличенном изображении разрушенного поршневого пальца

·         видна усталостная трещина, развившаяся вдоль включения

·         стрелка, которое располагалось вблизи поверхности внутренне

·         го отверстия. Под поверхностный концентратор напряжений

·         привел к росту нагрузок, которые превысили предел выносливости и вызвали разрушение.

·         Из двух приведенных примеров видно, что включения могут при

·         вести к разрушениям двух различных типов, что определяется на

·         правлением нагрузки и ходом линий структуры металла.

 

·         Концентраторы напряжений, возникшие при

·         отливке деталей

·         Усадка литья

·         Разрушения, вызванные возникшими при отливке деталей

·         концентраторами напряжений, легко отличить по внешнему

·         виду. Обратите внимание: эта литая стальная ось шарнира разрушилась в галтели, причем поверхность разлома была не защищена и подверглась коррозии. Однако на изображении можно

·         различить одну очень интересную темную область стрелка, которая не корродировала. Это место необходимо исследовать.

 

·         Признаки, указывающие на основную причину:

·         Эта область напоминает структуру металла в стальной поковке

·         Цвет запасных частей отличается от подвергшихся коррозии участков

·         На увеличенном изображении разлома стальной оси шарнира

·         видна не подвергшаяся коррозии область, внешне напоминающая структуру металла в кованом изделии. Но это литье, здесь такого быть не должно. Кроме того, эта область – единственный не корродировавший участок.

·         Темная область при увеличении.

·         Дендриты стрелка.

·         Свидетельствуют об усадочной полости в отливке.

·         Это результат нарушения технологии литейного производства.

·         При больших нагрузках может стать концентратором серьезных напряжений.

·         Под микроскопом на не подвергшейся коррозии поверхности

·         видны крупные зерна металла, напоминающие ряды пузырьков.

·         Эта кристаллическая структура, оказавшаяся в литой детали

·         стрелка, известна металлургам под названием «дендритов».

·         Дендриты на поверхности разрушения литой детали обычно свидетельствуют о полости.

·         По какой то причине в форму было залито недостаточное количество металла, в результате возникла полость, или раковина.

·         Когда были приложены рабочие нагрузки, полость сыграла роль

·         концентратора напряжений, и этого было достаточно, чтобы началось разрушение.

 

·         Предварительно образовавшаяся трещина:

·         Трещина возникла в детали еще до начала эксплуатации

·         Чаще всего это результат технологических проблем

·         Под поверхностные следы защемления

·         свидетельствуют о наличии в детали такой трещины

·         Эта трещина представляет собой штамповочный закат

·         Предварительно образовавшиеся трещины: штамповочные закаты

·         Иногда в деталях имеются концентраторы напряжений, которые

·         представляют собой трещины, возникшие до начала эксплуатации. Когда деталь имеет такую трещину, то говорится, что деталь имеет пре трещину предварительно образовавшуюся трещину.

·         Большинство таких трещин возникает вследствие нарушений технологии при обработке давлением, термообработке, правке или шлифовке. На этом шатуне двигателя серии 3208 видна усталостная трещина, начавшаяся под поверхностью детали. Следы

·         защемления 2 и метки излома свидетельствуют, что трещина образовалась под поверхностью. «Бычьего глаза» нет,

·         следовательно, трещина возникла не из за включения.

·         В данном случае трещина представляет собой штамповочный за

·         кат, т. е. металл в штампе наложился сам на себя. Темная окалина

·         в трещине является характерным признаком заката. При работе

·         концентрация напряжений в трещине привела к усталостному

·         разрушению.

·         Закалочные трещины 1

·         Метки излома

·         Под поверхностные

·         следы защемления  Темный участок, возникший при отпуске

·         Предварительно образовавшиеся трещины: закалочные трещины

·         У этого шатуна трещина другого типа. Под поверхностное усталостное разрушение вновь направлено вдоль детали. Метки из

·         лома и следы защемления 2 начались в нижней части концентратора напряжений. Концентратор напряжений окрашен черно

·         синими цветами побежалости; это характерно для разогрева до

·         температур 370–425°C 700–800°F, которые наблюдаются при

·         отпуске в процессе термообработки шатуна. Скорее всего, дефект образовался при охлаждении, это так называемая «закалочная трещина» 1.

·         Рихтовочные трещины

·         Результат правки деталей при устранении деформаций, возникших

·         во время термообработки

·         Трещина в галтели с шероховатой слоистой поверхностью

·         Под поверхностные следы защемления

·         Предварительно образовавшиеся трещины: рихтовочные трещины

·         На этом коленчатом вале двигателя видны следы защемления  и метки излома, располагающиеся вдоль легко различимой линии под поверхностью галтели. Между поверхностью

·         галтели и местом возникновения усталостной трещины имеется

·         шероховатая область с текстурой, похожей на древесную 1.

