Износ деталей машин: виды, причины и как продлить срок службы

Изнашивание идёт в любой паре трения: вал и втулка, шток и манжета, зубья шестерён, плунжер и уплотнение. Вопрос эксплуатации в том, с какой скоростью оно идёт и можно ли её снизить, не меняя машину. Скорость определяет вид износа, а вид читают по поверхности снятой детали.

ГОСТ 27674-88 делит изнашивание на три группы

Термины трения и изнашивания в России задаёт действующий ГОСТ 27674-88. Механическое изнашивание вызывает механическое воздействие: резание, царапание, повторная деформация, схватывание. Коррозионно-механическое добавляет к механике химическое или электрическое взаимодействие со средой. Электроэрозионное изнашивание вызывают разряды тока, например через подшипники электродвигателя с частотным приводом.

Вид износа определяют тремя вопросами к снятой детали. Были ли в зоне трения твёрдые частицы: если да и их нёс поток, износ гидроабразивный, если нет потока, абразивный. Смещались ли детали на доли миллиметра при вибрации: тогда это фреттинг. Есть ли налипание и вырывы металла: это заедание. Если ни одно не подходит, остаются усталостный и коррозионно-механический износ, их различают по выкрашиванию или по продуктам коррозии.

Скорость износа меняется по трём участкам

Новая пара трения проходит приработку: неровности срезаются, и износ в первые часы растёт быстро. Затем наступает участок установившегося изнашивания, самый длинный, где скорость почти постоянна. В конце зазоры и удары растут, смазка хуже держится, и износ ускоряется до отказа. Задача обслуживания в том, чтобы удлинить второй участок и не пропустить начало третьего.

Ресурс считают по скорости изнашивания

Если износ измеряют на каждой разборке, ресурс считается простой пропорцией. Пример: при дефектовке втулки скольжения через 2 000 часов зазор вырос на 0,10 мм, то есть скорость 0,05 мм на 1 000 часов. Документация допускает увеличение зазора на 0,4 мм. При той же скорости остаточный ресурс около (0,4 − 0,1) / 0,05 × 1 000 = 6 000 часов, полный около 8 000. Расчёт верен только при неизменном режиме и смазке; на третьем участке скорость растёт, поэтому замену ставят с запасом.

Причины ускоренного износа лежат вне детали

Деталь редко изнашивается быстро сама по себе. Обычно причина в условиях работы, и после замены детали она остаётся. Типичный набор такой.

Перегрузку и загрязнение проверяют первыми: они ускоряют сразу несколько видов износа подшипников и втулок. Длину участка установившегося износа во многом задают карта и периодичность смазки оборудования.

Уплотнения защищают пары трения от абразива

Подшипник или втулка изнашиваются абразивно, когда в зону трения попадает пыль, песок, окалина или вода. Барьер против них ставят уплотнения: манжеты с пыльником, грязесъёмники, лабиринты, войлочные и полимерные кольца. Изношенная манжета пропускает абразив внутрь узла, и следующая замена подшипника наступает раньше.

Сами уплотнения тоже изнашиваются, и у резины механизм отличается от металла: кромка истирается, частицы врезаются в неё и потом режут вал. Материал кромки под конкретный абразив выбирают по правилам для абразивного износа уплотнений. При замене подшипникового узла манжеты и пыльники меняют вместе с подшипником, даже если они выглядят целыми.

Износостойкость повышают материалом, поверхностью и режимом

Износостойкость по ГОСТ 27674-88 означает свойство материала сопротивляться изнашиванию в определённых условиях трения. Оговорка «в определённых условиях» здесь главная: материал, стойкий к абразиву, может быстро изнашиваться при заедании. Поэтому меры подбирают по виду износа.

Против абразивного износа повышают твёрдость поверхности (закалка ТВЧ, наплавка, хромирование) или, наоборот, ставят эластичный материал, который пропускает частицы без резания: полиуретан и резина в шламовых насосах на мелком абразиве изнашиваются медленнее стали, а крупные острые частицы и нагрев выше предела эластомера этот выигрыш снимают. Против заедания подбирают пару с разной твёрдостью и хорошей смазкой, против фреттинга увеличивают натяг и жёсткость посадки. Против кавитационного износа меняют режим насоса: никакой материал не спасает колесо, которое работает с недостатком подпора.

Полимерные втулки заменяют металл в части узлов

Для подшипников скольжения с умеренной нагрузкой и скоростью вместо бронзы применяют втулки из полимеров: капролон, полиамиды, наполненный фторопласт. Они работают с малым количеством смазки или без неё, не задирают вал и стойки к абразиву в воде. Ограничения тоже известны: полимер хуже отводит тепло, расширяется сильнее металла и набирает влагу, поэтому зазор и допуск назначают больше, чем у бронзы.

Ориентир по капролону: рабочая температура обычно до 80–100 °C для марок общего назначения, при росте температуры и нагрузки ползучесть растёт; марка и допуск фиксируются в КП. Ресурс полимерной втулки в конкретном узле заранее не обещают: его подтверждают пробной установкой и замером износа через оговорённую наработку, и только потом заменяют весь парк.

Какие бывают виды износа деталей машин?

Виды износа деталей машин по ГОСТ 27674-88 делят на механические (абразивный, гидроабразивный, кавитационный, усталостный, при заедании, при фреттинге), коррозионно-механические (окислительный, при фреттинг-коррозии) и электроэрозионный. На практике чаще всего встречаются абразивный износ от грязной смазки, усталостное выкрашивание подшипников и зубьев и заедание при недостатке смазки. Вид определяют по следу на снятой детали.

Как определить износ детали?

Износ детали определяют замером рабочих поверхностей и сравнением с номинальным и допустимым размером из документации. Диаметры валов и отверстий меряют микрометром и нутромером в нескольких сечениях, чтобы увидеть конусность и овальность; зазоры щупом; толщину пластин и дисков штангенциркулем. Результат записывают в карту дефектации и по нему решают: оставить деталь, восстановить или заменить.

Измерение износа превращается в решение по детали

Замер износа имеет смысл, если по нему принимают решение. Осмотр, замеры и разбраковка входят в дефектовку деталей, а для расчёта ресурса полезно записывать в одну таблицу наработку, замер и условия работы на каждой разборке. Через две-три разборки видна реальная скорость износа узла и понятно, какой участок кривой он проходит.

Если изношенную деталь из полимера или резины нужно изготовить заново, к заявке прикладывают изношенный образец и размеры ответной детали, а не только размеры образца: по стёртой втулке исходный диаметр не восстановить. Наша компания изготавливает втулки, уплотнения и полимерные детали по чертежу, эскизу, фото или образцу; материал выбирают по виду износа, который виден на снятой детали.

Нормы приведены по состоянию на октябрь 2026 года. Данные о материалах — ориентир для марок общего назначения; материал, размеры и допуски для вашего узла фиксируются в КП после технической оценки.