§ 20. Классификация дефектов

В процессе эксплуатации в результате изнашивания и всякого рода повреждений в деталях возникают разнообразные дефекты. Износы деталей происходят под действием сил трения, усталости поверхностных слоев металла и больших нагрузок, превышающих расчетные и вызывающих нарушение жесткости или взаимного расположения деталей в узле.

В результате изнашивания начальные размеры и правильная геометрическая форма сопряженных поверхностей деталей изменяются. При попадании между сопряженными поверхностями твердых частиц (нагара, продуктов изнашивания и т.п.) на деталях образуются риски и задиры. Эти дефекты встречаются на цилиндрических поверхностях охватываемых и охватывающих деталей, на резьбе, фасонных и криволинейных рабочих поверхностях, шлицах и шпоночных пазах, рабочих поверхностях зубчатых колес, упорных и торцовых поверхностях. Так, например, шейки коленчатого вала в результате изнашивания приобретают форму овала и конуса, на их поверхности появляются риски.

Аварийные повреждения являются результатом работы при нагрузках, значительно превышающих расчетные, ударов, внутренних напряжений, усталости металла, температурных воздействий. Эти дефекты могут иметь шатуны, коленчатые и карданные валы, полуоси, головки блоков цилиндров, диски сцепления, различные поверхности корпусных деталей, рабочие поверхности зубчатых колес и шлицев. Трещины могут появиться на чугунном кожухе сцепления, деталях рамы, стенках водяной рубашки головки и блока цилиндров двигателя. Возникновение пробоин на стенках водяной рубашки головки и блока цилиндров является результатом ударов или замерзания воды в системе охлаждения двигателя (часть стенки выдавливается). Появление борозд (глубоких рисок) на поверхности цилиндров обычно связано с нарушением закрепления стопорного кольца поршневого пальца (последний, смещаясь, торцом прорезает борозды). Выкашивание возможно на рабочих поверхностях зубьев шестерен, шлицевых валов, беговых дорожек подшипников качения и др. Следует отметить, что наибольшее влияние на выкашивание указанных деталей оказывает усталость поверхностных слоев металла. Отломы встречаются во фланцах крепления впускных и выпускных трубопроводов и карбюраторов и связаны с неравномерной затяжкой болтов или гаек шпилек. Поломанными могут оказаться детали, работающие в условиях знакопеременных нагрузок: рессоры, пружины, полуоси. Деформируются такие детали, как коленчатые валы, шатуны, рамы, балки передних осей и др.

Химико-тепловые повреждения являются результатом воздействия высоких температур и окружающей среды. Характерным проявлением этих дефектов является коробление деталей и появление на их поверхности раковин и трещин. Эти дефекты встречаются на поверхности цилиндров двигателя и особенно верхних их частей, на выпускных клапанах и их гнездах, на поверхности головок блоков цилиндров, деталей кузовов, аккумуляторных пластин.

Коробление может иметь место в головке блока цилиндров и выпускных трубопроводах (плоскости прилегания к блоку цилиндров).

Коррозия деталей возникает под действием химических и электрохимических факторов. При высоких температурах происходит газовая коррозия. Ее вызывают кислород, углекислый газ, окись серы и водяной пар, имеющиеся в продуктах сгорания топлива. Причиной жидкостной коррозии является действие органических кислот, образующихся при сгорании топлива в процессе работы двигателя. Незначительное количество кислоты может содержаться и в смазке.

Коррозию вызывают также щелочи, содержащиеся в охлаждающей жидкости двигателя. Характерным примером их воздействия может служить коррозия головок блоков цилиндров из алюминиевых сплавов в местах крепления водяного патрубка.

Под действием электрического тока (металлические детали автомобиля служат проводом системы электрооборудования) при наличии электролита происходит электрохимическая коррозия деталей. Электролитом, например, может являться углекислота, которая образуется на поверхности деталей в результате соединения углекислого газа воздуха с влагой. Электро-литический процесс приводит к разрушению поверхностей деталей. Этому виду коррозии подвержены кузова автобусов, в которых соединены вместе детали, выполненные из различных металлов (Например, алюминиевого сплава и стали). Электрохимическая коррозия наблюдается также в пластинах аккумуляторных батарей.

Разрушение поверхностей деталей может происходить под влиянием атмосферной коррозии, которая также обусловлена электрохимическими процессами. При этом разрушение может охватывать всю поверхность или отдельные ее места (проявляться в виде пятен).

Важнейшими факторами, влияющими на скорость атмосферной коррозии, являются влажность воздуха и его загрязненность. Относительная влажность воздуха выше 60—70% и загрязненность его частицами угля, золы и особенно примесью окиси серы заметно ускоряют процессы коррозии.

Исследуя поступающие в ремонт М, можно сделать вывод, что наибольшее количество дефектов связано с естественным изнашиванием деталей. Аварийные дефекты в чистом виде встречаются относительно редко. Подавляющее большинство дефектов, подлежащих устранению, приходится на износы, некоторое количество — на химико-тепловые повреждения или их сочетания. Эти группы дефектов вызывают изменения первоначальной посадки сопряженных деталей и, как следствие, снижение надежности и долговечности узлов, механизмов, агрегатов и всей М.

Под надежностью М понимается безотказность её в работе в течение определенного промежутка времени.

Долговечностью принято считать срок службы М от начала эксплуатац. до капитального ремонта.

Надежность и долговечность определяются качеством сборки, износостойкостью и усталостной прочностью деталей, а также условиями эксплуатации. Как было отмечено, при капитальном ремонте дефектные детали заменяют новыми и восстановленными. Износостойкость и усталостная прочность деталей зависят от материала, из которого они изготовлены, термической обработки, способа их восстановления и шероховатости поверхностей после механической обработки.

Ремонтное производство в настоящее время располагает достаточно совершенными способами восстановления деталей, наиболее прогрессивные из этих способов и области их применения рассматриваются ниже.