·         Такой разлом представляет собой трещину, возникшую

·         вследствие вязкого разрушения до начала эксплуатации детали,

·         которая вызвала усталостное разрушение. Поскольку трещина не

·         имеет цветов побежалости, вероятно, она возникла уже после

·         термообработки. Единственная возможность, когда коленчатый

·         вал перед вводом в эксплуатацию после термообработки мог подвергнуться изгибной нагрузке, – это правка. Так что, скорее все

·         го, эта трещина является рихтовочной.

 

·         Маркировка запчастей

·         Разрушение,

·         прошедшее через

·         маркировку стрелка

·         Необходимо изучить

·         поверхность разлома

·         Маркировка

·         Иногда концентратором напряжений становится маркировка

·         стрелка. Продольное разрушение этого наконечника зуба

·         рыхлителя рассекло вдоль маркировку

·         Исследование поверхности разрушения должно выявить, просто

·         ли разлом прошел через маркировку, или условные отметки стали

·         концентратором напряжений, который и вызвал поломку.
·         явилась концентратором напряжений, который привел к усталостной трещине. Метки излома начались в длинной канавке, являющейся ножкой буквы «T», отсюда они распространились по

·         зубу вверх и вниз. Это свидетельствует о том, что зуб подвергался

·         циклической перегрузке в области, где нанесена служебная маркировка, что и привело к усталостному разрушению.

·         Хотя подобный тип разрушения относится к редким, маркировки, скорее всего, будут делаться в другом месте, или будет

·         использоваться другой способ маркировки, который не приведет

·         к концентрации напряжения в пневмосистеме.

 

·         Нужно обратить внимание на подвергшийся

·         коррозии участок на поверхности разрушения

·         съемника

·         Признаки трещин, возникших в результате нарушения технологии

·         изготовления

·         Эта большая резьбовая шпилька является частью съемника

·         валов на коробках передач  ZF, Eaton, Tas, FAG, SKF, Cei, Euroricambi, Febi, Meritor, зф, еатон, тас, фаг, скф, цэи, еврокамби, феби, меритор. На общем виде поверхности разрушения обращает на

·         себя внимание участок вверху, в центре, где имеется ржавчина.

·         Нужно повнимательней исследовать эту корродировавшую область.

 

·         Анализ разлома

·         Хрупкое разрушение началось в корродировавшей области

·         Признаки предварительно образовавшихся трещин

·         Ржавчина

·         Черная окалина

·         Цвета побежалости

·         Краска

·         На увеличенном изображении поверхности разлома резьбовой

·         шпильки видны следы хрупкого разрушения шевроны, начинающиеся в нижней части трещины, покрытой ржавчиной. В дан

·         ном случае предварительная трещина образовалась в процессе

·         эксплуатации и подверглась коррозии из за влаги в воздухе.

·         При анализе поломок не следует забывать о поиске наличия черной окалины, цветов побежалости, следов краски, ржавчины и

·         прочих свидетельств разрушения, которые могут служить

·         признаком присутствия в материале предварительно

·         образовавшейся трещины.

 

·         Типы нагрузки

·         Существует три типа нагрузок: 1 ударные; 2 перегрузки; 3 циклические. Обычно каждая из них приводит к соответствующему

·         виду разрушения: 1 хрупкому; 2 вязкому; 3 усталостному. Поверхность разлома, вызванного ударной нагрузкой или перегруз

·         кой, шероховатая, что свидетельствует о том, что процесс протекал с большой скоростью. Подобное разрушение обычно является следствием другого отказа. Усталостное разрушение обычно

·         начинается в концентраторе напряжений, процесс протекает

·         сравнительно медленно, поверхность разлома довольно гладкая.

·         В общем, чем быстрее развиваются трещины, тем грубее поверхность разрушения пневматических систем Wabco, Cojali, Haldex, Knorr-Bremse

 

·         Хрупкое разрушение

·         Быстро действующие

·         значительные нагрузки

·         Хрупкий разлом по

·         плоскостям спайности – это разделение

·         слоев атомов в ячейках

·         кристаллов

·         Виды хрупкого разрушения: хрупкий разлом по плоскостям

·         спайности

·         Какие общие признаки хрупкого разрушения? Хрупкое разрушение обычно происходит из за больших нагрузок, воздействующих с высокой скоростью. Зерна металла не способны их выдер

·         жать, и в их кристаллических ячейках происходит послойное раз

·         деление. Этот процесс разрыва зерен называется «хрупким

·         разломом по плоскостям спайности». Если две половинки дета

·         ли, подвергшейся хрупкому разрушению, соединить что на практике никогда не следует делать, она будет выглядеть, как целая.

