35
COLEGIUL TEHNIC “ELIE RADU” PLOIESTI LUCRARE DE SPECIALITATE PENTRU EXAMENUL DE CERTIFICARE A COMPETENŢELOR PROFESIONALE ÎNDRUMĂTOR CANDIDAT Prof.

Uzarea Masinilor Si Utilajelor

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Uzarea masinilor si utilajelor

Citation preview

COLEGIUL TEHNIC ELIE RADUPLOIESTI

LUCRARE DE SPECIALITATE PENTRUEXAMENUL DE CERTIFICARE ACOMPETENELOR PROFESIONALE

NDRUMTOR CANDIDATProf.

CLASA a XII a 2015

UZAREA MASINILOR SI UTILAJELOR

CUPRINS

ARGUMENT5CAPITOLUL 1 NOTIUNI INTRODUCTIVE PRIVIND UZAREA MASINILOR SI UTILAJELOR61.1 Generalitati61.2 Cauzesietapedeuzare61.3 Controlul uzarii71.4 Metode de ameliorare a fenomenului de uzare.81.5 Limitele admisibile ale uzurii si metodele stabilirii lor81.6 Criterii de stabilire a limitelor uzurii91.7 Factorii care influeneaz uzura10CAPITOLUL 2 FACTORII CARE CONTRIBUIE LA UZURA PIESELOR COMPONENTE ALE UTILAJELOR112.1 Prelucrarea pieselor112.2 Calitatea materialelor utilizate112.3 Calitatea lubrifianilor112.4 Viteza relativ a pieselor n frecare122.5 Forele i presiunea de contact122.6 Jocurile dintre piese n frecare122.7 Mediul i regimul de exploatare122.8 Felul frecrii13CAPITOLUL 3 TIPURILE DE UZURI CE APAR N FUNCIONAREA MAINILOR, UTILAJELOR I INSTALAIILOR163.1 Uzarea de adeziune (de contact)173.1.1 Griparea173.2 Uzarea de abraziune193.3 Uzarea la oboseala203.3.1 Pitingul203.3.2 Uzarea prin exfoliere203.3.3 Uzarea prin cavitatie203.4 Uzarea de impact213.5 Uzarea de coroziune223.5.1 Coroziunea chimic223.5.2 Coroziunea mecanochimic233.6 Coroziunea electrochimica233.7 Alte tipuri de uzare243.7.1 Suprasarcinile243.7.2 Imprimarea sferica24BIBLIOGRAFIE25

ARGUMENT

Uzura este principala cauza a aparitiei defectelor,de aceea in capitolele ce urmeaza vom detalia semnificatia acestui termen des intalnit, factorii care contribuie la aparitia acestui fenomen,cat si tipurile de uzaura existente.ntreinerea este o operatie menita s menin mainile, utilajele i instalaiile n condiii normale de exploatare ntre dou reparaii consecutive, reducnd posibilitatea apariiei unor reparaii accidentale.Este necesar ca periodic s se verifice i starea accesoriilor din dotarea mainii, utilajului i a instalaiei respective, chiar dac sunt situaii cnd unele dintre acestea sunt folosite mai rar. Utilajele, pe parcursul folosirii lor, sunt supuse procesului de uzura fizica si morala, astfel incat activitatea de ntreinere i reparare a utilajelor este necesara. Ca urmare, a procesului de uzur fizic, are loc un proces de pierdere treptat a valorii de ntrebuinare a utilajului, i n final o pierdere a capacitii de satisfacere a nevoii sociale pentru care a fost creat.Obinerea unei durate de funcionare normale ct mai lungi se poate realiza prin ncetinirea procesului de uzare fizic a pieselor componente, aceasta asigurndu-se prin: exploatarea mainilor, utilajelor i instalaiilor la sarcina normal (prin evitarea suprancrcrilor), ntreinerea corect i curirea zilnic, ungerea pieselor n micare, observarea continu a strii i funcionrii lor, lucrul de bun calitate a echipelor de ntreinere i reparaii i executarea reparaiilor la timp, conform prescripiilor ntreprinderii constructoare.n vederea meninerii caracteristicilor funcionale ale utilajului i a funcionrii n condiii ct mai apropiate de cele iniiale, n cadrul ntreprinderilor se organizeaz un serviciu de ntreinere i reparare a utilajului de producie. Fenomenul de uzur fizic a utilajului poate fi ameliorat i printr-un sistem de activiti de ntreinere a acestuia, precum i printr-un ansamblu de operaii de control i revizie, care s permit depistarea din timp a eventualelor defeciuni. Uzarea atac i distruge fr a face difereniere, astfel chiar i rile cu o economie stabil au probleme in cutarea de noi mijloace de prevenire i reducere a inevitabilului proces de uzur.

CAPITOLUL 1 NOTIUNI INTRODUCTIVE PRIVIND UZAREA MASINILOR SI UTILAJELOR

1.1 Generalitati

Definitie Conform DEX (2009) Uzura reprezinta o deteriorare, degradare a unui obiect (prin intrebuintare indelungata);o modificare progresiva a (dimensiunilor) unei pi ese tehnice,in cursul functionarii sistemului din care face parte.Prin procesul de uzare, se nelege orice pierdere de material de pe suprafeele solide in frecare, avnd ca urmare modificarea dimensiunilor, a formei geometrice si a jocurilor. Acest proces apare ca un fenomen complex, datorat unor cauze diverse si determinat de un numar mare de factori si conditii (proprietatile mecanice, particularitatile micro sau macrogeometrice ale suprafetelor, parametrii functionali, calitatea ungerii, lubrifintii folositi).

