Диссертация (1025696), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Измерение линейного износа образца осуществлялосьчерез каждые 30 мин трения при остановке машины трения.21Рис. 5.14. Двухкоординатный стол (1) с индикатором часового типа (2)В процессе изнашивания на испытуемой поверхности тренияформировалась канавка износа.
При измерении фиксировались показанияиндикатора в точках на неизношенных участках поверхности трения по обе157стороны от канавки износа (положение 1, 3 на Рис. 5.15) и в точках на днеканавки износа (положение 2 на Рис. 5.15). Разность между показаниямииндикатора на неизношенных участках и на дне канавки износа определялавеличину линейного износа.hiyxПоверхностьтренияКанавкаизноса1Поверхностьтрения23Рис. 5.15. Схема измерения линейного износаИспытание каждого образца осуществлялось в течение не менеешести циклов, каждый из которых длился 30 мин. Процесс тренияосуществлялся при капельной смазке маслом марки И-20А с расходом4...5 капель в минуту.
Масло подводилось с помощью гибкой трубкинепосредственно к зоне трения. Частота вращения вала машины трения сиспытуемым образцом составляла 193 об/мин. При номинальном диаметреповерхности трения, равном 40 мм, скорость скольжения составила 0,40 м/с.Контртело прижималось к образцу с силой Q равной 185 Н. Номинальноедавление, действующее в зоне контакта между колодкой и образцом,определялось по формуле:158pn Q,ab(5.11)где a и b – ширина и длина колодки, мм. Для контртела-колодки (Рис. 5.13)давление pn = 2,3 МПа.Порезультатамиспытанийрассчитываласьинтенсивностьизнашивания каждого образца как отношение линейного износа hl к путитрения Lтр:Il hl.Lтр(5.12)Путь трения при схеме трения «кольцо–колодка» рассчитывается поформуле:Lтр D1n1ti,360(5.13)где D1 – диаметр образца, мм; ψ° – угол охвата образца колодкой; n1 –частота вращения шпинделя машины трения, об/мин; ti – время одногопериода трения, мин.
Для D = 40 мм, ψ = 60°, n1 = 193 об/мин и ti = 30 минпуть трения образца составляет 121265 мм.В результате испытаний были получены значения интенсивностиизнашивания в зависимости от времени трения (Рис. 5.16), которыеприведены в Таблице 27. Интенсивность изнашивания образа с алмазнымвыглаживанием колебалась в пределах от 4,61×10 –7 до 6,45×10 –7.Интенсивность изнашивания образца с макрорельефом находилась вдиапазоне от 5,29×10 –7 до 8,68×10 –7.Средние значения интенсивности изнашивания Il отображены надиаграмме (Рис. 5.17). Средние интенсивности изнашивания выглаженнойповерхности и поверхности с упрочненным макрорельефом находились наодном уровне и составляли 5,26×10 –7 и 5,56×10 –7 соответственно.Из полученных результатов следует, что деформационное упрочнениеметодом ДР позволяет снизить интенсивность изнашивания также, как иобработка алмазным выглаживанием.
Преимуществом метода ДР перед159алмазным выглаживанием является толщина упрочненного макрорельефа,которая может достигать 1,5 мм и более, в то время как толщинаупрочненногомиллиметра.слояКприалмазномпреимуществамвыглаживанииметодаДРсоставляетотноситсядолиравномерноераспределение твердости по толщине макрорельефа. Недостатком алмазноговыглаживания является экспоненциально уменьшающееся по толщинеупрочненного слоя распределение твердости.Результаты измерения коэффициента трения в паре трения «сталь08Х18Н10Т – сталь ШХ15» приведены на диаграмме (Рис. 5.18) и в Таблице28.
На начальных этапах приработки коэффициент трения для образцовимеет максимальные значения и снижается со временем испытания. Какпоказывают результаты испытаний, алмазное выглаживание и метод ДРнезначительно повлияли на коэффициент трения. Высокие значениякоэффициенттрения0,5..0,6объясняютсяадгезионнымхарактеромвзаимодействия в паре трения «сталь 08Х18Н10Т – сталь ШХ15».Пара трения: сталь 08Х18Н10Т – сталь ШХ15Номинальное давление: Pn=2,3 МПаСкорость скольжения: υc= 0,40 м/сПриработкаIl109876543210Смазка: И-20АРежим смазывания:капельный, 4-6 капель в минутуАлмазное выглаживаниеДеформирующее резание0306090120Время испытания, мин150180Рис. 5.16.