 

·         Хрупкий разлом по плоскостям спайности, наблюдаемый

·         в металлических деталях, напоминает колоду карт

·         Если зерно металла представить в виде колоды карт, где каждая

·         карта  слой ячеек, хрупкое разрушение можно представить

·         себе, как съем колоды. Карты не сдвигаются друг относительно

·         друга, они просто отделяются. Полученные поверхности очень

·         гладкие, они отражают свет, как зеркало, и искрятся.

 

·         Признаки хрупкого разрушения

·         Шевроны мягкие стали

·         Может иметься незначительная пластическая деформация

·         Искрящаяся поверхность твердые стали

·         Быстрое разрушение

·         Шероховатая поверхность разлома

·         Какие характерные признаки хрупкого разрушения проявляются на поверхности разлома? В более мягких сталях вероятно появление шевро

·         нов. Они похожи на ступеньки, которые сходятся в очаге разрушения и

·         придают поверхности металла шероховатость, свойственную быстрому

·         хрупкому разрушению. Шевроны указывают на очаг разрушения. Это

·         может быть место, куда был нанесен удар, или к которому была приложена динамическая нагрузка, что привело к хрупкому разрушению. На

·         кромке поверхности хрупкого разрушения иногда могут быть следы пластической деформации, а также очень маленькие «губы среза».

·         На более твердых сталях поверхности разлома переливаются искрами в

·         лучах яркого света. Расслоившиеся зерна зеркально отражают свет, как

·         множество мелких алмазов. Когда металлы проходят термообработку,

·         придающую им повышенную твердость, вероятность разрушения, при

·         котором разлом искрится, возрастает, поскольку материал становится

·         более хрупким. Следует помнить, что есть материалы, хрупкие по природе. Примером является серый чугун. Поверхности разрушения на сером

·         чугуне всегда выглядят, как при хрупком разломе, независимо от их истинного характера.

·         В некоторых случаях, в отличие от хрупкого разлома по плоскостям

·         спайности, разрушение носит меж зеренный характер, т. е. разлом проходит по границам кристаллов. В этом случае поверхность разрушения не

·         искрится, как при хрупком разломе по плоскостям спайности. Между зернового разрушение подробно описано ниже.

 

·         Алюминиевые отливки грузовика, такие как эта юбка поршня, подвержены

·         хрупкому разрушению при ударном воздействии. Следует обратить внимание на шевроны стрелка, сходящиеся к центру в ни

·         жней части поверхности разрушения. В результате исследования

·         поршня самосвала в этом месте не выявлено каких либо концентраторов

·         напряжений. По теории, здесь должен остаться отпечаток шатуна

·         или противовеса коленвала, ударивших по юбке.

·         Изучение остальных деталей позволит специалисту, занимающемуся прикладным анализом отказов, установить, какая из них

·         сломалась первой.

·         Верхушка разрушенного зуба шестерни повернута от зрителя. От

·         рыв зуба от шестерни трала произошел в корневом сечении. Вдоль

·         верхней кромки видны остатки несущей нагрузку поверхности

·         зубчатого колеса. На поверхности разрушения имеются шевроны

·         стрелка. Они свидетельствуют о хрупком разрушении в результате ударного воздействия на несущую поверхность тягача.

·         Если другие детали остались целыми, то при анализе поломки

·         следует задаться вопросом об условиях эксплуатации – это позволит выяснить, каким образом шестерня подверглась ударной

·         нагрузке.

·         Шевроны на этой шестерне привода распредвала, снятой с двигателя свидетельствуют о том, что хрупкое разрушение

·         началось в корневом сечении одного из зубьев, а далее трещина

·         стремительно прошла через весь диск.

·         Выяснив это, нужно найти в зубчатой передаче следы постороннего предмета или иной источник ударной нагрузки.

 

·         Хрупкое разрушение твердого материала

·         Нужно выяснить, что вызвало удар или динамическую нагрузку

·         Поверхность разрушения этой головки клапана переливается искрами, что свидетельствует о хрупком разломе по плоскостям

·         спайности. Наиболее вероятной причиной разрушения является

·         удар головки клапана о поршень. Каждое зерно на поверхности

·         разлома, попав в луч света, отражает искры, словно зеркальце.

·         Шевронов нет, значит материал головки клапана довольно твердый, поскольку шевроны образуются в сравнительно мягких металлах.