1.2 Cauzesietapedeuzare

Fenomenul de uzare este strans legat de fenomenul de frecare.Uzarea poate duce la erori de functionare. Acest process se desfasoara in timp si este insotit de pierdere de energie calorica si de material prin desprindere de material. Rezultatul uzurii este exprimat in unitati absolute (masa,volum,lungime),prin raportare la lungime,folosind o marime numita intensitatea uzurii sau prin raportare la timpul de trecare(mg/h,um/h).Etapele uzurii sunt reprezentate de variatia uzurii in timp. Reprezentarea etapelor uzurii arata si etapele prin care trece o piesa in timp sub actiunea fortelor de frecare.

Fig 1 Etapele uzarii

Etapele uzarii sunt : I Etapa de rodaj - este perioada de adaptare a suprafetelor. Etapa in care uzarea creste cu viteza relative mare, spre sfarsitul perioadei de rodaj,viteza de uzare devine constanta. II Etapa de uzare normal in care piesele se uzeaza lent, aproape uniform, in limite care inca asigura respectarea conditiilor impuse III Etapa de uzare distructiva etapa cu panta foarte mare,pe care uzarea creste aproape instantaneu si care corespunde perioadei uzarii totale sau catastrofale; abaterile de la dimensiuni,de forma si jocurile devenind atat de mari,incat cuplul de piese sau chiar masina sunt in pericol.

1.3 Controlul uzariiLa determinarea uzarii trebuie tinut seama de modul cum s-a format. De exemplu, cand pierderea de material s-a facut pe directia fortei se poate admite ca uzarea a fost provocata : de ulei insuficient sau prea fluid cand uzarea este mai pronuntata si are un aspect mat si rizat si de prezenta unui agent corosiv in ulei daca uzarea este apreciabila si suprafata uzata are aspect neted si lucios.

Cele mai frecvente metode de masurare a uzarii sunt:Metodele micrometricecare permit masurarea dimensiunilor pieselor cu instrumente curente( sublere de exterior, micrometre etc.) dupa un anumit timp de functionare. Aceasta metoda impune demontarea pieselor;Metodele cu amprentecreeaza posibilitatea de a cunoaste evolutia uzarii prin intermediul masurarii periodice a reducerii dimensiunilor unor amprente imprimate initial pe suprafata de frecare cu un anumit poanson( bila, piramida etc.). Din aceasta categorie face parte si amprenta in forma de semiluna( fig.2), produsa prin zgarierea suprafetei 1 cu un corp 2 din carbura de wolfram sau de titan, in forma de piramida triunghiulara. Metoda are avantajul de a nu deforma suprafata prin denivelari create de deformarea plastica a materialului in jurul urmei, dupa extragerea penetratorului. Aceste metode necesita aparatura optica de citire;

Fig 2 Metoda obtinerii unei amprente sub forma de semilunar

Metodele chimicede determinare a continutului de metal in lubrifiant, care pot fi completate cu analiza spectroscopica pentru identificarea materialelor respective; sunt metode foarte precise dar care cer un anumit timp si aparatura adecvata;Metodele cu izotopi radioactivicare prezinta avantajul urmaririi evolutiei uzarii si in timpul functionarii, dar necesita aparatura si instalatii speciale si un personal calificat.

1.4 Metode de ameliorare a fenomenului de uzare.

Dupa demontarea masinilor, utilajelor si instalatiilor in vederea repararii, in functie de uzarea pieselor se alege si modul de inlaturarea a ei. Eliminarea uzarii unei imbinari de doua piese se poate face prin: inlaturarea metalului de pe una si adaugarea de metal pe cealalta piesa; introducerea unei a treia piese intre cele doua piese conjugate ( adaosuri, inele etc.); metalizarea sau cromarea pieselor, tratament termic sau termochimic care restabileste dimensiunile si proprietatile initiale; folosirea unor aliaje speciale in cazul unor crapaturi sau fisuri.

1.5 Limitele admisibile ale uzurii si metodele stabilirii lor

Organele care alctuiesc ansamblurile mainilor, utilajelor sau instalaiilor sunt definite prin caracteristicile lorde baz: dimensiuni, precizie dimensional, preciziaformeigeometrice,Care pot fi normale sau la limita

precizia de poziie reciproc, grad denetezime ,.a.

Caracteristicile normale sunt cele care corespund tuturor condiiilor prevzute n desenul de execuie.Caracteristicile admisibile, sau la limit, sunt acelea la care piesele mai pot fi refolosite n ansamblu, fr a fi recondiionate, urmnd a funciona satisfctor pn laurmtoarea reparaie.Pe msura exploatrii mainilor, utilajelor sau instalaiilor, tot mai multe piesecomponente ale acestora ajung la limitele de uzur. Ele urmeaz a fi nlocuite sau recondiionate n cadrul lucrrilor de ntreinere i a reparaiilor.

Limitele de uzur se pot determina prin metode analitice, grafice experimentale

1.6 Criterii de stabilire a limitelor uzurii

Criteriile de stabilire a limitelor uzurii sunt urmatoarele:a) criteriul tehnic;b) criteriul funcional;c) criteriul economic;d) criteriul recondiionabilitii;e) criteriul siguranei;

a) Criteriul tehnic-se aplic pieselor ce fac parte din mbinri a cror exploatare n condiiile unei uzuri peste limitele admise pot provoca uzura de avarie.

b) Criteriul functional ( criteriul tehnologic)- se aplic acelor organe sau mbinri, care dup un anumit timp de funcionare, cu toate c intensitatea uzurii rmne constant, nu mai asigur parametrii de lucru satisfctoriExemplu: pompa de ulei a preselor nu mai debiteaz cantitatea de lubrifiant necesar ungerii lichide, cuplajul care are patinri mari datorit uzurii materialului de friciune.

