KURZUS: Járművek

MODUL: Járműfenntartás

2. lecke: Jármű meghibásodások

| Cél: A tananyag célja, hogy a hallgató ismerje meg a jármű meghibásodásokat, tudja azokat csoportosítani igénybevétel és gyakoriság szerint. Legyen tisztában a kapcsolódó alapfogalmakkal.
Követelmények: Ön akkor sajátította el megfelelően a tananyagot, ha képes
felsorolni és a saját szavaival elmagyarázni a gépjárművek meghibásodásával kapcsolatos alapfogalmakat megfogalmazni a meghibásodások és az elhasználódások jellemzőit felsorolni a természetes elhasználódás és a hibák kialakulásának okait megfogalmazni a kopás fogalmát be tudja mutatni a kopás hatásait, mérését és annak időbeli lefolyását ábrázolni a kopás időbeli lefolyását száraz súrlódás, degresszív folyamat és lineáris kopás esetén lerajzolni a kopásgörbét, valamint a kopás folyamatát a görbe segítségével bemutatni felsorolni a kopásfajtákat és azokat egyenként jellemezni.
Időszükséglet: A tananyag elsajátításához körülbelül 150 percre lesz szüksége.
Kulcsfogalmak
jármű beavatkozás meghibásodás elhasználódás igénybevétel természetes elhasználódás kopás súrlódás oxidáció adhézió erózió
Jármű meghibásodások
Gyűjtse ki a leckéből azokat a területeket, amelyek a járművek meghibásodásaira vonatkoznak!
A járműjavítási beavatkozások gyakoriságát meghatározó tényezők:
a járművek konstrukciós kialakítása a járművek igénybevétele
A járművek konstrukciós kialakítása:
Alapvetően meghatározza a karbantartási igényt, a karbantartás gyakoriságát, amely pedig hatással van a szerkezeti elemek élettartamára.
A járműszerkezeti elemek élettartamát a gyártómű határozza meg:
az élettartamra történő méretezéssel az alkalmazott gyártástechnológiával az anyagminőség biztosításával
Akadályok:
A méretezésnél nem biztosítható minden szerkezeti elem igénybevételének helyes megítélése, az alkatrészek pontossága és anyagminősége szórást mutat, a szerkezeti kialakítások pedig befolyásolják az elemek élettartamát.
Jegyzetelje ki a és tanulja meg a járművek igénybevételére vonatkozó, és az ezekhez kapcsolódó tevékenységeket, illetve fogalmakat.
A járművek igénybevétele függ:
az út- és pályaviszonyoktól a forgalom sűrűségétől az időjárási viszonyoktól a jármű terhelésétől a járművezető szakképzettségétől
A jármű-beavatkozások gyakoriságának meghatározására alkalmas mutatók:
a naptári napok száma a futásteljesítmény a teljesített üzemórák száma a tüzelőanyag fogyasztás
A kötöttpályás járművek esetén is ezek a mutatók használatosak, de egyetlen mutató itt sem alkalmazható, mivel:
a járműszekrény elhasználódása időfüggő a futómű igénybevétele a futásteljesítménnyel arányos a motor élettartama pedig az elfogyasztott tüzelőanyag mennyiségétől függ
Egy adott járműnél akkor alkalmazunk helyes mutatót, ha annak mérőszáma alapján meghatározott beavatkozás megfelel a jármű tényleges elhasználódásának.
Jegyzetelje ki és tanulja meg a meghibásodások, és az elhasználódások jellemzőit.
Meghibásodások jellemzői:
A járművek elhasználódása az alkatrészeik tönkremeneteli folyamatától függ. A járművek használhatósága a használati idő vagy teljesítmény arányában folyamatosan csökken, majd teljesen használhatatlanná válnak.
A meghibásodások következményei lehetnek:
élet- vagy balesetveszély üzemzavar a gazdaságos üzem romlása
A meghatározott szintű minőség, megbízhatóság fenntartása érdekében a járműveket rendszeresen felül kell vizsgálni. Az egymást követő felülvizsgálatok és javítások rendszerét ciklusrendnek, a közöttük lévő időt ciklusidőnek nevezik.
A beavatkozások sorrendjét és időpontját úgy kell meghatározni, hogy azok a várható meghibásodásokat megelőzzék. Ennek alapja az üzemeltetés, karbantartás, javítás során szerzett tapasztalatok feldolgozása, a hibaelemzés.
A hibaelemzés célja a járműveken és alkatrészeiken bekövetkezett hibák jellegének, okának feltárása, az alkatrészek élettartamának meghatározása.
A jármű egészének, szerelt egységeinek, fődarabjainak meghibásodása alatt az üzemi paraméterek megváltozását, vagy valamely alkatrész hibájából eredő működési zavart értjük.
A jármű a hiba következtében működésképtelenné válhat, vagy részlegesen elvesztheti üzemi alkalmasságát.