 

·         Фотография поверхности разрушения головки клапана, полученная с помощью электронного сканирующего микроскопа

·         Следует обратить внимание на плоские зеркальные поверхности зерен 

·         При большом увеличении, полученном с помощью электронного

·         микроскопа, можно увидеть отдельные зерна металла и ровные

·         зеркальные поверхности, возникающие при послойном

·         разделении кристаллических ячеек. Поскольку разрушение зерен

·         происходит в определенных плоскостях кристаллов, его называют кристаллическим или хрупким разломом по плоскостям спайности.

 

·         Между зернового разрушения

·         Обходит зерна, а не проходит через них

·         Скругленные границы зерен искрятся в меньшей степени, чем рас слоившиеся кристаллы

·         Хрупкий разлом обычно представляет собой сочетание внутри зернового разлом по плоскостям спайности и между зернового разрушения оригинальных запасных частей.

·         Дефекты материала, технологии или неправильная эксплуатация

·         Виды хрупкого разрушения: между зернового

·         Иногда металлы разрушаются по границам зерен. Это так называемое «между зернового разрушение». Внешне оно отличается от хрупко го разлома по плоскостям спайности.
·         полученной с помощью электронного микроскопа. Следует обратить внимание на искривленные поверхности границ зерен. Поскольку границы зерен не такие плоские и гладкие, как слои ячеек

·         кристаллов, поверхность разрушения не является зеркально гладких аналоговых запчастей

·      как при хрупком разломе по плоскостям спайности. Различие между хрупким разломом по плоскостям спайности и между зерновым разрушением также заметно при большом увеличении. При хрупком разломе по плоскостям спайности поверхность разлома искрится, а при между зерновом разрушении это проявляется довольно слабо.

·         В реальности оба вида разрушения сочетаются. Отнести хрупкий

·         разлом к тому или иному типу можно по интенсивности отражения

·         искр.

·         Между зернового разрушение обычно свидетельствует о дефектах мате

·         риала, погрешностях технологии или неправильной эксплуатации.

·         Это единственное исключение из правила, гласящего, что хрупкое

·         разрушение обычно является результатом другой поломки.

 

·         Вязкое разрушение

·         Стремительно развивающаяся перегрузка

·         Процесс протекает медленней, чем хрупкое разрушение

·         Зерна меняют форму в процессе скольжения

·         Пластическая деформация детали

·         Деталь разрушается, когда зерна отделяются друг от друга

·         Вязкое разрушение

·         Каковы общие признаки вязкого разрушения? Вязкое разрушение обычно происходит в результате сильной перегрузки. В подобной ситуации зерна металла пытаются «подстроиться» под эту

·         перегрузку, их форма меняется, чтобы воспринять добавочное

·         усилие. Поскольку нагрузка не носит динамический характер, у

·         зерен «есть время» для этого. Каждое зерно меняет форму в процессе скольжения. Слои кристаллических ячеек скользят друг относительно друга, но не отделяются сразу. Это называется вязкой

·         деформацией, или текучестью. Постепенно нагрузка преодолевает сопротивление металла, и зерна начинают отделяться друг от

·         друга.

 

·         Скольжение ячеек кристаллов в зернах металла напоминает раскладку колоды карт веером

·         Ранее для демонстрации хрупкого разлома по плоскостям спайности зерен металла мы прибегли к аналогии с колодой карт.

·         Пластическую деформацию отдельного зерна металла также можно проиллюстрировать с помощью колоды карт. По мере того

·         как растет нагрузка, слои кристаллических ячеек, которые можно купить недорого и

·         представить в виде карт, скользят друг относительно друга, при

·         этом форма зерна, естественно, меняется. Постепенно нагрузка

·         превышает предел прочности металла, и зерна начинают рваться.

·         Какие характерные следы изменения формы зерен можно обнаружить на поверхности вязкого разрушения?

·         При попытке сложить сломанные части, деталь не похожа на целую и новую

·         Вязкое разрушение обычно приводит к сильному перекосу, изгибу, скручиванию, так что деталь меняет свою форму до неузнаваемости. Поверхность вязкого разрушения шероховатая и похожа на б/у

·         на древесную, она поглощает свет, у нее сравнительно темная окраска, искр нет. При вязком разрушении на наружной кромке

·         обычно возникает «губа среза», которая представляет собой фрагмент металла, торчащий под углом около 45 градусов.

 

·         Формирование «губы среза»

·         Внутреннее растрескивание влечет за собой образование микропор

·         Трещины соединяются между собой в процессе коагуляции микропор

·         Губа среза возникает, когда фрагменты детали отделяются друг от друга

·         Разрыв детали из вязкого металла при растяжении протекает так:

·         сначала наблюдается равномерное удлинение, затем в каком то

·         месте образуется шейка, и процесс набирает темп. Начинает разделяться центральная часть сердцевины, при этом раскрываются

·         маленькие трещины, так называемые «микропоры». Внутренние

·         напряжения возрастают, микропоры увеличиваются и соединяются между собой: происходит так называемая «коагуляция пор».