c) Criteriul reconditionabilitatii se bazeaz pe limitarea uzurilor la acele valori care mai permit recondiionarea i repunerea pieselor n funciune se aplic pieselor mari, greu de executat i cu costuri ridicate cum sunt: roile dinate ale preselor mari, roile cu excentric, arborii excentrici, arborii cotii etc.Criteriul ine seama nu numai de posibilitatea recondiionrii, ci i de costurile ei. n acest scop uzura se limiteaz la acele valori care permit o recondiionare economic.

d) Criteriul siguranei tine seama de limitele care asigur protecia operatorului uman.

e) Criteriul economic ia n considerare acele limite ale uzurii care nu afecteaz consumurile mainii n exploatare.n aceste condiii uzura se limiteaz la valorile care nu permit un consum mare de ulei, consum de energie peste cel prevzut .a. i care nu mresc costurile de fabricaie.NU este economic nici limitarea la uzuri prea mici deoarece efectuarea recondiionrii sau schimrilor pieselor implic scoaterea temporar a mainilor din procesul de exploatare i costuri de reparaie, care pot fi mai mari dect cele care ar fi necesare acoperirii consumului suplimentar de lubrifiant i energie.

1.7 Factorii care influeneaz uzura

Factorii care influenteaza uzura sunt: Functia pe care o indeplineste piesa; o piesa care se roteste si se antreneaza si alte piese; va avea o uzura mai mare. Forma piesei- piesele cu forme regulate si muchii rotunjite se vor uza mai putin decat cele cu forme regulate. Tratamentul termic aplicat cand piesa, dupa prelucrare, a fost supusa unui tratament termic, rezista la uzura mai bine decat piesele netratate. Solicitarile repetate care solicita elementele componente cu cat solicitarile vor fi mai mari si mai variate ca intesitate, piesa supusa unei sarcini continue se uzeaza mai putin decat daca este supusa aceleasi sarcini sub forma de socuri.

CAPITOLUL 2 FACTORII CARE CONTRIBUIE LA UZURA PIESELOR COMPONENTE ALE UTILAJELOR

n condiiile produciei industriale moderne, mainile, utilajele i instalaiile trebuie s funcioneze la parametrii optimi, fr ntreruperi sau opriri accidentale, condiie esenial pentru obinerea unei caliti superioare a produselor cerute i a unei eficiente economice ridicate.ntruct n timpul funcionrii mainile, utilajele i instalaiile se uzeaz fizic, aceast uzare poate provoca erori de prelucrare, mrirea consumurilor specifice i chiar accidente de munc.

2.1 Prelucrarea pieselor

Dat fiind faptul c forele de frecare acioneaz asupra straturilor superficiale ale pieselor, gradul de uzur i de rezisten la uzur depinde de prelucrarea lor. Oricare ar fi aceast prelucrare, se vor obine totui n final suprafeele cu neregulariti microscopice sau macroscopice .S-a constatat c prin prelucrare se produc unele modificri n structura superficial a metalelor sau aliajelor pieselor n frecare, care influeneaz rezistena la uzur.

2.2 Calitatea materialelor utilizate

Rezistena la uzur depinde n mod cert de materialele utilizate la confecionarea pieselor. n construcia de maini se utilizeaz pe scar din ce n ce mai mare fontele aliate, i n special cele cu grafit modular.La oeluri, cea mai utilizat structur, care d o bun rezisten la uzur, este cea cu sorbit i perlit. De reinut este faptul c durabilitatea crete o dat cu creterea duritii. De exemplu: o pies din oel cu duritatea de 600 HB are o durat de funcionare de 10 ori mai mare dect a unei piese cu duritatea de 200 HB. De menionat este faptul c oelurile aliate au o mare rezisten la uzur.

2.3 Calitatea lubrifianilor

n scopul mririi rezistenei la uzur a pieselor, se utilizeaz uleiuri. Acestea trebuie s fie lipsite de acizi i impuriti mecanice, deoarece provoac coroziuni. Uleiul trebuie s formeze un film stabil absorbant, contribuind n acest fel la micorarea coeficientului de frecare2.4 Viteza relativ a pieselor n frecare

Viteza relativ a pieselor n frecare intereseaz mai ales ca mrime, prezentnd valori de la 0,1 m/s pn la peste 10m/s, fapt care poate contribui la micorarea sau intensificarea procesului de uzur.

2.5 Forele i presiunea de contact

Forele care solicit piesele n frecare provoac o stare de tensiune care contribuie la uzura lor. Din acest punct de vedere se deosebesc dou feluri de sarcini : sarcini ce provoac solicitri statice, care, pe lng meninerea valorii lor constant, mai au i direcia constant; sarcini ce provoac solicitri dinamice, care pot fi de dou feluri sarcini ce provoac solicitri prin oc; sarcini ce provoac solicitri variabile continue. Uzura este direct proporional cu presiunea de contact. n cazul ungerii lichide, o presiune de contact considerabil poate duce la ruperea i ntreruperea filmului de lubrifiant.De asemenea este important i felul micrii dintre dou piese n frecare, micare care poate fi: de alunecare; de rostogolire; combinat;

2.6 Jocurile dintre piese n frecare

Uzura crete pe msur ce cresc jocurile dintre piesele aflate n frecare, deoarece apar solicitri dinamice care perturb regimul de lucru al mainii sau utilajului.Jocurile provoac nclzirea i ruperea filmului de lubrifiant, putnd duce n final la distrugerea pieselor respective, sau a altor piese mbinate cu acestea.

