Куксенова_Методы исследования поверхностных слоев (831911), страница 10
Текст из файла (страница 10)
При различных видах движения в парепроводят сравнительные испытания при ступенчато повышаемыхдавлениях до появления катастрофических износов образцов, задиров или значительного повышения коэффициента трения. О несущей способности пары судят по предельно допустимому значениюдавления, предшествующему износу пары. О износостойкости материалов судят по интенсивности изнашивания, определяемой попотере массы каждого из образцов пары при определенном значении давления. Метод применяют для сравнительных испытаниймасел, пластичных смазок и присадок к смазочным материаламв парах трения из разных конструкционных материалов. Этотметод допускает также проведение сравнительных испытанийразнообразных материалов после поверхностных обработок (вчастности, азотирования).Метод испытаний сопряжения «торец поршневого кольца — канавка поршня».
При одинаковых условиях осуществляют возвратно-поступательное движение одной из деталей парыотносительно другой с малыми перемещениями при смазываниисмазочными материалами. В процессе испытаний определяют силу трения в контакте испытуемых образцов, износ массы образцови температуру рабочей поверхности образцов.Триботехнические характеристики испытуемых пар трениясравнивают с триботехническими характеристиками эталонныхпар, испытания которых проводят параллельно с испытываемыми.Метод триботехнических испытаний сопряжений «вкладышподшипника — шейка коленчатого вала» (ИМАШ РАН).
Испытания сопряжения проводят при постоянном давлении в контакте врежиме пуска-останова с капельной подачей в зону трения смазочного масла. Регистрируют момент трения, износ массы вкладышей,износ образца-шейки, температуру в зоне трения.2.4. Методы определения износаРассмотрим основные методы оценки износа.Измерение износа по потере массы.
Это наиболее распространенный в практике и простой метод. С его помощью оценивают51износ, связанный с удалением продуктов изнашивания:Δh = Δm/ρAa ,где Δm — потеря массы; ρ — плотность вещества; Аа — площадьповерхности трения. Износ Δh — измеряется в единицах длины(линейный износ), т. е.
представляет собой толщину изношенногослоя.Измерение износа микрометрированием. Размеры образцов вопределенных направлениях до и после трения измеряют микрометром и по разности линейных величин оценивают износ.В практике лабораторных исследований применяют ряд стандартизированных методов оценки износа по ГОСТ 27860–88 «Детали трущихся сопряжений. Методы измерения износа», к которымотносятся следующие.Метод поверхностной активации и радиоактивных марок.Поверхность исследуемой детали или вставок в крупногабаритные детали перед испытаниями подвергают бомбардировке γизлучением, в процессе испытаний измеряют уменьшение интенсивности γ-излучения, по которому оценивают линейный износ.Метод активационного анализа смазочных материалов.
Поверхность испытуемой детали перед испытаниями подвергаютбомбардировке γ-излучением, в процессе испытаний за счет ионизированных продуктов изнашивания увеличивается радиоактивность смазочного материала, по которой судят об износе детали.Метод спектрального анализа смазочных масел. Основан наотборе и анализе проб масла, смазывающего поверхности трения.Оценка износа проводится по уменьшению интенсивности сцинтилляций масла, находящегося под действием источника ионизирующего излучения, по мере увеличения количества продуктов изнашивания в анализируемых пробах масла равного объема.Измерение износа методом профилографирования.
Износопределяют по профилограммам, как разность высот профиля дои после трения.Метод вырезанных лунок. На поверхности трения создаютсяуглубления известной геометрической формы, закономерно сужающиеся в глубину тела детали и позволяющие по уменьшениюих размера на поверхности (при изнашивании детали) оцениватьизнос.52Лунку вырезают передней гранью вращающегося алмазноготрехгранного резца на поверхности образца.
Длину вырезаннойлунки измеряют при помощи микроскопа.Измерив длину лунки на плоской поверхности и зная радиус rот оси вращения резца до его вершины, можно вычислить глубинулунки h = l2 /8r.Схема, показанная на рис. 8, поясняет, как определяется линейный износ плоской поверхности с помощью этого метода. Положим, что начальная длина лунки была равна l1 (поверхность А),ее глубина h1 , а в результате изнашивания получилась новая поверхность Б с длиной лунки l2 и глубиной h2 .