A hibák kialakulhatnak:
Tanulja meg a hibák kialakulásának okait!
konstrukciós hiányosságból gyártási hiányosságból üzemeltetési hiányosságból természetes elhasználódásból
A meghibásodások döntő többsége természetes elhasználódásokból ered, melyeket megakadályozni nem tudjuk, de időbeni lefolyásuk szabályozható. Ehhez azonban ismerni kell a hibát előidéző folyamatokat.
Természetes elhasználódás:
A természetes elhasználódásról akkor beszélünk, ha a vizsgált alkatrész vagy fődarab gazdasági szempontból kielégítő üzemidő után, rendeltetésszerű igénybevétel következtében műszakilag már nem felel meg, alkalmazása alapvető céljainak, gazdaságosan nem üzemeltethető tovább.
Tanulja meg a természetes elhasználódás okait!
Okai:
kopás az anyag kifáradásából származó elhasználódás, repedés, törés deformáció korróziós elhasználódás.
Kopás:
Tanulja meg a kopás fogalmát, hatásait, méréseit és az időbeli lefolyását!
Olyan károsodást okozó folyamat, amely úgynevezett koptatóerők hatására két érintkező felület között jön létre. A kopás során a felületekről apró anyagrészecskék válnak le, melyek az alkatrész, alkatrészek méret-, illetve tömegcsökkenését, az üzemeltetés szempontjából káros elváltozását okozzák.
A kopás hatásai:
fizikai, kémiai, szövetszerkezeti, mechanikai munkavégző képesség csökkenés repedés, törés, berágódás forrásai lehetnek
A kopások mérése:
hosszmérés tömegmérés olajminta elemzés radioaktív izotópos mérés ferrográfiás olajanalízis egyéb tribodiagnosztikai mérések
A kopási folyamat időbeni lefolyása:
1. | szilárd fémes anyag száraz súrlódása (erős berágódási hajlam),
2. | degresszív kopási folyamat (gépjárművek bejáródása, megmunkálási érdesség csökkenés, hordozófelület nő, a kopás csökken),
3. | lineáris kopás (finoman megmunkált csúszópár, folyadék-súrlódás).
Kopási folyamat időbeli lefolyása
1. ábra
Forrás: Saját szerkesztés - Dr. Polák József
Rajzolja le a jegyzetfüzetbe az ábrát, jegyzetelje ki az ábrán látható számokhoz tartozó kopásfajtákat és azok jellemzőit.
Súrlódás
Tanulja meg a súrlódás fogalmát, és a kapcsolódó jellemzőket.
Az egymáson elmozduló anyagok rétegeiben a mozgással ellentétes irányban fellépő erőhatás lép fel.
Lehetséges módjai:
csúszó gördülő hengerlő (forgatási) lökésszerű mozgósúrlódás nyugalmi súrlódás
Súrlódási viszonyszám:
ľ0= Fs/Fn (Coulomb 1785)
A súrlódás, mint mechanikai energia veszteség:
(Fleischer)
Csúszósúrlódás jele: μ 0
száraz: 0,1...1,0 határkenés: 0,05...0,2 folyadékkenés: 0,002...0,01 fékbetét, fékdob: 0,35
A csúszási súrlódás nagymértékben függ a rendszer kenési állapotától.
A csúszósúrlódás fajtái:
szárazsúrlódás határsúrlódás vegyes súrlódás folyadéksúrlódás
Általános kopás görbe:
Kopásgörbe
2. ábra
Forrás: Saját szerkesztés - Dr. Polák József
Rajzolja le a jegyzetfüzetbe az ábrát! Foglalja össze a saját szavaival és írja le a jegyzetfüzetbe a kopás szakaszaira jellemző folyamatokat.
Kopások fajtái
Jegyezze meg a kopások fajtáit, azok jellemzőit és a kialakulásukat!
hegedéses vagy adhéziós oxidációs abráziós fáradásos (pitting) oxidáció (fretting) erózió kavitáció
Adhéziós vagy hegedéses kopás
Jellemzői:
Fémes anyagok között jön létre, ha "p>>" és v ≈1-2 m/s az érintkező felületek között nincs harmadik anyag (olaj, oxid réteg) Az érintkezési felületeken a lokális fajlagos nyomás nagyobb, mint az egyik anyag folyáshatára, amely a felületi rétegek, érdességi csúcsok képlékeny alakváltozását okozza. Nagy a kopási sebesség (10-15 μm/h).