2.7 Mediul i regimul de exploatareMediul, care influeneaz considerabil de mult frecarea, poate fi de dou feluri: corosiv; abraziv.Mediul corosiv se ntlnete n special la mainile i utilajele ce funcioneaz n ntreprinderile de produse chimice, iar cel abraziv la mainile i utilajele miniere, petroliere, metalurgice etc., acestea furniznd elemente suplimentare fa de cele obinuite n problema frecrii i uzurii .

n ce privete regimul de exploatare, se va ine seam de urmtorii factori: ungerea mainii; curirea ei; protecia suprafeelor n frecare.Sub aspectul ungerii, se pune problema dac uleiul este suficient sau dac el este de calitate bun.n privina curirii, se au n vedere posibilitile de ndeprtare a diferitelor impuriti, materiale abrazive etc.Pentru protecia suprafeelor n frecare trebuie luate msuri corespunztoare n vederea etanrii i perfecionrii continue a mijloacelor de ungere.

2.8 Felul frecrii

n funcie de felul micrilor, unei suprafee fa de cealalt, se disting urmtoarele tipuri de frecri: Frecarea de alunecare, care se produce n planul tangent comun a dou corpuri n contact, care alunec sau tind s alunece unul peste altul. Exemple de frecare de alunecare: micarea unei snii pe ghidajele acestuia, rotirea fusurilor n lagrele de alunecare etc. Frecarea de rostogolire este frecarea asociat micrii de rostogolire a unui corp pe altul, care determin un cuplu de sens contrar micrii sau tendinei de micare de rostogolire, rezultat din aciunea forelor de sprijin din suprafaa de contact deformat plastic. Exemple de frecare de rostogolire : corpurile de rostogolire a unui rulment pe inele, roile unui vehicul de cale ferat pe ine etc. Frecarea mixt care poate fi interpretat ca o combinaie a frecrii de rostogolire cu cea de alunecare. Exemple de frecare mixt : frecarea n angrenaj, frecarea n transmisii prin ficiune etc.Dup cum ntre suprafeele n micare exist sau nu substane de ungere, frecarea poate fi:1) fluid;2) semifluid;3) uscat.1) Frecarea fluid se produce, n mod normal, la funcionarea de regim a mainilor i utilajelor. Frecarea fluid se poate menine cnd ntre suprafee se realizeaz deplasri cu viteze mari, suprafeele sunt supune unei apsri mijlocii i sunt alimentate n mod continuu cu lubrifiani.2) Frecarea semifluid poate s apar ca urmare a unei ungeri defectuoase sau insuficiente, precum i la pornirea i, oprirea mainii cnd, datorit vitezei prea mici, nu se poate introduce stratul de ulei necesar ntre cele dou suprafee n micare relativ.La staionarea mainii, din cauza sarcinii de pe arbore, lubrifiantul este ndeprtat dintre cele dou suprafee ale fusului i ale cuzinetului, contactul a staionat un timp ndelungat (fig. 3, a).La viteze de rotaie mici, arborele ncepe s transporte sub el lubrifiant, care, avnd form de pan i o oarecare presiune, ncepe s-l ridice; n acest caz, ungerea va fi semifluid (fig. 3, b, c). La creterea turaiei, centrul fusului se apropie de cel al cuzinetului, pentru a coincide cu el la turaie foarte mare. n acest ultim caz (fig. 3, d), teoretic, grosimea peliculei de lubrifiant devine constant pe ntreaga periferie a fusului.3) Frecarea uscat ia natere cnd ntre cele dou suprafee n micare relativ nu exist nici un strat intermediar de lubrifiant, nici chiar n punctele disparate, astfel nct contactul lor este direct.

Fig. 3. Frecarea n lagre.

La staionarea mainii, din cauza sarcinii de pe arbore, lubrifiantul este ndeprtat dintre cele dou suprafee ale fusului i ale cuzinetului, contactul fcndu-se direct pe vrful asperitilor suprafeelor respective, rmnnd o cantitate foarte mic de lubrifiant n golurile dintre asperiti. Astfel, la pornire, ungerea va fi incomplet, semifluid sau chiar uscat, dac sistemul tehnic a staionat o perioad ndelungat de timp.La viteze de rotaie mici, arborele ncepe s transporte sub el lubrifiant, care, avnd form de pan i o oarecare presiune, ncepe s-l ridice ; n acest caz, ungerea va fi semifluid. La creterea turaiei, centrul fusului se apropie de cel al cuzinetului, pentru a coincide cu el la turaie foarte mare. n acest ultim caz , teoretic, grosimea peliculei de lubrifiant devine constant pe ntreaga periferie a fusului.

n condiiile frecrii fluide se realizeaz: micorarea uzrii suprafeelor de frecare; reducerea consumului de energie prin frecare; mrirea sarcinilor admisibile; mrimea siguranei n funcionare; economie de lubrifiani.

