隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展,農(nóng)用車的數(shù)量迅猛增加。然而,農(nóng)用車在使用過程中,其技術(shù)狀況將隨著行駛里程的增加而逐漸惡化,使農(nóng)用車的操作性、動力性、經(jīng)濟(jì)性變差,甚至出現(xiàn)故障。其主要原因就是磨損。磨損形式主要有摩擦磨損、磨料磨損、抓粘磨損、腐蝕磨損、微動磨損等。磨損是不可避免的,如果掌握了磨損的規(guī)律,就可以采用有效的措施,減緩磨損的速度,延長農(nóng)用車的使用壽命。下面就從這五個方面分析一下磨損的機(jī)理、危害及預(yù)防措施。
一、摩擦磨損
什么是摩擦磨損?在農(nóng)用車上有許多相對運(yùn)動的部件,如:缸筒與活塞、曲軸與軸承等等,這些相對運(yùn)動表面之間由于接觸和相互之間的壓力而產(chǎn)生摩擦,摩擦使零部件表面的微小凸起部分磨掉脫落,使零件的幾何形狀、尺寸和表面質(zhì)量逐漸發(fā)生變化,這就是摩擦磨損。
磨損速度的快慢主要取決于兩運(yùn)動表面之間的摩擦力,摩擦力越大磨損速度越快,而摩擦力的大小取決于垂直摩擦表面的壓力和摩擦系數(shù)。摩擦系數(shù)的大小跟潤滑程度有關(guān):①若兩表面沒有潤滑,則為干摩擦,干摩擦不可避免地要產(chǎn)生磨損,是摩擦磨損的根本原因。②若摩擦表面被一定厚度的潤滑油膜完全分開,則為液體摩擦,由于兩摩擦表面不直接接觸,摩擦發(fā)生在潤滑油分子之間,因此摩擦系數(shù)很低,可有效地降低磨損。③若兩摩擦表面被極薄的油膜分開則構(gòu)成邊界摩擦,邊界摩擦相對于干摩擦而言摩擦系數(shù)較低,能減輕零件的磨損,適用于常溫、低速、輕載工作條件下的摩擦表面,但溫度升高和潤滑油被氧化的情況下,將會使?jié)櫥А_@時,接觸表面的邊界摩擦將轉(zhuǎn)化為干摩擦,從而增加磨損。
在啟動過程中發(fā)動機(jī)的摩擦磨損較大,根據(jù)資料表明,啟動時所造成的磨損量約占總磨損量的50~60%,這是由于啟動時潤滑油不能及時進(jìn)入需要潤滑的部位,摩擦表面缺油而形成干摩擦,從而產(chǎn)生劇烈磨損。為了減少啟動時的磨損,啟動時應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
(1)啟動前最好用搖把搖轉(zhuǎn)曲軸數(shù)十轉(zhuǎn),對停放時間較長的農(nóng)用車更應(yīng)如此,使?jié)櫥土鞯綕櫥砻?,以減少磨損。
(2)發(fā)動機(jī)在未充分預(yù)熱前不應(yīng)供給燃油,以免沖刷氣缸稀釋潤滑油。
(3)啟動時油門不宜于過大,以免空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速過高,而潤滑油還沒有到達(dá)潤滑部位,加劇發(fā)動機(jī)的磨損。
二、磨料磨損
零件的摩擦表面與磨料摩擦,使材料的微粒從零件表面脫落的現(xiàn)象稱為磨料磨損,它是農(nóng)用車在使用中最常遇到的危害較大的一種磨損形式。它是農(nóng)用車在使用中最常遇到的危害較大的一種磨損形式。磨料主要來源于灰塵中的砂粒(其主要成分是二氧化硅和氧化鋁),金屬摩擦后的鐵屑,未完全燃燒的積炭以及潤滑油中的雜質(zhì)等。這些磨料雖然粒度較小,但數(shù)量多,硬度極高,大大超過金屬的硬度,這些磨料進(jìn)入摩擦后,象許多極小的尖刀切削著零件,破壞配合表面和零件間的潤滑油層,以致在零件表面拉出溝痕。如發(fā)動機(jī)油底殼中的潤滑油,若長時間使用而沒有及時更換,機(jī)油中的雜質(zhì)越來越多,大量的磨料隨潤滑油進(jìn)入摩擦表面,造成磨損加劇,同時會使油溫升高,潤滑油變稀,油壓下降,出現(xiàn)一些零件卡滯等現(xiàn)象。
