Uzura pieselor - procese de uzare la automobile

1. CONSIDERATII GENERALE

Tribologia este stiinta care se ocupa cu studiul fenomenelor de interactiune dintre suprafetele în contact, aflate în miscare relativa una fata de cealalta, cu sau fara lubrifiant. Aflate într-o relatie strict determinata de tipul cauza-efect, frecarea, uzarea si ungerea sunt aspecte ale unui fenomen de o deosebita complexitate. Studiul frecarii, uzarii si ungerii face apel la numeroase ramuri ale stiintei, cum sunt fizica corpului solid (mecanica, rezistenta materialelor, organe de masini), cristalografia, fizico-chimia suprafetelor, chimia moleculara si a lubrifiantilor, mecanica fluidelor, termotehnica, etc.

Denumirea de tribologie (tribos = frecare; logos = stiinta) a fost propusa în anul 1954 de catre savantul englez D. Tabor si a început sa fie utilizata din anul 1966.

Frecarea este cauza principala a scaderii eficientei mecanice a masinilor, respectiv a cresterii necesarului de energie în scopul învingerii rezistentelor care apar. Modificarile mentionate, ca si rezultatele frecarii, produc uzura cuplelor cinematice ale masinilor, ceea ce conduce, în final, la functionarea defectuoasa a acestora, la scurtarea duratei lor de exploatare, la pierderi de material, etc.

2. CAUZELE UZARII

Uzarea reprezinta degradarea straturilor superficiale ale elementelor cuplelor de frecare, fenomen ce se caracterizeaza fie prin pierdere de material, fie prin deformarea plastica a suprafetelor de contact.

Atât desprinderea de material, cât si modificarea starii initiale a suprafetelor sunt datorate numeroaselor fenomene si procese de natura mecanica, termica, electrica, chimica, etc., a caror actiune este practic greu de separat. Cauzele uzarilor depind de fenomenele predominante ce au loc între suprafetele în contact ale unei cuple de frecare, la functionarea acesteia.

Fenomenele mecanice contribuie cu ponderea cea mai mare la uzarea rapida a suprafetelor, iar timpul caracteristic acestei clase de fenomene este abraziunea. De fapt, uzarea abraziva, desi este un proces de mare intensitate, dureaza efectiv putin timp, dupa care apar în proportii din ce în ce mai mari uzarea de adeziune, uzarea chimica, etc.

3. MECANISMUL UZARII

Uzura este rezultatul principal al procesului de uzare, ce se manifesta prin modificarea caracteristicilor dimensionale si de forma geometrica, precum si a starii initiale a suprafetelor pieselor.

Ca urmare a procesului de uzare, proprietatile fizico-mecanice ale straturilor superficiale ale pieselor se modifica: în unele cazuri, duritatea superficiala scade pe masura ce uzura creste, iar în alte cazuri, duritatea creste ca urmare a ecruisarii, provocând o crestere treptata a fragilitatii stratului superficial, ceea ce accelereaza uzarea.

Din analiza curbei de evolutie în timp a uzurii (fig.2.22), rezulta trei zone distincte în care uzarea este fenomen predominant:

I  zona uzurii initiale (de rodaj);

II  zona uzurii normale (stabile, uniforme) sau perioada de functionare normala;

III  zona uzurii distructive (de avarie).

În zona I variatia uzurii are forma:

uI = a×tn

unde: a - este constanta experimentala;

t - este durata de exploatare, în ore sau parcursul, în kilometrii;

n este exponent .

În zona a II-a uzura în perioada de functionare normala poate fi scrisa sub forma:

uII = b×(t-tr),