Интенсивности изнашивания упрочненных поверхностей на стали08Х18Н10Т в зависимости от времени испытания160Таблица 27.Интенсивность изнашивания образцов из стали 08Х18Н10Т в паре трения сконтртелом из стали ШХ15Интенсивность изнашиванияIl×107ПрираЗначения, используемые приботкарасчете IlсрВремя трения,минОбразец 1(Алм. выглаж.)Образец 2(ДР)СреднеезначениеIlср×107306090120150–6,455,474,615,485,495,268,686,115,45,295,425,56Пара трения: сталь 08Х18Н10Т – сталь ШХ15Номинальное давление: Pn=2,3 МПаСкорость скольжения: υc= 0,40 м/сIl×10675,26Смазка: И-20АРежим смазывания:капельный, 4-6 капель в минуту5,55543210Алмазное выглаживаниеДеформирующее резаниеРис.
5.17. Сравнение интенсивности изнашивания упрочненныхповерхностей на деталях из стали 08Х18Н10Т161Пара трения: сталь 08Х18Н10Т – сталь ШХ15Номинальное давление: Pn=2,3 МПаСкорость скольжения: υc= 0,40 м/сk0,7ПриработкаСмазка: И-20АРежим смазывания:капельный, 4-6 капель в минуту0,60,50,40,30,2Алмазное выглаживание0,1Деформирующее резание00306090120Время испытания, мин150180Рис. 5.18. Изменение коэффициента трения упрочненных поверхностей настали 08Х18Н10Т в зависимости от времени испытанияТаблица 28.Коэффициент трения образцов из стали 08Х18Н10Т в паре трения сконтртелом из стали ШХ15ПриработкаВремя трения,минОбразец 1(Алм.
выглаж.)Образец 2(ДР)Коэффициент трения kтрЗначения, используемые прирасчете kтрСреднеезначениеkтр306090120150–0,520,500,480,480,490,490,590,530,520,490,480,5162ГЛАВА 6. ФОРМИРОВАНИЕ УПРОЧНЕННОГО ПОВЕРХНОСТНОГОМАКРОРЕЛЬЕФА НА СТАЛЯХ МЕТОДОМ ДЕФОРМИРУЮЩЕГОРЕЗАНИЯДля получения упрочненной поверхности методом ДР с цельюповышенияизносостойкостирекомендациипопартренияформированиюразработаныпрактическиедеформационноупрочненногомакрорельефа на цилиндрических поверхностях стальных деталей.6.1.
Требования к обрабатываемому материалу заготовкиРассматривается способ обработки наружной поверхности деталиметодомДРдляформированиядеформационноупрочненногоповерхностного макрорельефа на деталях из конструкционной углеродистой,легированной или высоколегированной стали. Твердость стали в состояниипоставки не должна превышать значение 240 HB, относительное удлинение δне менее 14 %. Материал, неудовлетворяющий данным требованиям,проверяется на устойчивость процесса обработки методом ДР на пробныхпроходах. В Таблице 29 представлены опробованные в данной работе маркисталей, часто используемые в парах трения, на которых проверенавозможность формирования упрочненного макрорельефа методом ДР.Используемые марки сталей должны быть сертифицированы по химическомусоставу, относительному удлинению и твердости.
Для ответственных деталейнеобходимопровестивходнойконтрольпопунктам6.2.1 – 6.2.3представленным ниже.Таблица 29.Обрабатываемые методом ДР сталиМарка стали30ХГСА38Х2МЮА08Х18Н10Т12Х18Н10ТГОСТ4543-714543-715949-755949-75Форма поставкиПрокат сортовой стальной горячекатаныйкруглый ГОСТ 2590-20061636.2. Входной контроль материала заготовкиПри входном контроле материал заготовки контролируют последующим параметрам:- химическому составу,- твердости,- относительному удлинению,- поверхностным дефектам,- наличию литейной корки.6.2.1. Определение химического состава сталиХимическийсоставсталиопределяетсярегламентированнымиметодами на пробах материала, подготовленных в соответствии с ГОСТ7565-81.