·         Все возрастающую нагрузку держит только небольшое количество металла в шейке; когда же фрагменты детали окончательно

·         отделяются друг от друга, возникает «губа среза».

 

·         Болт со стороны, где была вывернута крышка шатуна

·         Иногда поверхность вязкого разрушения несет на себе отметки,

·         которые ошибочно принимаются за усталостные метки излома.

·         Следует обратить внимание, что этот болт подвергся растяжению, кроме того, он располагается с той стороны поломанного

·         шатуна, где была вывернута крышка. Дополнительные

·         характерные признаки вязкого разрушения – темная шероховатая поверхность, окруженная «губами среза» стрелка.

 

·         Линии задира стрелка

·         Напоминают метки из лома, но не являются ими

·         Образуются при растяжении и разрыве зерен металла

·         Характерный признак

·         «разрыва волокон» при вязком разрушении

·         На этом увеличенном изображении видны концентрические ус

·         тупы, которые по ошибке можно принять за метки излома. Они

·         довольно часто наблюдаются при вязком разрушении, что объясняется взаимодействием волокон металла и приложенной в определенном направлении нагрузкой. Они очень сильно напоминают отпечатки пальцев и называются «линиями задира» стрелка.

·         Это ряд сменяющих друг друга пиков и впадин, возникших при

·         растяжении и разрыве зерен. При большом увеличении видно,

·         что они в большей степени отличаются друг от друга, чем метки

·         излома. Этот тип разрушения еще называется «разрывом волокон».

 

·         Деталь подверглась растяжению

·         Образовалась шейка

·         Пластическая деформация

·         Характерные признаки вязкого разрушения

·         Радиальные разрывы

·         Еще один вид вязкого разрушения можно наблюдать на примере

·         болтов на изображении. Следует обратить внимание, что болты

·         растянуты так, что образовалась шейка, — это характерные при

·         знаки вязкого разрушения.

 

·         Анализ разлома

·         Крупные гребни стрелка, идущие от центра к внешнему диаметру

·         Линий задиров не видно

·         Отсутствуют губы среза

·         Образование шейки

·         Пластическая деформация

·         На поверхности разрушения поломанного болта видны крупные

·         гребни стрелка, идущие из центра к внешнему диаметру. Нет ни

·         явных линий задира, ни губ среза, которые можно было увидеть

·         на приведенном ранее изображении.

 

·         Анализ разлома

·         Гребни выглядят очень пластичными, как

·         будто металл был разорван

·         Этот вид вязкого разрушения называется радиальным разрывом

·         При ближайшем рассмотрении видно, что гребни пластичны, что

·         характерно для разрыва металла в результате растяжения. Этот

·         тип разрушения получил название «радиального разрыва» и

·         является еще одной формой вязкого разрушения.

·         Деталь подверглась срезу

·         Противоположные поверхности разрушения скользили друг относительно друга

·         Поверхности разрушения гладкие, с шелковистым блеском, без какихлибо особенностей

·         Видны следы разогрева, вызванного сильной пластической деформацией

·         Тип вязкого разрушения, называемый ударным срезом

·         Ударный срез

·         Еще одна форма вязкого разрушения, зачастую наблюдаемая на

·         сломанных деталях, называется «ударным срезом». При срезе поверхности разрушения скользят друг по другу. Они обычно шелковистые и гладкие, чего не бывает при других видах разрушений. Часто наблюдаются цвета побежалости, что указывает на

·         высокую температуру, развившуюся при срезе. Этот шатун был

·         зажат между двумя деталями, движущимися в противоположные

·         стороны, и был срезан, как ножницами. В результате произошло

·         разрушение, поверхность разлома гладкая, с шелковистым

·         блеском.

 

·         Анализ разлома

·         Ровный разлом с шелковистым блеском

·         Цвета побежалости

·         Пластическая деформация

·         Разрушение в результате ударного среза

·         Вот еще один пример шатуна, который был срезан под действием

·         изгиба с кручением. Следует обратить внимание на ровный

·         разлом с шелковистым блеском и цвета побежалости.

 

·         Анализ разлома

·         Деталь скрутилась

·         Гладкая поверхность разрушения с шелковистым блеском

·         Необходимо повнимательнее изучить поверхность разлома

·         Сдвиг при кручении

·         Вязкий разлом деталей под действием скручивания очень часто

·         называют «разрушением в результате сдвига при кручении».