CAPITOLUL 3 TIPURILE DE UZURI CE APAR N FUNCIONAREA MAINILOR, UTILAJELOR I INSTALAIILOR

Procesul de frecare dintre suprafeele n contact ale pieselor componente ale mainilor, utilajelor i instalaiilor are ca efect pierderea de energie manifestat prin cldura produs i uzarea fizic, rezultat al desprinderii de material i al modificrii strii iniiale a acestor suprafee. Uzarea fizic conduce la modificarea dimensiunilor i a formei geometrice a suprafeelor pieselor n contact. n anumite condiii de temperatur pot interveni simultan i modificri structurale ale straturilor superficiale. Toate acestea influeneaz, direct sau indirect, capacitatea portant a organelor de maini, de exemplu n cazul lagrelor, precizia de lucru a mainilor, a utilajelor i instalaiilor, cinematica funcional, fcnd totodat s apar fore dinamice duntoare i o funcionare necorespunztore, ducnd n final la scoaterea din uz a mainii, utilajului sau instalaiei.Uzarea fizic este un proces progresiv care poate i trebuie s fie combtut pentru a se evita scoaterea prematur din funcionare a mainii, utilajului sau instalaiei respective. Rezultatul fenomenului de uzare l constituie uzura. Uzarea fizica este un proces progresiv, complex, distructiv, de natura fizico-chimica care are ca efect principal producerea uzurii.Uzarea moral este o consecin a deprecierii unei maini sau utilaj ca urmare a apariiei n exploatare a unor maini i utilaje de aceeai categorie, dar de un tip mai perfecionat, cu indici tehnici i economici superiori celor din dotare. De asemenea, tot n cadrul uzrii morale intr i deprecierea unor maini, utilaje sau instalaii aflate nc n exploatare, dar ale cror costuri au fost reduse.Pentru ca uzarea moral s nu manifeste influen economic negativ este necesar ca exploatarea mainilor, utilajelor i instalaiilor s se efectueze intensiv, astfel ca amortizarea lor s se realizeze ntr-un timp ct mai scurt.Lund n considerare factorii care contribuie la deteriorarea suprafeelor i aspectul acestora, uzrile fizice s-au clasificat n urmtoarele tipuri: de adeziune, de oboseal, de abraziune, de impact, de coroziune etc.

3.1 Uzarea de adeziune (de contact)

Uzarea de adeziune (de contact) apare in toate formele de frecare atunci cand suprafetele conjugate nu mai sunt separate complet de lubrifiant, adica in momentul cand lubrifierea este intrerupta ca urmare a unor defectiuni ale instalatiei de lubrifiere, utilizarea unui lubrifiant necorespunzator in raport cu jocul, viteza si incarcarea cuplei sau a unei cantitati de lubrifiant insuficient intre suprafetele in contact .Uzarea de adeziune se produce prin sudarea si ruperea puntilor de sudare intre microzonele de contact, caracterizadu-se printr-un coeficient de frecare ridicat si o valoare mare a intensitatii uzarii. Microcontactele apar ca urmare a faptului ca suprafetele metalice, chiar si cele mai fin prelucrate, prezinta numeroase asperitati, care la contactul direct dintre suprafete suporta pe varful lor sarcini foarte mari. Sub efectul acestor forte excesive, asperitatile sufera o deformare plastica, care inceteaza atunci cand suprafata reala de contact devine suficient de mare ca sa suporte sarcina respectiva.De cele mai multe ori deformarea plastica este insotita de formarea microsudarilor punctiforme intre varfurile asperitatilor opuse Cand microsudarile au aceeasi rezistenta la rupere cu materialele cuplei de frecare sau mai mica, atunci ruperea se va produce chiar la nivelul sudarii . Daca rezistenta lor este mai mare decat a materialelor cuplei, atunci ruperea se va produce fie la sprafata mai moale cu transfer de material de pe o suprafata pe cealalta, fie in ambele suprafete cu eliberarea particulelor de uzare care pot provoca rizuri pe suprafata mai moale.

3.1.1 Griparea

O consecinta a uzarii de adeziune este griparea , care apare la sarcini mari , in lipsa lubrifiantului sau la strapungerea peliculei in urma unor incalziri locale ridicate pana la temperatura de topire a materialului. Sub actiunea sarcinii, suprafetele se apropie la o distanta de interactiune atomica. Adeziunile sau microcontactele puternice ce se uzeaza nu mai pot fi forfecate si deplasarea relativa intre suprafete inceteaza , cupla de frecare fiind astfel blocata.In functie de temperatura la care se produce , griparea poate avea doua forme :a) griparea la temperaturi joase este caracteristic unor viteze reduse de deplasare;apar deformaii plastice ale stratului superficial al suprafeei de frecare . Aceast form se caracterizeaz prin valori mari ale coeficienilor de frecare i fenomenul are o evoluie rapid.b) griparea la temperaturi nalte (griparea termic) este caracteristic unor viteze mari i apare ca urmare a energiei termice acumulate n zona de contact; coeficientul de frecare este mai mic (0,20,5), iar viteza uzrii mai redus. Apariia gripajului poate fi nlesnit de un rodaj necorespunztor, jocuri prea mici ntre suprafee sau de suprafee superfinisate, lipsite de posibilitatea crerii micropungilor de ulei, utilizarea unui lubrifiant neindicat, depirea unor parametri funcionali (sarcin, vitez etc.), prezena unei perechi de materiale antagoniste etc.Aparitia gripajului este inlesnita de un rodaj necorespunzator : jocuri prea mici intre suprafete sau de suprafete super finsate ,lipsite de posibilitatea crearii micropungilor de ulei: utilizarea unui lubrifiant neindicat: depasirea unor parametri functionali (sarcina, viteza ,etc.) prezenta unei perechi de materiale.Se produce prin sudarea i ruperea punilor de sudare ntre microzonele de contact, caracterizndu-se printr-un coeficient de frecare ridicat i o valoare mare a intensitii uzrii.La sudarea unor asperiti n contact(fig.4,a), notnd cu 1 i 2 eforturile unitare la forfecare ale materialelor celor dou suprafee1 i 2 i cu s al microsudrilor, pot avea loc urmtoarele situaii: dac 2 i s < 1 (fig.4.b)ruperea va avea loc n interiorul corpului mai moale. Fiecare deplasare relativ produce un transport de materiale de pe corpul 1, iar dup un anumit timp frecarea se produce ntre materialele corpului mai moale. Acest tip de frecare este denumit frecare prin sudare. Microjonciunile ce rmn prinse de suprafaa corpului 1 pot provoca rizuri pe suprafaa mai moale, iar dup un anumit timp se vor rupe, provocnd particule de uzare; dac 1 is < 2, pentru a se produce micarea, se presupune, de asemenea, ruperea corpului mai moale, i n acest caz se consider c apare un tip de frecare prin sudare; dac s < 1 i 2 (fig.4,c),vor ceda microsudrile fr smulgere de metal de pe suprafeele n frecare i fr transport de material. Acest tip de frecare se numete frecare prin forfecare.

