ИЗНАШИВАНИЕ ПРИ ФРЕТТИНГ-КОРРОЗИИ
Фреттинг-коррозия — это процесс разрушения плотно
контактирующих поверхностей пар трения при их колебательных
перемещениях с малыми амплитудами.
В условиях изнашивания при фреттинг-коррозии работают
большинство узлов автомобиля. Сюда относятся сопряжения
деталей, выполненных по посадке с натягом, рабочие поверхности
шпоночных и шлицевых соединений, заклепочные соединения,
сайлент-блоки верхних и нижних рычагов и др.
Механизм процесса изнашивания при фреттинг-коррозии
представим на примере работы сопряжения вал — втулка в
посадке с натягом. Передача вращения от одной детали к
другой осуществляется за счет упругого контакта между рабочими
поверхностями. Из-за неровностей поверхностей фактический
упругий контакт происходит не по всей площади, а
по отдельным участкам .
В процессе работы металл в области участков соприкосновения
окисляется, чему в значительной мере способствуют
упругие колебания и микроперемещения, возникающие
при передаче крутящего момента .
Окисление металла в зоне контакта снижает его упругие
свойства, уменьшается величина натяга, теряется прочность
Механизм процесса изнашивания металлических поверхностей
при фреттинг-коррозии
сопряжения. На поверхности контакта после изнашивания
при фреттинг-коррозии видны мелкие язвы, пятна от окислов.
Такое же состояние имеют и трущиеся поверхности шпоночных
и шлицевых соединений, заклепочных сопряжений
и др.
Из числа средств борьбы с фреттинг-коррозией можно
выделить следующие: уменьшение величины микроперемещений,
снижение сил трения, замена внешнего трения на
внутреннее.
В посадках с натягом уменьшение величины микроперемещений
достигается применением разгружающих выточек
на валу.
Часть упругих микроперемещений в зоне контакта гасится
микродеформацией металла в зоне выточки.
Снижение сил трения в шпоночных и шлицевых соединениях
производится за счет уменьшения коэффициента трения
при использовании твердых смазок на основе парафина,
свинцовых белил и их смесей с дисульфидом молибдена.
Уменьшение повреждений от фреттинг-коррозии достигается
также повышением твердости одной из деталей. Приувеличении твердости стали уменьшается взаимное внедрение
деталей, что снижает интенсивность изнашивания. Закалка
и азотирование — полезны, хромирование — нежелательно,
так как на хромированной поверхности плохо задерживается
смазочный материал.
Колебания передних колес при движении по неровностям
дороги передаются парам трения верхний рычаг — ось,
нижний рычаг — ось, совершающим при этом колебательное
вращение с малыми амплитудами. Установка между
ними подшипников скольжения или качения не дает эффекта,
так как рабочие поверхности будут работать в условиях
фреттинг-коррозии и смазка их малоэффективна.
Значительно большая долговечность достигается установкой
между осью и втулкой нижнего или верхнего рычага резинометаллического
шарнира — сайлент-блока.
Наружная втулка (1) впрессовывается во втулку рычага,
внутренняя — напрессовывается на ось. При такой конструкции
резинометаллического шарнира колебания передних колес
гасятся деформацией резинового кольца (3), т. е. происходит
замена внешнего трения между осью и рычагом внутренним
трением резинового элемента.
Подобная конструкция шарнира в виде резинового башмака
применяется в креплениях рессор автомобилей. Концы рессоры закрепляются в таких вкладышах. Удлинение рессоры
при ее прогибе компенсируется деформацией резины
Достоинства замены внешнего трения внутренним трением
резинового элемента состоят в том, что отсутствует
изнашивание от внешнего трения, отпадает необходимость
в смазывании трущихся поверхностей, упрощается обслуживание,
уменьшается масса, амортизируются удары и т. д.
В упругих карданах помимо смягчения ударов при резком
увеличении крутящего момента происходят гашение вибраций,
демпфирование крутильных колебаний.