Диссертация (1173124), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Совпадение расчётных 2 по (4.37, 4.38) и экспериментальных значений можно считать удовлетворительным: расхождение составляет ∆ = 1,07 – 34,7% при среднем 14,4 %. Исключение составляют варианты 5 (∆ = 94,1 %), 15(∆ = 29 %), 18 (∆ = 78 %), 19 (∆ = 65,1 %). Эти варианты характеризуютсяповышенными значениями гипсограмм: γ =1,6 (варианты 5, 18), γ =1,65 (вариант 17), γ =1,68 (вариант 19), γ =1,7 (вариант 15); повышенными величинами δ ≥ 0,319 и ≥ 0,52, а также пониженными значениями β /γ ≤0,304.852.
Для вариантов с заметным расхождением расчётных и экспериментальныхпоказателей (см. п. 1) требуется корректирование квадратного уравнения(4.36).Согласно последнему заключению, рассматриваются скорректированныеуравнения видаи2 − + δ = 0(4.40)2 − + Lβ /Lγ = 0,(4.41)в которых свободные члены имеют близкие значения (расхождение ∆δ =0,62 − 11,51 %) и меньшие значения, чем параметра β в уравнении (4.36).Решениями уравнений (4.40) и (4.41) являются соответствующие выражения:1,2 = 0,5 ± (0,252 − K δ )0,5,1,2 = 0,5γ ± (0,252 − β /γ )(4.42)0,5.(4.43)Результаты расчётного определения парциального микроизноса по (4.42)и (4.43) приведены в таблице 4.13.Таблица 4.13 – Расчётные значения парциального микроизноса по (4.42)и (4.43)Расчёт по (4.42)№ вари-Расчёт по (4.43)анта12∆1,%∆2 ,%12∆1,%∆2 ,%21,2400,25917,1829,041,2380,26217,0428,2231,2280,26217,9226,731,2230,26717,5825,4251,3490,25111,6416,331,3800,22013,624,55151,4860,21418,6416,941,5050,19519,676,56171,4260,22415,1525,331,4400,21115,9729,83181,3630,23712,553,491,3800,22013,623,90191,4620,21810,473,111,4760,2049,309,30Среднее расхождение ∆17,28Среднее расхождение ∆15,40Из анализа результатов таблицы 4.13 следуют выводы:1.
Расчёт по формуле (4.42) для вариантов 5, 15, 18 и 19 привёл к снижениюрасхождений с экспериментальными значениями соответственно с 94,1 до8616,33%; с 29 до 16,94%; с 78 до 3,49%; с 65,1 до 3,11%. Расчёт по (4.43) показал снижение расхождений для указанных вариантов соответственно до 4,55;6,56; 3,90; 9,3%. Средние расхождение с экспериментальными значениямисоставляют 17,28 и 15,4%.Следовательно, решения (4.42) и (4.43) по степени совпадения с фактическими параметрами практически равноценны.2. Вычисления по (4.42) и (4.43) для вариантов 2, 3, и 17 дают некоторое снижение расхождений с экспериментальными значениями по сравнению срасчётными величинами по (4.38): при расчёте по (4.42) с 29,6 до 29,04%; с34,7 до 26,73%; с 28,3 до 25,33%; при расчёте по (4.43) соответственно до28,22%, 25,42%, 29,33% (увеличение на 3,6%).
Таким образом, предельныеотклонения ∆ = 25,33 – 34,7 для указанных вариантов достигаются при использовании каждой из формул (4.38), (4.42), (4.43).3. При равноценности результатов расчётов по (4.42) и (4.43), указанной в п.1.,более оперативным следует признать расчёт по (4.43) из-за простоты и лёгкости оценки γ и β ; для расчёта по (4.42) необходимо предварительно определять значения , δ и δ .Графическая зависимость экспериментальных параметров от величин , рассчитанных по формулам (4.38), (4.42), (4.43), иллюстрируется на рисунок4.4.
= 2,167( − 0,25), = 2,167( − 0,1).(4.44)87Рисунок 4.4 – Взаимосвязь экспериментальных a и расчетных ap парциальныхвеличин микроизноса: o – по (4.38), ∆- по (4.42), х - по (4.43).Заслуживает внимания зависимость парциального микроизноса от параметра гипсограммы γ (рисунок 4.3). Её можно рассматривать в виде трех степенных зависимостей, каждая из которых характеризует варианты поверхностей трения с парциальными величинами = 0,5, > 0,5 и < 0,5.