Fig.4.-Schia formrii unor microjonciuni i a forfecrii acestora3.2 Uzarea de abraziune

Este provocat de prezena particulelor dure ntre suprafeele n contact sau de asperitilor mai dure ale uneia dintre suprafeele de contact. Aceast uzare este uor de recunoscut prin urmele lsate de microachiere, ea accelernd uzarea prin coroziune.Particulele dure pot proveni de la forfecarea prealabil a unor contacte (uzare de adeziune), desprinderi de poriuni din stratul de suprafa mai dur, prin desprinderea i evacuarea materialului unor ciupituri etc., precum i prin produsele metalice ale altor uzri.Rezultatele cantitative ale uzrii abrazive sunt dependente de: natura cuplului de materiale, n sensul c o duritate mai mare a suprafeei opune o rezisten sporit aciunii de rodare i, dimpotriv, materialele plastice permit mplntarea particulelor dure n ele; natura abrazivului, dimensiunile i forma lor; condiiile funcionale. Prin rodarea vrfurilor asperitilor se mrete continuu suprafaa de susinere. Deoarece presiunea de contact scade invers proporional cu creterea suprafeei, la un moment dat, intervine un echilibru de durat mai ndelungat, determinat n principal de ncrcare, vitez, temperatur; aceasta cu att mai mult cu ct particulele abrazive, prin tocire sa sfrmare, i pierd capacitatea distructiv.Caracterul uzarii nu se schimba, indiferent daca particulele abrazive provin din afara sau sunt continute intr-unul din corpurile in frecare (cazul pieselor reconditionate prin cromare, metalizare, sudare etc.).Acest tip de uzare se manifesta prin deformatii plastice locale, microzgarierea si microaschierea suprafetelor in contact .Rezultatele cantitative ale uzarii abrazive sunt dependente de: natura cuplului de materiale, in sensul ca o duritate mai mare a suprafetei opune o rezistenta sporita actiunii de uzare si, dimpotriva, materialele plastice permit implantarea particulelor dure in ele; de natura abrazivului, dimensiunile si forma lor; presiunea specifica si viteza de alunecare.Brazdarea este o forma severa de abraziune, cu rizuri late si adanci, care poate fi produsa direct de contrapiesa la angrenaje, capul dintelui), de particule mari, dure, interpuse (in cazul discurilor de frana), de piese metalice si alte materiale dure (la organe active de lucru al solului).Zgarierea reprezinta forma cea mai usoara de abraziune si se manifesta prin rizuri liniare, paralele, izolate etc. ; poate aparea pe diferite piese (flancurile dintilor unui angrenaj, cuzinetul unui lagar, camasa unui cilindru) fiind produsa tot de interpunerea unor particule mai dure, actiunea unei rugozitati etc.

3.3 Uzarea la oboseala

Se produce n urma unor solicitri ciclice a suprafeelor n contact, urmate de deformaii plastice n reeaua atomic a stratului superficial, de fisuri, ciupituri sau exfolieri. n general. Aceste uzri apar sub form de desprinderi de particule din material, lsnd urme caracteristice fiecrui gen de asemenea uzare. Uzrile de oboseal sunt:pittingul, uzarea prin exfoliere i uzarea prin cavitaie.

3.3.1 PitingulPittingul este o form a uzrii de oboseal a suprafeelor cu contacte punctiforme (de exemplu, cile de rulare a lagrelor de rostogolire) sau liniare (de exemplu, flancurile roilor dinate) i se recunoate sub forma caracteristic de gropie sau ciupituri (diferite de cele de adeziune provocate prin smulgeri). n aceste situaii, nsui modul de funcionare d natere unor eforturi unitare n n punctele de contact, cu caracter pulsator. Oboseala stratului se exteriorizeaz prin fisuri foarte fine n locurile slbite dintre cristale i anume, la suprafa, n punctele de concentrare a tensiunilor, sau la o anumit adncime, n stricta apropiere a suprafeei, n locul n care exist efortul unitar maxim de forfecare. Sub aciunea unor presiuni mari de contact, n prezena unui ulei de vscozitate insuficient, acesta ptrunde n cele mai fine fisuri, contribuind la dislocarea unor particule de material printr-o puternic aciune de pan. Astfel, la nceput apar mici ciupituri care, prin cumulare, se transform n cratere de dimensiunile unei gmlii de ac i mai mari.

3.3.2 Uzarea prin exfoliereUzarea prin exfoliere (cojire) este caracterizat prin desprinderea de mici particule metalice, de ordinul a 1m, sau de oxizi de ordinul a 0,01m, care se produce la materiale metalice plastice, cnd este depit rezistena la forfecare, n zonele de contact cu frecri concentrate. Exfolierea este activat de tensiunile interne rmase n urma tratamentelor defectuoase de clire, cementare sau nitrurare, prin micorarea mobilitii atomilor de reea. Condiiile iniiale care provoac aceast uzare sunt diferite de cele din cazul pittingului.