減少磨料磨損的措施主要是阻止磨料進(jìn)入摩擦副之間。對于發(fā)動機(jī)來說,磨料進(jìn)入的途徑有:零件表面磨損產(chǎn)生的金屬磨屑和腐蝕產(chǎn)物,隨著進(jìn)氣行程進(jìn)入壓縮系統(tǒng),隨著潤滑油進(jìn)入燃油系統(tǒng),另外還有機(jī)器裝配和維修時未清除干凈的金屬屑和砂粒等。因此在使用中應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
(1)加強(qiáng)濾清裝置的保養(yǎng)??諝鉃V清器、燃油濾清器和機(jī)油濾清器,通稱“三濾”,是阻留雜質(zhì)、減少機(jī)件產(chǎn)生磨料磨損的關(guān)口,必須嚴(yán)格按保養(yǎng)中規(guī)定的要求進(jìn)行清洗更換濾芯。農(nóng)用車在多灰塵的地區(qū)工作時,應(yīng)增加空氣濾清器的保養(yǎng)次數(shù)。燃油、機(jī)油的紙質(zhì)濾芯應(yīng)及時更換,確保有良好的過濾功能。
(2)機(jī)油的添加和定期更換。發(fā)動機(jī)的機(jī)油在使用中除了不應(yīng)有滴漏損失外,按規(guī)定允許微量消耗一部分,但最多不得超過5g/ps?h。因此每次啟動前進(jìn)行檢查,必要時按油尺的刻度補(bǔ)足。當(dāng)發(fā)動機(jī)中潤滑油稀釋、變質(zhì)、雜質(zhì)增多時應(yīng)及時更換,同時清洗潤滑油和更換濾芯。加入新機(jī)油時,要注意加油口和注油用具的清潔。
(3)保養(yǎng)維修農(nóng)用車時,應(yīng)選擇環(huán)境清潔整齊,空氣中含塵量小和地面沒有塵土的地方,裝配前一定要將零件清洗干凈,特別注意清除油道和拐角處的雜質(zhì)。
(4)經(jīng)常檢查各接合面,管路接頭是否松動,清除機(jī)器上的油污泥土,保持機(jī)器的清潔。
三、抓粘磨損
抓粘磨損是最危險的磨損形式。它常發(fā)生在高速重載和缺油條件下工作的配合表面。配合件在摩擦過程中,兩接觸面的某些接觸部分出現(xiàn)金屬間粘連,強(qiáng)度較小的金屬零件粘結(jié)到另一個零件表面上,這種現(xiàn)象稱為抓粘磨損。當(dāng)兩摩擦表面只在一些點(diǎn)接觸時,接觸點(diǎn)的壓力很大,接觸點(diǎn)表面將產(chǎn)生塑性變形,導(dǎo)致金屬表面膜破裂,兩摩擦表面的純情凈金屬直接接觸,接觸點(diǎn)上產(chǎn)生固相焊合――粘著。當(dāng)摩擦表面相對滑動時,粘著點(diǎn)被剪切,當(dāng)粘著點(diǎn)的剪切強(qiáng)度大于摩擦表面材料的強(qiáng)度或硬度時,會使摩擦表面撕裂連鎖進(jìn)行,表面強(qiáng)烈地磨損,甚至零件無法相對滑動而造成“咬死”。