Fajtái:
hidegkopás melegkopás
Oxidációs kopás
A nagy terhelés okozta alakváltozás következtében a felületi réteg súrlódásos felhevülése és lokális képlékeny-alakítottsága miatt megnő a gázoldó képesség, illetve a vegyület-képződési aktivitás, ez pedig igen kemény oxidréteg kialakulásához vezet Az oxidréteg vékony hártyaszerű réteg formájában leválik A kopási sebesség néhány tized μm/h Mind csúszó-, mind gördülő súrlódás hatására bekövetkezik Pl. hengerperselyek, fogaskerekek felülete, gördülőcsapágy (kis terhelés)
Abráziós kopás
Kéttest abrázió: az egymáson elmozduló anyagok keménysége annyira különbözik, hogy a keményebb anyag kiálló csúcsai mozgás közben mélyedéseket, karcolásokat készítenek a lágyabb felületbe, ezáltal a lágy anyag mennyisége folyamatosan csökken. Háromtest abrázió: az egymáson elmozduló felületek közé viszonylag apró szemű kemény, ún. abraziv anyag (por, oxidréteg) kerül, amely a lágyabb anyagba beágyazódva védi azt a keményebb anyaggal szemben, miközben mikroforgácsokat választ le annak felületéről. A leggyakoribb kopásfajta, amely minden súrlódó-, csúszó gépalkatrész elhasználódásában részt vesz valamilyen arányban. Kopás sebesség 7-8 μm/h
Fáradásos kopás (pitting)
Dinamikus ismétlődő igénybevétel esetén gördülő mozgás hatására az alkatrészek felületi rétegei elfáradnak, apró ún. mikrorepedések keletkeznek, majd ezen repedések tovább terjednek és ennek eredményeként a felületi réteg lepattogzódik, kigödrösödik. Legkritikusabb a felület alatt ébredő, a felülettel párhuzamos nyírófeszültség, kialakulását gyorsítják a felületi feszültségek és inhomogenitások. Ez a fajta kopás leginkább a gördülő csapágyakban tapasztalható.
Súrlódásos oxidáció (fretting)
(az előző négy alapesetet együttesen magában foglalja) A súrlódási folyamatot erős oxidáció kíséri. Rezgéssel gyorsított kontakt oxidáció, mely egymáshoz képest 5-100 Hz frekvenciájú rezgő felületeket hoz létre A felületet fekete, vagy vörösesbarna lerakodás, oxidréteg borítja, valamint megfigyelhetők az adhéziós, abráziós kopás nyomai, ill. a gödrösödés, pittingesedés Gyorskopást, ill. berágódást okoz. Csökkenti az alkatrész kifáradási határát ezáltal repedést, törést eredményez Tipikus előfordulási területei: gördülőcsapágyak, bordás kötések, csapszeg-furat érintkező felületei, ill. a szegecskötések
Erózió
Szilárd anyagrészecskék, ill. folyadékcseppek okozzák, amelyek egy adott alkatrész felületére nagy sebességgel becsapódnak. Az ütközés hatására repedések, kitöredezések, gödrösödések keletkeznek.
Kavitáció
Nagy sebességgel áramló folyadékban jön létre, a képződő buborékok nyomásváltozás hatására összeroppannak. Az alkatrész felületén fáradásos jellegű kopást, kigödrösödést okoz.
Mértéke függ:
a buborék felületi energiájától a folyadék felületi feszültségétől viszkozitásától gőznyomástól

| Feladatok
1. Soroljon fel legalább 4, a kopások mérésére alkalmazható mérés típust!
2. Mitől függ a járművek igénybevétele? Soroljon fel legalább 3 tényezőt!
3. Mit értünk erózió alatt? Válaszát írja le!
4. Mit értünk kavitáció alatt? Válaszát írja le! Továbbá fogalmazza meg röviden, hogy mértéke mitől függ.
5. Sorolja fel a kopások fajtáit (amennyit tud)!
Önellenőrző kérdések
1. Egészítse ki a kopás fogalmát a legördülő szavak helyes beillesztésével! Olyan , amely úgynevezett hatására két érintkező felület között jön létre. A során a felületekről apró . válnak le, melyek az alkatrész, alkatrészek méretének, illetve , az üzemeltetés szempontjából okozzák.
2. A diagram alapján párosítsa a fogalmakat a számokhoz!
| szilárd fémes anyag száraz súrlódása (erős berágódási hajlam)
| degresszív kopási folyamat (gépjárművek bejáródása, megmunkálási érdesség csökkenés, hordozófelület nő, a kopás csökken)
| lineáris kopás (finoman megmunkált csúszópár, folyadék súrlódás)
3. Válassza ki, hogy a lenti jellemzők melyik kopásfajtára vonatkoznak! Állítás: Gyorskopást, ill. berágódást okoz., Csökkenti az alkatrész kifáradási határát ezáltal repedést, törést eredményez, továbbá tipikus előfordulási területei: gördülőcsapágyak, bordás kötések, csapszeg-furat érintkező felületei, ill. a szegecskötések.
| Oxidációs kopás.
| Fáradásos kopás (pitting).
| Súrlódásos oxidáció (fretting).
| Abráziós kopás.
4. Válassza ki a kavitációra igaz állításokat!
| Áramló folyadékban jön létre
| Felületek súrlódásakor jön létre
| Anyagrészecskék vagy folyadékcseppek nagy sebességű becsapódása eredményezi
| Az alkatrész felületén fáradásos jellegű kopást, kigödrösödést okoz
5. Válassza ki, hogy a lenti jellemzők melyik kopásfajtára vonatkoznak! Állítás: Szilárd anyagrészecskék, ill. folyadékcseppek okozzák, amelyek egy adott alkatrész felületére nagy sebességgel becsapódnak. Az ütközés hatására repedések, kitöredezések, gödrösödések keletkeznek.
| Kavitáció.
| Erózió.
| Súrlódásos oxidáció (fretting).
| Abráziós kopás.