Значение линейногоизноса Δh определяют как разность глубин лунки h1 и h2 :Δh = h1 − h2 = 0,125(l12 − l22 )/r.Рис. 8. Схемы вырезания лунки (а) и измерения износа с помощью вырезанной лунки (б):1 – трехгранный алмазный резец; 2 – исследуемая рабочая поверхность; 3 – вырезанная лунка; XX – ось вращения резца; EF – длина лунки; ОО – радиусвращения вершины резца, А и Б – поверхности трения до и после изнашиванияЕсли лунка вырезана на цилиндрической поверхности так, чтоее длина расположена перпендикулярно к образующей, то глубинулунки для вогнутой поверхности (например, цилиндров двигателей) определяют по формулеh = 0,125l2 (1/r − 1/R),53где R — радиус цилиндрической поверхности, на которой вырезается лунка.Износ цилиндра:1122−.Δh = 0,125(l1 − l2 )r RЕсли же лунка вырезана на цилиндрической выпуклой поверхности так, что ее длина нормальна к образующей (например, нанаружной цилиндрической поверхности поршневого кольца), тоглубину ее определяют по формуле12 1+.h = 0,125lr RТогда износ поршневого кольца11+.Δh = 0,125(l12 − l22 )r RДля вырезания лунки служит специальный вырезающий механизм (ГОСТ 23.301–78).Для нахождения лунок при повторных измерениях предусмотрена система перемещений, позволяющая обозначать координатами место вырезанной лунки и устанавливать прибор так, чтобынавести микроскоп на это место.Следует отметить, что кроме описанных выше способов оценки величины износа, высокую достоверность измерений суммарного износа обеспечивают специальные приспособления, например устройство для непрерывного автоматического фиксирования суммарного износа испытуемых образцов (ГОСТ 23.216–84).Схема устройства показана на рис.
9. Устройство работает следующим образом. В результате износа испытуемых образцов происходит опускание штока и перемещение связанного с ним ползунка потенциометра, что приводит к разбалансировке мостовой схемы и нарегистрирующий прибор подается сигнал, прямо пропорциональный изменению размеров образцов (суммарному линейному износу). Максимальная чувствительность устройства равна 0,5 мкм.54Рис. 9.
Схема устройства для непрерывного автоматического фиксирования суммарного износа испытуемых образцов:1 – герметичная крышка корпуса; 2 – потенциометр; 3 – ползунок потенциометра; 4 – шток; 5 – корпус; 6 – камера с испытуемой парой трения; 7 – рычагнагружения; 8, 9 – испытуемые образцы2.5. Методы оценки коэффициента тренияГОСТ 27640–88 «Материалы конструкционные и смазочные.Методы экспериментальной оценки коэффициента трения» содержит описания методов определения прочности адгезионной связитвердых тел при трении; определения коэффициента трения приударе и оценки коэффициента трения качения.Метод определения прочности адгезионной связи твердых тел.Цилиндрический образец с торцом сферической формы из болеетвердого материала исследуемого сочетания трущихся материаловустанавливают в направлении нормали к поверхности плоскогоконтробразца из менее твердого материала, вдавливают с силой,вызывающей пластическую деформацию последнего, вращают относительно оси, направленной по нормали к поверхности контробразца, измеряют моменты, развиваемые силами трения в контакте образца и контробразца, разгружают образцы и измеряютразмеры отпечатков на контробразце.
Затем испытание повторя55ют при другой нагрузке и по результатам измерений определяютпрочность адгезионной связи.Метод определения коэффициента трения при ударе. Свободно падающий с заданной высоты вращающийся с требуемой частотой вокруг горизонтальной оси образец соударяется с горизонтальной плоскостью неподвижного образца, отскакивает от него.По значениям длины и продолжительности полета вращающегосяобразца в результате отскока от неподвижного вычисляют коэффициент трения.Метод оценки коэффициента трения качения.
Заключается визмерении затухающих во времени амплитуд свободных колебаниймаятника со стальными шаровыми опорами, установленными наплоской поверхности образца из исследуемого материала.Современное триботехническое оборудование оснащается компьютеризированными средствами измерения коэффициентов трения, основанными на методах преобразования неэлектрическихфизических величин в электрические величины [24].2.6. Критерии оценки результатов испытанийОсновными критериями оценки триботехнических характеристик являются интенсивность изнашивания (критерий износостойкости) и коэффициент трения (критерий механических потерь притрении — отношение силы трения к значению нормальной силы).По ГОСТ 27674–88 интенсивность изнашивания Ih — это отношение толщины изношенного слоя h к пути L, на котором онопроисходило, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