·         У этого крепежного элемента гладкая, с шелковистым блеском

·         поверхность разлома, что свидетельствует о срезе. При анализе

·         поломки нужно внимательнее рассмотреть центральную часть

·         поверхности разрушения.

 

·         Анализ разлома

·         Участок окончательного разрушения в центральной части шероховатый, похож на

·         древесный

·         Окончательное разрушение стрелка носит вязкий характер

·         Скручивающая нагрузка вызывает большие напряжения снаружи и

·         значительно меньшие в центре

·         Этот участок поверхности под действием крутящей нагрузки был

·         разорван последним. На тот момент поверхности разлома были

·         уже разделены в достаточной степени, что воспрепятствовало

·         стиранию следов вязкого разрушения. Под действием скручивающей нагрузки наружная часть детали в наибольшей степени

·         подверглась напряжению, а центр – по минимуму.

·         Гладкая, с шелковистым блеском поверхность разрушения

·         Место окончательного разрушения стрелка сместилось из центра

·         Это признак совместного действия кручения и изгиба

·         A вот еще один пример разрушения болта в результате сдвига при

·         кручении. На этот раз место окончательного разрушения стрелка смещено от центра. Поверхность разрушения гладкая, с шелковистым блеском. В этом случае кроме кручения действовал еще

·         и изгиб. Изгибная нагрузка привела к смещению области окончательного разрушения.

 

·         Шероховатая, похожая на древесную, текстура разлома

·         Разлом произошел по ходу линий структуры металла

·         Тип вязкого разрушения, называемый

·         шиферным разломом

·         «Шиферный разлом»

·         Еще один тип вязкого разрушения проходит в направлении линий структуры металла, при этом образуется шероховатая поверхность с текстурой, похожей на древесную, на которой четко

·         проступают линии зерен. Этот тип разрушения получил название

·         «шиферного разлома». Представленный зуб шестерни является

·         прекрасным примером подобного разрушения. Зуб подвергся изгибной перегрузке, приведшей к большим растягивающим напряжениям в корневом сечении. Шестерня сломалась по ходу линий структуры, поскольку поперек них разрушение затруднено.

 

·         Усталостное разрушение очень часто связано с основной причиной поломки. При усталостном разрушении по следам защемления можно отследить очаг разрушения и выявить точку, откуда

·         исходят метки излома. Очаг разрушения при усталостном

·         разрушении должен исследоваться самым пристальным образом.

·         В нем могут быть технологические дефекты, включения и другие

·         возможные концентраторы напряжений. Как только будет выявлен концентратор напряжений, сразу становится ясно, в чем

·         причина отказа. Усталостные трещины развиваются медленно,

·         оставляя гладкую поверхность разрушения, которая обычно свет

·         лей, чем при вязком или хрупком разломе. Метки излома обычно

·         присутствуют, но это не обязательно.

 

·         Разрастание усталостных трещин

·         Метки излома, как следствие изменений внешних циклических нагрузок, являются основным признаком усталостного разрушения

·         Разрывы металла, вы званные разрастанием трещин, весьма малы, их называют бороздками усталости

·         Следы защемления показывают, что несколько усталостных трещин возникли одновременно

·         Следы защемления свидетельствуют о больших циклических нагрузках

·         или присутствии аномального концентратора напряжений

·         Метки излома являются наиболее распространенными признаками усталостного разрушения. Причина их появления – значительные изменения

·         внешней циклической нагрузки. Метки излома еще называют следами остановки трещин. Если поверхность разрушения рассматривать при большом

·         увеличении, допустим, с помощью электронного микроскопа, между метка

·         ми излома заметны крошечные зубчики, которые отмеряют расстояние, на

·         которое увеличивается трещина за каждый цикл нагружения. Эта микроскопическая рябь называется «бороздками усталости».

·         Следы защемления — еще один признак усталостного разрушения. Они показывают, что несколько усталостных трещин возникли практически одно

·         временно. По мере того как усталостные трещины, каждая на своем уровне,

·         распространяется в металле, между ними возникает стенка. За некоторое

·         время до окончательного разрушением эта стенка срезается, образуя отметку,

·         называемую следом защемления. Следы защемления свидетельствуют о циклических перегрузках или о наличии аномального концентратора напряжений.

·         По мере того как усталостные трещины разрастаются, все меньше материала

·         способно нести нагрузку. Поэтому с приближением к окончательному разрушению метки излома расходятся все больше и проступают все четче. Если

·         есть сомнения относительно местонахождения очага разрушения, нужно

·         отыскать область, где метки излома видны хуже всего. Кроме того, поскольку метки излома обязаны своим появлением изменениям внешней нагрузки,

·         бывает, что они отсутствуют, потому что некоторые детали не подвергаются

·         воздействию существенно меняющихся внешних усилий.

