一、產生磨損的原因及其規律
(一)產生磨損的原因及其規律
設備無論在使用或是在閑置過程中,都會產生磨損。磨損,即設備在實物形態上的磨損。設備在運轉使用中,作相互運動的零、部件的表 面,在力的作用下,因摩擦而產生各種復雜的變化,使表面磨損、剝落和形態改變,以及由于物理、化學的原因引起零、部件疲勞、腐蝕 和老化等等。設備使用過程中的有形磨損,既有正常磨損,又有因保管、使用不當和因受自然力的腐蝕(工作環境惡劣所致)而引起的非 正常磨損。這種磨損的結果,通常表現為:
(1)使組成設備的各零、部件的原始尺寸改變。當磨損到一定程度時,甚至會改變零、部件的幾何形狀。
(2)使零、部件之間的相互配合性質改變,導致傳動松動,精度和工作性能下降。
(3)零件損壞,甚至因個別零件的損壞而引起與之相關聯的其他零件的損壞,導致整個部件損壞,造成嚴重事故。
設備在閑置過程中,自然力的作用(如油封油質中的腐蝕性介質的侵蝕,空氣中的水分和有害氣體的侵蝕等等)是產生磨損的主要原因, 如果保管不善,缺乏必要的維護保養措施,就會使設備受腐蝕,隨著時間的延長,腐蝕面和深度不斷擴大、加深,造成精度和工作能力自 然喪失,甚至因銹蝕嚴重而報廢。
在一般情況下,設備在使用過程中,零、部件的磨損都有一定規律,大致可分為三個階段:
第一階段是初期磨損階段(也稱磨合磨損階段)。在這個階段,設備各零、部件表面的宏觀幾何形狀和微觀幾何形狀(粗糙度)都要發生 明顯的變化。這種現象的產生,原因是零件在加工、制造過程中,無論經何種精密加工,其表面仍有一定粗糙度。當互相配合作相對運動 時,如粗糙表面由于摩擦而磨損。此時的磨損速度很快,磨損量和時間決定于零件加工的粗糙程度。這種現象一般發生在設備制造、修理 的總裝調試時和投入使用期的調試和初期使用階段。
當作相對運動的零、部件的表面經磨合磨損以后,磨損進入了第二階段,即正常磨損階段。在這一階段內,如果零部件的工作條件不變或 變化很小時,磨損量基本隨時間勻速增加。也就是說,在正常情況下,零、部件的磨損速度非常緩慢。當磨損至一定程度,零件不能繼續 工作時,這一階段的時間就是這個零件的使用壽命。
第三階段稱為劇烈磨損階段。這一階段的出現,往往是由于零件已到達它的壽命期而仍繼續使用,破壞了正常磨損關系,使磨損加劇,磨 損量急劇上升,造成機器設備的精度、技術性能和生產效率明顯下降。例如,機器設備上的軸和滑動軸承之間的相互摩擦,在正常情況下 ,是由相互的配合間隙內的流體或半流體隔開,使它們不直接接觸摩擦。當軸或軸承磨損至一定程度而仍繼續使用時,就因間隙增大,造 成油或油脂量不足,液體摩擦失去作用,使軸與軸承直接摩擦,磨損加劇。
了解了這一規律,我們就可以如何使初期磨損階段越短越好,正常磨損階段越長越好,避免出現劇烈磨損階段。初期磨損階段短,說明設 備的零、部件加工、制造的質量好。正常磨損階段長,說明零、部件的使用壽命長,就可以減少更換或修復的次數和停機時間,提高了設 備的可利用率。如果能控制零、部件的磨損在未進入劇烈磨損階段時,就采取了相應措施,說明設備技術狀況的管理已具有一定水平,基 本掌握了磨損規律及零、部件的使用壽命。
有時會出現這種現象:有些設備(或零、部件)在使用過程中,初期磨損階段以后沒有一個明顯的正常磨損階段,有的雖然有正常磨損階 段,但時間很短暫,就直接進入劇烈磨損階段。這種現象的出現,除設備(或零、部件)的原制造(或修理)質量低劣外,在一般情況下 ,大都由于使用過程中的外部因素,如超負荷、超范圍使用,引起作用力增加;因潤滑不良,使兩個相互運動的零、部件表面直接接觸摩 擦;在兩個摩擦面之間聚集了磨料和磨損物;等等。所有這些,均系使用不合理,維護保養不良所致。
也有這樣一種現象:由于組成設備的零、部件中,某些零、部件的工件特殊,它的磨損規律無一般零、部件正常磨損規律的一、二階段, 會直接出現劇烈磨損階段,這種磨損叫特種磨損。
特種磨損是零件表面因疲勞而損壞所致,一般發生在設備中用作傳遞力的零件,如電動機的軸鍵部分;花鍵軸和花鍵槽等等。
(二)設備磨損的經濟后果
設備由于磨損,會導致性能、精度、生產效率逐步下降,消耗不斷增加,廢品率上升,與設備有關的費用(使用費)也逐步提高,從而使 所生產的單位產品成本上升。當有形磨損比較嚴重,或達到一定程度仍未采取措施時,設備就不能正常工作,并由此會發生事故,使設備 提前失去工作能力。這樣,不僅要付出較大的修理費用,花較長的修理時間,才能恢復其性能、精度,造成經濟上的嚴重損失,還直接危 及人身安全,影響工人勞動情緒,由此所造成的經濟損失就難以估量了。
二、減少磨損的措施和磨損的補償
磨損會引起設備原值的降低。磨損嚴重的設備,往往造成不能正常運轉使用。
設備的磨損形式不同,所采取的措施和補償磨損的形式也不同。設備產生磨損后,有一部分是可以通過修理來消除的,這類磨損屬可消除 性的有形磨損,其補償形式,一般稱為磨損的局部補償。另一部分是不能通過修理消除的,這類磨損屬不可消除性的有形磨損。不可消除 性的有形磨損,一種是因可消除性有形磨損不及時或沒有進行局部補償,形成磨損的積累,導致提前喪失工作能力,修理代價大而不經濟 ,需要置新的設備來替代。另一種是設備已到達其自然壽命,不能作為勞動工具繼續使用、修理又不經濟時,需要用同樣用途的新設備來 替換更新。用設備更新的技術措施進行有形磨損補償,稱為磨損的完全補償或整體補償。
磨損的補償,是為了恢復設備在使用過程中應有的技術性能和生產效率,延長使用壽命,保證生產正常進行的一項基礎技術管理工作。