Kulumiskindlus

Kulumiskindlus on masinaelemendi omadus säilitada etteantud tööea jooksul hõõrduvate pindade vajalikud mõõtmed. Detailide kulumisel võib nende tugevus ristlõike vähenemise või dünaamilise koormuse kasvamise tõttu langeda, samuti võivad detailid täielikult ära kuluda (näiteks mullatöömasinate tööorganid). või tekitada suuremat müra (kiirekäigulistes transpordi- ja tehnoloogilistes masinates). Detailide kulumiskindlust aitab suurendada nende kõvaduse ja pinnasileduse tõstmine, mustuse vältimine ning hõõrduvate pindade õlitamine. Liugelaagrite kulumiskindlus tõuseb tunduvalt kui tagatakse nende töö vedelikhõõrdumise režiimil.

Kulumise põhiliike on kolm:

• mehaaniline kulumine
• korrosioonmehaaniline kulumine
• sööbekulumine

Kõik kulumisliigid toimivad üheaegselt. Olenevalt keskkonna- ja töötingimustest kerkib esile üks või teine. Näiteks lahtises hammasülekandes kulub hamba pind enne enamasti ära, kui väsimusnähud jõuavad ilmuda. Kinnises hästi määritavas ülekandes lõpetab detaili töö piting. Turbatööstusmasinates nihkub esiplaanile korrosioonmehaaniline kulumine. Sööbekulumise tekkimist tuleb tingimata juba eelnevalt vastavate konstruktiivsete võtetega ja materjali valikuga vältida. See võib aga ikkagi esineda lahtistes ülekannetes.

Teadus, mis uurib pindade omadusi ning kulumis- ja hõõrdenähtusi, kannab nimetust triboloogia.

Kulumisel eristatakse kolme faasi:

• Sissetöötamise periood
• Püsikulumise periood
• Katastroofilise kulumise periood

Sissetöötamise perioodil on suur kulumine. Sel ajal toimub pindade mikrokonarate mahahõõrumine, pindade sobitumine. Kulumisprodukti eraldub palju ja määrdeõli mustub. Sellel kulumise esimesel perioodil peab masina töörežiim olema mõõdukas, õli tuleb vahetada tihti.

Püsikulumise perioodil töötab hõõrdepaar stabiilselt pikemat aega. Kulumise intensiivsus on sel ajal enam-vähem püsiv. Kui hõõrduvaid pindu veel pidevalt vedelikmäärida, siis on kulumine väga väike.

Kui pinnad on lõpuks kulumise tõttu niivõrd riknenud ja lõtkud hõõrdepaaris sel määral suurenenud, et tekivad löögid ja müra, on saabunud kolmas katastroofilise kulumise periood. Nüüd ei ole sõlme edasine kasutamine enam otstarbekas ja sageli on see ka võimatu.

Kulumiskindluse arvutustes ja ressursi hinnanguil lähtutakse tihti seosest

p^ms=const, kus

• p on rõhk (kontaktpinge)
• m on kulumisliigist olenev astmenäitaja. Abrasiivkulumisel m=1, suure surve all määrdeta m=1...2, poolvedelikhõõrdumisel m=3.
• s on hõõrdetee pikkus.

Ülemäärane kulumine on enamasti see, mis lõpetab masinaelemendi tööelu. Seetõttu ongi kulumiskindlus konstruktori ja masinakasutaja huviorbiidis.

• kulumine