Основной, постоянно действующей причиной изменения технического состояния механизмов машины является изнашивание деталей. Изнашивание - это процесс разрушения и отделения материала с поверхности твердого тела и накопления его остаточной деформации при трении, проявляющийся в постепенном изменении размеров и формы тела. Результат изнашивания, называемый износом, может выражаться в единицах длины, объема, массы и др.

Основными характеристиками изнашивания являются скорость -отношение значения износа к интервалу времени, в течение которого он возник, и интенсивность - отношение значения износа к обусловленному пути, на котором происходило изнашивание, или объему выполненной работы. При этом единица объема выполненной работы определяется в каждом конкретном случае.

При трении и изнашивании происходят следующие явления и процессы:

скачкообразное движение при трении - явление чередования относительного скольжения и относительного покоя или увеличения и уменьшения относительной скорости скольжения, возникающее самопроизвольно при трении движения;

схватывание при трении - явление местного соединения двух твердых тел в результате действия молекулярных сил;

перенос материала - явление, при котором материал одного тела соединяется с материалом другого и, отрываясь от первого, остается на поверхности второго;

заедание - процесс возникновения и развития повреждений детали вследствие схватывания и переноса материала, который может завершиться прекращением ее относительного движения;

задир - повреждение поверхности детали в виде широких и глубоких борозд, образующихся в направлении скольжения;

выкрашивание - отделение частиц материала детали при усталостном изнашивании, приводящее к образованию ямок на ее поверхности.

Выделяют механическое, коррозионно-механическое изнашивания и изнашивание при действии электрического тока.

Наиболее разрушительное действие на детали машин оказывает абразивное изнашивание - это механическое изнашивание материала в результате режущего или царапающего воздействия на него твердых частиц, находящихся в свободном состоянии либо взвешенных в жидкости (гидроабразивное изнашивание) или газе (газоабразивное изнашивание). Этот вид изнашивания характерен для рабочих органов экскаваторов, бульдозеров, деталей гусениц тракторов, открытых зубчатых передач.

Для запорной и регулирующей аппаратуры трубопроводов, деталей гидротурбин, систем водяного охлаждения характерно эрозионное изнашивание, т.е. механическое изнашивание материала в результате воздействия на него потока жидкости (гидроэрозионное изнашивание) или газа (газоэрозионное изнашивание). Эрозионное изнашивание поверхности возможно также в результате воздействия разрядов электрического тока (электроэрозионное изнашивание). При высоких скоростях движения детали относительно жидкости может возникать кавитационное изнашивание, при котором пузырьки газа захлопываются вблизи поверхности, что создает местное повышение давления или температуры.

При невысокой прочности материала и высоких контактных напряжениях может наблюдаться усталостное изнашивание детали, происходящее в результате усталостного разрушения ее поверхностного слоя, что характерно для зубчатых передач и подшипников качения.

Для некоторых деталей машин (например, шестерен зубчатых передач и подшипников скольжения) при неудовлетворительном смазывании и больших удельных давлениях характерно изнашивание при заедании, происходящее в результате схватывания, глубинного вырывания материала и воздействия возникших при этом неровностей на сопряженные поверхности.

При малых колебательных относительных перемещениях соприкасающихся тел (например, элементов карданных шарниров) происходит так называемое изнашивание при фреттинге.

Коррозионно-механическое изнашивание деталей в результате химического взаимодействия их материала с кислородом или окисляющей окружающей средой при длительном трении сопряженных поверхностей называют окислительным изнашиванием, а при малых колебательных относительных перемещениях - изнашиванием при фреттипг-коррозии. Характерно оно для болтовых и заклепочных соединений, а также для посадочных поверхностей подшипников качения.

Рис. Зависимость зазора Uot наработки деталей т (Uu, UB - соответственно предельное и начальное значения зазора)

Износ механизмов растет вместе с увеличением времени их работы. До известного предела нарастание износа не влечет за собой качественных изменений в работе механизма и может считаться естественным (нормальным), далее наступает аварийный износ его деталей.

На рис. изображена кривая нарастания во времени износа пары работающих деталей, которая справедлива для большинства сопряжений, работающих в установившемся режиме. Кривая имеет три явно выраженных участка: I - начальный, характеризующий процесс приработки нового сопряжения; II - участок, наибольший по протяженности и соответствующий периоду нормальной работы сопряжения, т.е. с естественным износом; III - конечный, соответствующий периоду разрушения сопряжения вследствие износа его сверх допустимого предела.