3.3.3 Uzarea prin cavitatieUzarea prin cavitaie este definit ca fiind un proces de distrugere a suprafeei ( i deplasare de material sub form de mici particule) produs de mediul lichid sau gazos n contact cu metalul, fr prezena celei de a doua suprafee de frecare ca n celelalte forme de uzare. Se mai numete i eroziune de cavitaie sau coroziune de cavitaie i se produce, de regul, pe suprafeele paletelor, rotoarelor de pomp, cilindrii motoarelor Diesel etc., care sunt n contact cu fluide la viteze mari.Uzarea prin cavitaie se explic astfel: la micrile relative mari sau la schimbri de vitez dintre un lichid i metal, presiunile locale devin reduse, n fluid se produce transformarea de energie, temperatura lichidului depete punctul de fierbere i se formeaz mici pungi de vapori i gaze ( bule de cavitaie). Cnd presiunea revine la normal (sau crete) se produce o implozie (spargerea bulelor). Cu fore mari de impact pe microzonele suprafeei metalice, producndu-se oboseala stratului i apariia de ciupituri de cavitaie.

3.4 Uzarea de impact La unele tipuri de maini, utilaje i instalaii, ca de exemplu: concasorul cu ciocane articulate, moara cu bile, maina de scris sau de perforat etc., datorit unor lovituri locale repetate se produce un tip specific de uzare mecanic, denumit uzare de impact.Uzarea de impact se poate produce i n funcionarea unor organe de maini: came, roi dinate etc. atunci cnd, mpreun cu alunecarea sau rostogolirea ( de exemplu, pe flancurile roilor dinate), are loc i un impact compus.Uzarea de impact poate fi clasificat n dou categorii: uzare prin percuie uzare prin eroziune. n general, uzarea de impact conine mecanismele de baz ale uzrii: de adeziune, abraziune, oboseal de suprafa, uzare chimic i termic.Uzarea de impact se datoreaza unor lovituri locale repetate si apare atunci cand impreuna cu alunecarea sau rostogolirea are loc un impact compus (componentele normale si tangentiale). Acest tip de uzare se intalneste la unele tipuri de masini, utilaje si instalatii, ca, de exemplu: concasorul cu ciocane articulate, moara cu bile, masina de scris sau de perforat etc.Uzarea de impact se poate produce si in timpul functionarii unor organe de masini:came, roti dintate, etc., cand, impreuna cu alunecarea sau rostogolirea (de exmplu, pe flancurile rotilor dintate), are loc si un impact compus.Uzarea de impact poate fi clasificata in doua categorii: uzare prin percutie si uzare prin eroziune. In general, uzarea de impact contine mecanismele de baza ale uzarii de: adeziune, abraziune, oboseala de suprafata, uzare chimica si termica.

3.5 Uzarea de coroziuneConstituie deteriorarea suprafeei de frecare i deci pierderea de material, de greutate, datorit aciunii simultane sau succesive a factorilor chimici agresivi din componena mediului respectiv i a solicitrilor mecanice.Mecanismul uzriide coroziune presupune corelarea a dou efecte de coroziune: coroziunea chimic i coroziunea mecanochimic.

3.5.1 Coroziunea chimic

Coroziunea chimic este o aciune chimic continu a mediului ambiant asupra suprafeelor elementelor componente ale mainii, utilajului sau instalaiei.Coroziunea chimic poate evolua diferit, n funcie de parametrii fizico-chimici ai materialului respectiv. n perioada de repaus aceast coroziune acioneaz ca proces chimic numai asupra suprafeelor deschise, care nu trec prin zona de contact i celorlalte suprafee libere. Ca forme de coroziune chimice se disting:Ruginirea, care este o coroziune electrochimic a fierului ce se datoreaz aciunii combinate a oxigenului i apei i poate s apar n aer la temperatur normal.Coroziunea n mediu librifiant, de natur electrochimic, apare n cazul prezenei n lubrifiani a unor mici cantiti de ap care, n contact cu suprafaa, formeaz microcelule electrolitice. Corozivitatea lubrifianilor se poate datora i sulfului provenit din uleiul de baz sau din combustibil.Daca coroziunea are loc in gaze, latemperaturi obisnuite, produsul coroziunii este volatil (de exemplu, reactia fierului cu clorul), iar la oxigen, la temperaturi ridicate, se formeaza pelicule aderente de oxizi, care micsoreaza sectiunea piesei. In lichid neelectrolitic se produce o dizolvare a metalului fara formare de pelicule protectoare (de exemplu, alumiu in clorura de amoniu, plumb in clorura de plumb etc.)La piesele din otel, incalzite in cuptoare, pentru a fi prelucrate sau reconditionate prin deformare plastica sau tratamente termice, coroziunea este insotita de o decarburare a cementitei, cu formarea de straturi de oxizi, care la prelucrari se desprind, formand insemnate pierderi de metal.Fenomenul este favorizat de temperatura ridicata din cuptoare, de peste 973 K, unde hidrogenul difuzeaza in reteaua metalica, producand decarburarea si formarea de hidruri.La piesele din fonta, o incalzire de lunga durata sau cu alternante face ca patrunderea agentului oxidant la limita dintre cristale sa dea produsi de coroziune voluminosi. Fenomenul "de crestere" limiteaza folosirea fontelor cenusii la temperaturi mai mici de 673 K.

3.5.2 Coroziunea mecanochimic

Coroziunea mecanochimic (tribochimic) se refer la modificrile suferite de suprafaa de frecare n timpul funcionrii. Dup natura solicitrilor mecanice sunt acceptate urmtoarele subclase: coroziunea de tensionare, ce apare datorit solicitrilor mecanice statice prin care se distruge stratul protector, producndu-se o intensificare a efectului corosiv; coroziunea de oboseal, care apare datorit solicitrilor periodice, fenomenul de oboseal propriu-zis fiind activat de prezena unui anumit mediu ambiant. Prin aciunea combinat a factorilor mecanic i chimic, are loc creterea uzrii i scderea accentuat a rezistenei la oboseal; coroziunea tribochimic propriu-zis, consecin a solicitrilor de frecare .Solicitarile mecanice nu declanseaza reactii chimice. Ele provoaca, in prealabil, modificari in starea suprafetei sau in structura interna, degajari mari de enrgie termica, acumulari de potential electrostatic etc., care fac posibile sau accelereaza reactiile chimice ale materialelor suprafetei de frecare cu mediul ambiant respectiv.