Согласно [41],этим условиям соответствуют различные механизмы изнашивания металлов: при0,55 ≤ ≤ 1 – вязкое или хрупкое микрорезание (МР); при 0,325 ≤ ≤ 0,55 –малоцикловая усталость (МЦУ); при 0 < ≤ 0,25 – многоцикловая усталость(МнЦУ). Как видно (см. рисунок 4.3), при γ ≥ 1,6 металлы вариантов 5, 15, 18, 19изнашиваются по ведущему механизму МнЦУ. Варианты 8, 10, 11, 12, 20 – по механизму МР, варианты 1, 2, 3, 4, 6, 7, 9, 13, 14, 16 – по МЦУ, вариант 17 изнашивается по смешанному механизму МЦУ и МнЦУ.Исходя из зависимости = (γ ), можно рассмотреть комплексный критерий механизма изнашивания = , входящий в уравнения (4.36), (4.40) и(4.41). Из полученных фактических значений и критерия можно полагать, что ведущим механизмам микрорезания соответствует интервал = 0,87 − 0,91; малоцикловой усталости = 0,66 − 0,78; многоцикловой усталости = 0,311 −880,366.
В промежуточных интервалах предполагаются смешанные механизмы изнашивания.Обращает на себя внимание соответствие пределов указанных интерваловгармоническим значениям золотой пропорции [87]:0,366 ≈ 0,382; 0,66 ≈ 0,382 0,5 = 0,618; 0,78 ≈ 0,618 0,5 = 0,786; 0,87 ≈0,7860,5= 0,887; 0,91 ≈ 0,8870,5= 0,942.По-видимому, для оценки механизма изнашивания можно принять гармонические критериальные интервалы. ≤ 0,382, 0,618 ≤ ≤ 0,786, 0,887 ≤ ≤ 0,942.Общий вывод.Условиями применимости представленных формул можно считать следующие: при γ < 1,50 и полюсном сближении ℇp > 0,382 рекомендуется (4.37), приγ < 1,50 и ℇp < 0,382 - (4.42) и (4.43).При > 0,5 и ≤ 1,55 изнашивание происходит по механизму микрорезания (МР), при 0,325 ≤ ≤ 0,55 и γ ≤ 1,55 −малоцикловой усталости (МЦУ),при ≤ 0,25 и γ ≥ 1,6 – многоцикловая усталость (МнЦУ).
Предлагается комплексный критерий механизма изнашивания = .4.9.Выводы по главе 41. Рациональным методом расчета КПД трибосистем выбран способ среднегоприведенного радиуса Ram парциальных величин микроизноса Da и микрометалла Dm.2. КПД трибосистем можно оценить с помощью гипсограммы и коэффициентатрения покоя (сцепления). Сходимость расчетных значений КПД по предлагаемым способам (Ram, η1, η2) вполне удовлетворительна: расхождение непревышает 5%.3. С целью идентификации механизмов изнашивания элементов трибосистемпредлагается триограмма микрорезания, малоцикловой и многоцикловойусталости:89При > 0,5 и γ ≤ 1,55 изнашивание происходит по механизму микрорезания (МР), при 0,325 ≤ ≤ 0,55 и Lγ ≤ 1,55 −малоцикловой усталости(МЦУ), при ≤ 0,25 и γ ≥ 1,6 – многоцикловая усталость (МнЦУ).
Предлагается комплексный критерий механизма изнашивания = Da Lγ .4. Трибоадаптивный критерий = · (при > 1) и = / (при < 1) практически совпадают с гармоническим критерием γ = 0,618. Посредством критерия отмечается взаимосвязь триботехнических показателей, свидетельствующая о самоприспособляемости (самоорганизации) трибосистемы к внешнему воздействию.90ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКОГОИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ5.1.Критериальная оценка и выбор рекомендуемых наплавленныхметаллов дробящих плитДля обоснованного выбора наплавленных металлов с целью повышения износостойкости и долговечности дробящих плит рекомендуются следующие критерии:1.
Критерий износа парциальных величин микроизноса Da и микрометалла Dmв сочетании с квадратом бицентроиды Lβ2 Pam = Da·Dm/ Lβ2 (см. 4.1).2. Критерий Pc, учитывающий микротопографию и прочностно-пластическиепоказатели поверхности трения Pc = С· Pam (см. 4.3).3. Критерий абразивной износостойкости поверхностей трения Ɛ (см. 4.6), учитывающий парциальный и микрометалл Dm, относительную твердость трущихся металлов KT и показатель фрикционной усталости t: Ɛ = Dm· KTt.4. Трибоадаптивный критерий Ta (см. 4.7), характеризующий адаптационныеизменения исходных свойств трущихся тел посредством относительной полюсной опорной линии tpp и трибодеформационного упрочнения Ks: Ta = tpp·Ks.5. Комплексный критерий механизма изнашивания Km (см.