 

·         Метки излома обычно более частые вблизи от очага растрескивания

·         При постоянной нагрузке метки излома могут отсутствовать

·         Площадь окончательного разрушения позволяет судить о действовавших нагрузках

·         Небольшая нагрузка  маленький участок окончательного разрушения

·         Большая нагрузка значительная площадь окончательного разрушения

·         Сравнивая размеры участков окончательного разрушения и

·         усталостных, можно получить хорошую оценку масштабов действующей нагрузки. Если у детали почти сквозное усталостное раз

·         рушение и небольшая площадка окончательного разлома — на

·         грузка сравнительно мала. Если зона окончательного разлома

·         большая, а участок усталостного разрушения невелик, то нагрузка была значительной.

 

·         Усталостное разрушение с конечным хрупким разломом

·         На увеличенном изображении полуоси машины  на участке

·         усталостного разрушения видны метки излома  и следы защемления , а в области окончательного хрупкого разрушения –

·         шевроны. Бросаются в глаза различия в шероховатости поверхности там, где медленно развивалось «усталостное изгибное

·         разрушение», и в месте стремительно наступившего окончательного хрупкого разлома.
·         На крупном плане поверхности разрушения полуоси между следами защемления четко просматриваются отдельные усталостные трещины. Метки излома на разных уровнях распространяются от поверхности внутрь, между ними располагаются

·         следы защемления. Трещины растут и соединяются воедино.

·         Следует обратить внимание, что на поверхности не видно каких

·         либо дефектов материала, вроде «бычьего глаза», включений или

·         технологических трещин. Похоже, усталостное разрушение началось на поверхности галтели полуоси. Прежде чем завершить

·         анализ этой поломки, нужно проверить обе половинки сломан

·         ной детали. Если на поверхности одной из них следы разрушения

·         смазаны, на второй они могут полностью сохраниться. В данном

·         случае, осмотрев поверхность разрушения на второй половинке,

·         можно только подтвердить, что основные признаки поломки на

·         ней повторяют найденные на первой. Похоже, усталостное

·         разрушение началось на поверхели

       Окончательный разлом произошел на площадке между отверстием для подачи масла и галтелью

·         шатунной шейки

·         Усталостное разрушение, вызванное знакопеременным изгибом

·         Усталостное разрушение, вызванное знакопеременным изгибом

·         Еще один весьма распространенный тип усталостного

·         разрушения называется «разрушением при знакопеременном изгибе». Следует обратить внимание на очень медленно развивающуюся трещину, которая началась на галтели коренной шейки

·         коленвала внизу слева. После существенного сокращения площади поперечного сечения, вызванного разрушением, на галтели

·         шатунной шейки вверху справа начала развиваться вторая усталостная трещина. Здесь видны следы защемления. Обе усталостные трещины разрастались навстречу друг другу, пока в области

·         между отверстием для подачи масла и галтелью шатунной шейки

·         не произошло окончательное разрушение. Это так называемое

·         усталостное разрушение из за знакопеременного иНужно изучить причины тяжелой нагрузки, представляющей собой знакопеременный изгиб

·         Этот болт маховика является еще одним примером усталостного

·         разрушения, вызванного знакопеременным изгибом. Следует обратить внимание на две усталостные трещины, растущие навстречу друг другу слева и справа. В центре находится широкая область

·         окончательного разлома. Эти признаки указывают на

·         необходимость исследовать характер усилий, которые вызвали

·         столь необычную нагрузку болта, – знакопеременный изгиб.

 

·         Усталостное разрушение при изгибе с вращением

·         Возникает в результате комбинированного действия кручения и изгиба

·         Усталостная трещина стремительно охватывает поверхность детали

·         Метки излома изгибаются вокруг места окончательного разрушения

·         Окончательное разрушение под поверхностью

·         Место окончательного разлома выглядит, как дефект металла

·         Усталостное разрушение при изгибе с вращением

·         Любой элемент, который вращается в условиях изгибной нагрузки, подвержен особому типу разрушения – «усталостному при

·         изгибе с вращением». Поскольку наибольшие растягивающие напряжения при изгибной нагрузке наблюдаются на наружной поверхности детали, именно там, а не в середине детали, быстрей

·         всего развиваются усталостные трещины. Это приводит к образованию меток излома, из за которых область окончательного

·         разлома выглядит, как очаг разрушения. Трещина развивается и,

·         прежде чем достичь середины детали, опоясывает ее поверхность.

