农业机械零件磨损特点分析及减少磨损的措施

薛继顺 徐晓莹 梁法双

摘 要：磨损是零件失效的最主要形式。一般机器中因摩擦磨损而失效的零部件占全部报废零部件的70 %～80%。磨损是不可避免的，但我们可根据对磨损结果的认识，来减小或减缓磨损。

关键词：农业机械；零件；磨损特点

中图分类号：S232文献标识码：Adoi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.09.032

0 引言

磨损是运动摩擦副接触面间相互损耗的现象，是零件失效的最主要和普遍的形式。农业机械运动摩擦副之间金属——润滑介质——金属相互作用着，各部分之间的作用形式和作用效果极其复杂，使得摩擦表面的磨损过程及磨损原因也十分复杂。但通常认为，摩擦表面的耗损主要有关因素有：机械因素（弹性与塑性变形、振动）；分子物理因素（扩散、加热、吸附、接触熔化）；化学因素（化学吸着作用、电化学、润滑油中高分子链的分解和形成）等。因此，磨损是机械、物理、化学现象的总和。磨损将严重影响机器的寿命和可靠性，使机械效率降低，能源消耗增加。一般机器中因摩擦磨损而失效的零部件占全部报废零部件的70 %～80%。

对磨损过程和原因有多种解释，不同解释也在一定范围内说明磨损的过程和机理。尽管观察到的现象及得出的结论，受到试验条件的限制，还不能用来解释和概括全部的磨损现象，但我们可根据对磨损结果的认识，来分析并提出减小或减缓磨损的技术措施。

1 农业机械零件主要磨损形式分析

农业机械零件的磨损主要有磨料磨损、粘着磨损和腐蚀磨损，下面分别对其特点及原理进行分析。

1.1 磨料磨损

进入摩擦副零件表面之间的硬质磨料颗粒，在零件相对运动时对零件表面产生“切削”作用，使零件表面磨损，称为磨料磨损。磨料可能从外界进入（如外界的粉尘、油料中的杂质），也可能是早已存在于摩擦表面的（如铸件含砂、镀件中杂质），还可能是磨损过程的产物（如金属氧化膜的剥落）。

磨料磨损的速率与摩擦副的运动速度成正比；磨料的硬度愈高，磨损越大；磨料大小与配合副间隙相近时磨损量最大。

磨料磨损容易发生在运动速度高、负荷大、杂质易混入的摩擦表面的零件之间，如曲轴主轴颈与主轴承之间，连杆轴颈与轴承之间，活塞、活塞环与气缸壁之间，气门导管与气门杆之间等。这些零件表面使用一定时期后，大都有磨料磨损的明显痕迹。

1.2 粘着磨损

当零件摩擦表面受到过大的机械负荷和热负荷作用时，相互嵌入并产生塑性变形，造成局部高温而处于熔融状态，相对滑动使零件表面材料转移或断脱，这种现象称为粘着磨损。粘着磨损的程度与粘着点的强度有关。如果粘着点的强度比摩擦副的表面强度低时，撕脱或材料转移发生在粘着点上，两摩擦表面材料转移极轻微，摩擦面也较平滑，只有轻微的擦伤，这通常称为外部粘着。若粘着点强度比两摩擦表面一方的材料强度高时，撕脱或材料的转移将发生在强度较弱的摩擦表面材料上，且造成弱材料表面局部粗糙的撕脱损伤，这通常称为内部粘着。在多数情况下，摩擦表面的粘着磨损的内部粘着与外部粘着同时发生，即一部分粘着点从外部分离，一部分粘着点从内部分离。

在接触负荷大、润滑条件差、冷却强度不足、相对滑动强度高的粗糙摩擦表面，很容易发生粘着磨损，且零件的表面负荷愈大、表面温度愈高，粘着磨损现象也越严重。粘着磨损一旦发生，发展很快，能在短时间内造成零件的严重破坏，还会导致柴油机重大事故。柴油机的气缸与活塞、活塞环的配合表面，轴颈与轴承的配合表面都是发生粘着磨损的高危险区域。使用不当、维修调整不正确、零件材料与表面质量不合要求时，很容易产生粘着磨损。

1.3 腐蚀磨损

零件的表面，由于受到腐蚀性气体或液体作用，由电化学反应生成化学反应膜，在机械载荷作用下，表面摩擦导致化学反应膜与基体金属的脱离，又形成新的反应膜，继而又被破坏，这种周而复始的现象称为腐蚀磨损。腐蚀磨损一般分为氧化腐蚀和特殊介质腐蚀两类。

氧化腐蚀磨损普遍存在于柴油机零件摩擦副中，其损坏特征是金属的摩擦表面沿滑动方向呈匀细的磨痕。氧化磨损的磨损速率在各类磨损中是最小的。摩擦表面上的氧化膜性能对零件的磨损产生重要作用。零件表面形成的氧化膜，可以降低零件的摩擦系数和磨损速率，可以提高零件抗磨料磨损的作用，还有利于防止粘着磨损。柴油机在运转中应减小大负荷的工作频率和降低全速全负荷的工作时间，避免氧化膜的破坏，以延长柴油机的使用寿命。

特殊介质磨损是由于摩擦副零件与酸、碱、盐等介质作用发生腐蚀，在载荷和摩擦作用下破坏氧化膜，此氧化磨损有更高的磨损速度和更大的磨损量。柴油机气缸壁是经常发生特殊介质腐蚀磨损的区域。轴瓦合金中的铅、铬等元素，容易被润滑油中的酸性物质腐蚀，在轴瓦减磨合金表面生成黑点，逐渐扩展成为海绵状软组织而小块脱落。

2 减少磨损的措施

（1）新购买或大修后的大型农业机械都要进行严格的磨合运转，才可投入作业，避免因局部过载、过热而产生擦伤和烧损，出现异常磨损。

（2）按要求做好维护保养工作，保持油、水、气等系统的清洁，减少磨粒的侵入造成的磨粒磨损。

（3）保证润滑系统工作良好，正确选择润滑油，及时更换润滑油，保证油路畅通、油压正常，防止干摩擦出现。

（4）保持发动机的温度在正常范围。如发动机温度过低，气缸得不到良好的润滑，缸壁磨损将会增大，并且气缸内的水蒸气容易凝结成水珠，溶解废气中的酸性气体分子而生成酸性物质，使气缸壁受到腐蚀磨损。若温度过高，会降低气缸的强度，同时润滑油膜会因高温而遭到破坏，使得缸壁磨损加剧。

（5）正确的操作和使用机械，避免机器在过冷或过热条件下较长时间工作，保持机器的正常技术状态，可以有效地减小磨损。