Проба материала для определения химического состава берется вформе стружки, полученной в результате сверления заготовки. Проба дляспектрального анализа изготовляется в виде плоских дисков, отрезаемых отконтролируемойзаготовкиметодамимеханическойобработки,исключающими изменение структуры и химического состава исследуемогоматериала. Перед получением пробы поверхность заготовки необходимоочиститьотокалины,полностьюудалитьобезуглероженныйилинауглероженный поверхностный слой.Для получения образцов стружки из проката круглого сечениянеобходимо высверлить материал в поперечном сечении вдоль оси заготовки(Рис.
6.1, а, б) или перпендикулярно ее оси (Рис. 6.1, в, г). Сверлениерекомендуется осуществлять сверлами диаметров от 5 до 10 мм на глубинуот 50 до 70 мм. При диаметре проката от 100 мм до 500 мм сверлениепроводить по схеме, представленной на Рис. 6.1, а. При диаметре прокатасвыше 500 мм взятие проб производить по схеме, представленной наРис.
6.1, б. При диаметре заготовки от 40 мм до 100 мм взятие пробпроводить по схеме, представленной на Рис. 6.1, в. При малом сечениизаготовки, до 40 мм, получение проб проводить при сквозном сверлениизаготовки перпендикулярно ее оси (Рис. 6.1, г).164100 мм < D ≤ 500 мD > 500 ммa)мб)40 мм < D ≤ 100 ммD ≤ 40 ммв)г)Рис. 6.1. Схемы отбора проб материала для проведения химического анализагорячекатаного проката круглого сеченияСпектральный анализ материала заготовок проводить на образцах ввиде плоских дисков, вырезанных из заготовок круглого сечения.
Привырезке образцов использовать методы механической обработки резанием сисключением теплового воздействия на поверхностный слой заготовки.165Толщина образцов не регламентируется. Спектральный анализ исследуемогоматериала проводить в соответствии с ГОСТ 18895-97.6.2.2. Контроль твердости обрабатываемого материалаКонтроль твердости обрабатываемого материала проводить по методуБринелля в соответствии с ГОСТ 9012-59. С этой целью необходимо:1) Изготовить образцы для контроля твердости.
Толщина образцадолжна быть больше глубины отпечатка в 8 и более раз.Рекомендуемые размеры образцов и требования по шероховатостивыполнить в соответствии с ГОСТ 9012-59.2) На образцах выполнить не менее пяти измерений твердости.3) За результирующее значение твердости материала принять среднееарифметическое значение.4) Заполнить протокол измерения твердости (Таблица 30).Недопускаетсяизмерятьтвердостьнепосредственнонаобрабатываемой поверхности.Таблица 30.Протокол измерения твердостиПротокол измерения твердости по БринеллюНаименование материала ______________________ Марка ______________Обозначение Диаметробразца...УсилиеПродолжительность Числошарика, мм вдавливания, Н выдержки, с.........твердости...Среднее арифметическое число твердости _____________________________6.2.3. Измерение относительного удлиненияИзмерение относительного удлинения материала заготовки проводитьв соответствии с ГОСТ 1497-84. Для этого необходимо выполнитьследующее.1) Произвести отбор проб материала в соответствии с ГОСТ 7564-97.1662) Изготовить образцы в соответствии с ГОСТ 1497-84.3) Провести испытания образцов в количестве не менее пяти.4) За результирующее значение относительного удлинения принятьсреднее арифметическое значение выполненных измерений.5) Результаты измерений занести в протокол испытаний (Таблица 31).Таблица 31.Форма протокола испытаний на растяжениеПротокол испытаний для определения относительного удлинения приразрывеНаименование материала_____________________Марка________________ОбразецНачальный ДиаметрНачальнаяКонечнаяОтносительноедиаметр d0, послерасчетнаярасчетнаяудлинение δ,ммразрывадлина l0,длина lk,%dk, мммммм..................Среднее арифметическое значение____________________________________6.3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