·         Когда трещина замыкается, она меняет направление, возвращаясь к очагу разрушения, при этом окончательный разлом происходит где то под поверхностью. Место окончательного разрушения обычно окружено очень четкими метками излома, в результате возникает иллюзия, что там крупный дефект металла.
·         Вал гидронасоса, сломавшийся в месте установки роликового подшипника

·         Вращающийся вал подвергся изгибу

·         Изгибу с вращением подвержены многие валы. Этот вал гидронасоса разрушился в месте установки роликового подшипника из за изгиба при вращении.
·         На поверхности этого разлома видны характерные признаки усталостного разрушения в результате изгиба с вращением. Разлом

·         начался внизу  и очень медленно распространялся вверх. Метки излома свидетельствуют, что трещина росла быстрее всего по

·         периметру и закрутилась вокруг места окончательного разрушения 2. Окончательный разлом в верхней части произошел в результате сдвига при кручении. Обращает на себя внимание то, на

·         сколько выделяются метки излома около места окончательного

·         разлома, и как трудно их заметить в очаге разрушения. Легко

·         впасть в заблуждение, думая, что место окончательного разрушения представляет собой под поверхностный дефект материала, от

·         которого расходятся метки излома. Однако, если бы это было

·         так, то нет другого места, где произошел окончательный раз

      Медленно развивающееся усталостное разрушение называется

·         «много цикловым» 1, для него характерна очень гладкая поверхность разрушения с трудноразличимыми метками излома, особенно вблизи очага разрушения. Усталостное разрушение, вы

·         званное большой циклической перегрузкой, развивается намного

·         быстрей, его называют «усталостное разрушение при

·         малоцикловой нагрузке» или «грубозернистым усталостным

·         разломом». Поверхность разрушения отличается большей шероховатостью с ясно различимыми метками излома. Эта поверхность разрушения шатуна двигателя несет на себе характерные признаки как много циклового, так и малоциклового

·         усталостного разрушения. Поверхность в очаге разрушения внизу

·         справа очень гладкая, а метки излома не очень различимы. Там,

·         где трещина приближается к месту окончательного разрушения,

·         вверху слева, явственно проступают метки излома, а поверхность

·         отличается значительной шероховатостью, что свидетельствует о

·         малоцикловом усталостном разрушении или грубозернистом

·         разломе.

·         Эта поломанная полуось машины  является ярким примером

·         малоциклового усталостного разрушения. Следует обратить внимание, что часть поверхности разрушения, где наблюдалась усталость, отличается значительной шероховатостью с самого начала.

·         Метки излома хорошо различимы. Это характерные признаки

·         малоциклового усталостного разрушения или грубозернистого

·         разлома. Заметно, что полуось испытывала значительную циклическую перегрузку. Этим объясняется тот факт, что окончательное разрушение произошло, когда 2/3 поперечного сечения еще

·         не были затронуты разломом. Детали, на которых обнаруживается грубозернистое усталостное разрушение с явственными метка

·         ми разлома, указывают на необходимость исследовать условия нагрузки.
·         Хрупкий разлом может представлять собой разрыв по плоскостям

·         спайности или между зернового разрушение, что обычно является

·         следствием другой поломки. Большинство хрупких разрушений

·         представляет собой разлом по плоскостям спайности, вызванный

·         ударной нагрузкой. Их поверхности искрятся.

·         Поверхность между зернового разрушения не искрится. Зачастую

·         это индикатор дефектов материала, неправильного режима эксплуатации или нарушений технологии.

·         Поверхность вязкого разрушения отличается шероховатостью,

·         она темней, на ней имеются следы пластической деформации и

·         «губы среза». На ней могут быть линии задиров, радиальные разрывы и шиферный разлом. Срез представляет собой разновидность вязкого разрушения, при котором обе поверхности словно

·         размазаны, отличаясь гладкостью и шелковистостью. Разрушение в результате сдвига при кручении часто завершается вблизи

·         от центра и носит вязкий характер. Вязкое разрушение, как и

·         хрупкое, обычно является следствием другой поломки.

·         Обычно наблюдается в местах концентрации напряжений

·         Зачастую выступает в роли основной причины поломки

·         Должно быть практическое занятие

·         Существует два типа усталостного разрушения: много и малоцикловое. Много цикловое разрушение отличается гладкой и плоской поверхностью, метки излома могут быть трудноразличимы

·         ми. Обычно в качестве причины выступает аномальный концентратор напряжений при рядовой циклической нагрузке. Поверхности разрушения при малоцикловой усталости шероховатые, с

·         четко просматриваемыми метками излома. Обычной причиной

·         является большая циклическая перегрузка. Усталостное разрушение, как правило, наблюдается при концентраторах напряжений

·         естественных или аномальных. Очень часто оно является основной причиной поломки.

 

 

 

 

Предыдущие статьи