3.6 Coroziunea electrochimicaCoroziunea electrochimica presupune, pe langa reactiile chimice, si un transfer de sarcini electrice la suprafata de separare intre metal si mediul corosiv.In cazul contactului metal-mediu corosiv, metalele au tendinta sa treaca sub forma de ioni in mediul corosiv, lasand pe metal o sarcina electrica, formata din electronii corespunzatori atomului metalic ionizat . Sarcina negativa a suprafetei metalice atrage o cantitate egala de ioni pozitivi, afati in imediata vecinatate a suprafetei, cantitate echivalenta cu numarul sarcinilor suprafetei. In acelasi timp, la suprafata metalului imersat in mediu corosiv are loc absortia de constituenti ai mediului, dipolii apeii si moleculele polarizabile, prezente in mediul corosiv, orientandu-se sub influenta sarcinii suprafetei.Intre metalul incarcat cu sarcini de un anumit semn si solutia ce contine sarcina de semn contrar ia nastere o diferenta de potential, denumita potential de electrod, a carui marime in stratul dublu depinde de tendinta ionului metalic de a parasi reteaua. Aceasta reactie de ionizare a metalului constituie reactia anodica a procesului de coroziune. Atomii cei mai expusi ionizarii sunt cei aflati in muchiile, nodurile sau dislocatiile retelei cristaline, ca avand energia cea mai mare. Ionii formati pot trece sub forma de combinatii, aflate in stare solida (oxizi, compusi insolubili) sau sub forma de combinatii solubile.Electronii eliberati in procesul de oxidare trebuie sa fie acceptati de un component al mediului corosiv, a doua reactie constituind-o reducerea mediului corosiv, ea fiind reactia catodica a procesului de coroziune.Reactia catodica prezinta mare importanta, de multe ori putand da nastere coroziunii. Prin depistarea reactiei catodice si eliminarea ei sau cel putin prin reducerea vitezei acesteia, se ajunge deseori la sanctionarea unor probleme importante de coroziune.Metalul si mediul corosiv vor fi deci strabatute de un curent electric propriu, generat de procesele electrochimice, care se desfasoara la limita celor doua faze.Diferenta de potential o pot crea si aerosolii, praful, impuritatile atmosferice, care cad pe suprafetele pieselor, se aseaza in micronereguralitatile suprafetelor, absorb umiditatea din atmosfera, creand astfel transferul de electroni. Asa se explica de ce suprafetele cu rugozitati mai mari si atmosferele mai poluate favorizeaza fenomenul.

3.7 Alte tipuri de uzare

3.7.1 Suprasarcinile

Suprasarcinile care provoaca solicitari ale organelor de masini, putand depasi limitele de rezistenta. Chiar daca se respecta intocmai prescriptiile de lucru (de exemplu, regimurile de aschiere) se pot ivi suprasarcini cand masina, utilajul sau instalatia sunt uzate. In aceasta situatie frecarile cresc atat de mult, incat, prin aceasta, se depaseste incarcarea admisa, Suprasarcinile, prin actiunea lor brusca, maresc bataile, grabesc uzarea si pot duce chiar la distrugerea unora dintre organele masinii sau ale motorului.Uzarea provocata de folosirea unei anumite zone din cursa masinii, utilajului sau instalatiei se datoreaza faptului ca la productia in serie mare si in masa se executa aceleasi operatii. Din aceasta cauza, se pot uza numai anumite zone din suprafetele pe care le fac deplasarile. O marire a duratei de exploatare se obtine prin schimbarea cat mai deasa a zonelor de deplasare, prin asezarea diferita a sculelor, prin modificarea pozitiei opritoarelor etc.

3.7.2 Imprimarea sfericaImprimarea sferica (brinellarea), specifica lagarelor cu bile, supuse unor sarcini mari, unde apre deformarea cailor de rulare in perioadele indelungate de repaus.In functionarea masinilor, uzarile nu apar singulare ci asociate (abraziune-coroziune, adeziune-abraziune etc.) sau multiple, cum este cazul uzarii prin ciocnire.Pe suprafetele prelucrate mecanic raman macro si microneregularitati, astfel ca la inceputul functionarii suprafata reala in contact va fi foarte mica, iar presiunea va fi foarte mare. In aceste conditii, perioada initiala de functionare, uzarea pieselor va creste rapid, intensitatea uzarii fiin foarte mare. Dupa uzarea initiala, se produce tocirea proeminentelor, cele doua piese in frecare vor avea in contact suprafete mai mari, presiunea specifica devenind mai mica. BIBLIOGRAFIE

1. Auxiliare curriculare pentru ciclul superior al liceului Calificarea Tehnician mecanic pentru ntreinere i reparaii2. Aurel Ciocirlean Vasile, Mariana Constantin , Asamblarea, Intretinerea si Repararea masinilor si instalatiilor, Ed. ALL Educational, Bucuresti 20023. www.didactic.ro4. www.google.ro5. Ion Gheorghe, Ion Paraschiv: Utilajul si tehnologia meseriei-mecanic montator intretinere si reparatii in constructia de masini, Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 19946. Pliante cu diferite utilaje din domeniul mecanic7. Reviste de specialitate