4.8), позволяющийидентифицировать механизм изнашивания: = .Критерий Pam отражает характер силового нагружения поверхности трения.С увеличением критерия износ неподвижной дробящей плиты линейно возрастает,износ подвижной плиты линейно уменьшается; в первом случае превалируютнапряжения разрушения, во втором – напряжения сжатия. По данному критериюустановлены наиболее износостойкие металлы: для неподвижной плиты наплавкаэлектродом ЦН-16, для подвижной плиты – наплавка электродом Т-590 (см. таблицу 4.1).91Критерий Рс при увеличении характеризует линейное увеличение износа неподвижной плиты и повышение износа подвижной плиты.
Этот критерий позволяет разделить наплавочные материалы на малоэффективные и эффективные, выбрать из последних рациональные наплавки: для неподвижной плиты электрод ЦН16, для подвижной электрод КБХ-45 (Т-620) (см. таблицу 4.2).Критерий Ɛ отражает основные механизмы изнашивания наплавленных металлов: наибольшие значения критерия соответствуют изнашиванию по механизмумногоцикловой усталости (высокая износостойкость), наибольшие значения – помеханизму микрорезания (низкая износостойкость).Дублирующими критерий Ɛ являются критерии Ɛ1=1/Da·η и Ɛ2=Lγ/Da, учитывающие соответственно КПД (η) и относительную длину кривой опорной линии Lγ(гипсограммы). Использование критерия Ɛ2 предпочтительно по простоте и оперативности вычисления.
Посредством его относительная износостойкость металловможет оцениваться по 10-ти бальной шкале: большему значению соответствуетбольшая износостойкость.Трибоадаптивный критерий Ta может служить показатели механизмов упрочнения при Ta=tpp· Ks или разупрочнения при Ta=tpp/Ks, принимая в обоих случаяхзначения, близкие к гармоническому показателю Tγ=0,618. Тем самым подтверждается процесс самоорганизации трибосистемы при внешнем воздействии.Комплексный критерий механизма изнашивания = γ может служитьдля идентификации механизма изнашивания:для МР0,887 ≤ ≤ 0,942,для МЦУ0,618 ≤ ≤ 0,786,для МнЦУ ≤ 0,382.Разработанные критерии не противоречат друг другу и находятся в удовлетворительном соответствии, позволяя обоснованнее выбрать рациональный материал и упрочняющую технологию для соответствующих рабочих зон дробящихплит.92Так, для входной зоны неподвижной плиты по принятым критериям выбраныизносостойкие наплавки Т-620 и ЭН-60М.Для подвижной плиты выбраны наплавки электродами ВСН-8, ВСН-8, ЭН60М для входной, средней и выходной зон соответственно.Альтернативными из исследованной номенклатуры (таблица 5.1) рассматриваются наплавки электродами ЦН-16, Т-590 (для неподвижных плит), КБХ-45,ВСН-9 (для подвижных плит).Таблица 5.1 – Микротвердость (H0) и макротвердость (HRC) наплавленныхметаллов для неподвижных (а) и подвижных (б) дробящих плитМаркаH0, МПаHRCэлектродаМаркаH0, МПаHRCэлектродаа) ВСН-9750060-65б) ВСН-9820060-65ЦН-16920052-57ЦН-16920052-60ОМГ-Н620030ОМГ-Н500025-33Т-590860057-65Т-620970055-62ВСН-11720060-64КБХ-451280059-64ЭН-60М600052-60ЭН-60М600052-60Микроструктуры основных испытанных наплавленных металлов приведеныв Приложении 2.В зависимости от характера структуры изучали следующие типы сплавов:1.
Наплавочные материалы, дающие наплавленный металл с аустенитно-мартенситной основной и мелкими карбидами (электроды ВСН-9, ЦН-16, ВСН11).2. Наплавочные материалы, образующие при наплавке заэвтектические сплавысо структурой, состоящей из первичных карбидов, расположенных в ледебурите (электроды Т-620, КБХ-45, порошковая лента ПЛ-400Х38Г3РТЮ и др.)3. Наплавочные материалы, обеспечивающие получение наплавленного металла с аустенитной структурой (электрод ОМГ-Н).93Для повышения износостойкости и ресурса дробящих плит рекомендуютсянаплавочные материалы п.п. 1 и 2.
Металл, наплавленный электродами ОМГ-Н,проявляет высокую абразивную износостойкость только в условиях ударногонагружения или высоких медленно прилагаемых контактных давлений. Применительно к работе дробящих плит наплавка электродами ОМГ-Н не показала высокойизносостойкости. Рекомендуемая наплавка КБХ-45 превосходит её по износостойкости практически в 2 раза.5.2.Выбор износостойких материалов по адекватным механическими трибомеханическим показателям упрочненияПредельное упрочнение при статическом испытании на разрыв оцениваетсяотношением истинного сопротивления разрыву к пределу текучести = к /σт[5,6].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