抓粘磨損一旦發(fā)生,損害的后果也是嚴(yán)重的,如發(fā)動機(jī)中鋁合金活塞和氣缸套由于裝配或使用不當(dāng)出現(xiàn)的拉缸粘缸,曲軸和軸瓦由于缺油造成抱軸,都會導(dǎo)致停車大修。為減少抓粘磨損的發(fā)生,在使用中應(yīng)注意:
(1)控制農(nóng)用車的負(fù)載、行駛速度、工作溫度。超載和超速會使發(fā)動機(jī)長時間超負(fù)荷工作,導(dǎo)致發(fā)動機(jī)工作溫度升高,潤滑油粘度下降,潤滑性能變差,高溫也會導(dǎo)致冷卻水消耗過大。正常的工況有利于減少零件的粘合擦傷。
(2)合理選擇潤滑油、潤滑脂,對嚴(yán)酷條件下工作的零件,要選用質(zhì)量好有極好抗磨性能的潤滑油,行駛中還要經(jīng)常檢查機(jī)油的壓力,保證潤滑油的供應(yīng)不能中斷。
四、腐蝕磨損
若摩擦表面暴露在腐蝕性氣體或液體環(huán)境中,相互運(yùn)動時,摩擦表面與腐蝕介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或電化反應(yīng),生成新的物質(zhì),這些物質(zhì)在摩擦過程中被磨掉的現(xiàn)象稱為腐蝕磨損。即摩擦過程中伴隨有腐蝕過程,腐蝕和磨損同時發(fā)生。腐蝕使材料變質(zhì)、變脆,摩擦使腐蝕層很快磨掉脫落,暴露新的材料表面,新表面又腐蝕,如此不斷地腐蝕和磨損,摩擦表面的損壞速度很快。
柴油機(jī)氣缸的低溫腐蝕磨損是典弄的例子。柴油在氣缸中燃燒后其燃燒產(chǎn)物有一氧化碳、二氧化碳、二氧化氮、水蒸氣,另外還有少量的二氧化碳、三氧化硫,當(dāng)發(fā)動機(jī)低溫工作時,氣缸壁溫度低于70℃時,水蒸氣在氣缸壁凝結(jié)成水,并與上述氣體結(jié)合成本性物質(zhì),腐蝕氣缸壁,造成腐蝕磨損,使氣缸壁的磨損速度大大提高。為防止腐蝕磨損,在使用中應(yīng)注意:
(1)避免發(fā)動機(jī)長時間怠速低溫運(yùn)轉(zhuǎn),當(dāng)需要較長時間停車時,應(yīng)將發(fā)動機(jī)熄火。
(2)冬季可采用保暖措施,晝縮預(yù)熱時間,預(yù)熱到發(fā)動機(jī)水溫達(dá)40℃再啟動,正常工作時水溫保持在70~90℃范圍內(nèi)。
五、微動磨損
在配合件接觸表面之間沒有宏觀運(yùn)動,但在外界變動載荷作用下卻有小振幅(振幅小于100微米)的相對振動,在這種情況下表面之間產(chǎn)生磨損現(xiàn)象稱為微動磨損。如農(nóng)用車上的鍵和螺栓連接件,很高的接觸壓力使配合表面微觀凸起部分產(chǎn)生塑性變形,并發(fā)生金屬的粘著,在外界小振幅的反復(fù)振動作用下,將粘著點(diǎn)的金屬剪切、脫落,被剪掉切掉的金屬微粒在靜配合表面中不易排出,從而加速了微動磨損。這樣不僅使連接件松動,而且可以引起應(yīng)力集中,導(dǎo)致零件的斷裂。因此,在使用中應(yīng)注意:
(1)采用彈性墊片以消除或減小接觸面之間的相對運(yùn)動。
(2)采用固體潤滑劑(如MoS2)對防止微動磨損有較好的效果。
以上分析了農(nóng)用車在使用過程中常見的磨損形式,此外還有零件的疲勞磨損等,這些磨損都會使零件產(chǎn)生缺陷,導(dǎo)致技術(shù)狀況下降,使用壽命降低。磨損雖然是不可避免的,但只要我們認(rèn)清了它的危害,掌握了它的機(jī)理,在使用中認(rèn)真做好預(yù)防維護(hù),就可以減緩磨損的速度,延長農(nóng)用車的使用壽命。