страница - 60
<5J
г)
"7777777.
ж)
Рис. 2.3.38. Схемы образцов для различных машин трения
Г Испытания на изнашивание
-I -
Выбор смазочных материалов
Материалов (образцов)
Кинематических пар (пар трения)!
Узлов машин
На испытательных машинах и установках
Машин
I
Лаборатор
ные (стендовые)
Универсальных
Специальных и специализированных
Моделирующих динамические и тепловые условия работы
Критическая температура смазки
В нормальных условиях
В экстремальных условиях
I
Малогабаритные модели
[Получение триботехнических харатеристик, сравнительные испытания [
Эксплуатационные
В специально созданных условиях
В обычных условиях
Обобщение экспериментальных данных. Создание банка данных. Рис. 2.3.39. Классификация испытаний на изнашивание
также в связи с повышенной опасностью схватывания контактирующих материалов из-за разрушения масляных пленок и покрытий. В ряде случаев дополнительно требуется обеспечить геометрическое подобие испытываемых образцов и деталей проектируемой машины. Задачами испытаний на трение являются:
-определение усилий трения и расчет с их помощью коэффициентов трения;
-совершенствование способов расчета коэффициентов трения и сцепления, более точный учет влияния на трение твердости, микро- и макроструктуры поверхностного
слоя, скорости скольжения, температурных характеристик, упругости контактирующих образцов, характеристик смазочных материалов и покрытий;
- изучение явлений схватывания, определение наибольшей и граничной величин сил трения. Под наибольшей силой здесь понимается сила трения покоя, любое превышение которой ведет к возникновению движения.
Испытания на изнашивание проводятся с целью получения данных для совершенствования методов расчета и моделирования процес-
сов трения и изнашивания, определения конструктивных параметров пар трения, сравнения различных конструкций с целью выбора оптимальных вариантов, а также для уточнения оптимальных условий эксплуатации, сроков и объема ремонтных работ.
На практике проводят испытания на изнашивание: материалов (образцов), климатических пар трения, отдельных узлов машин, а также фрикционных пар машин в процессе их эксплуатации в обычных или специально созданных стендовых условиях (рис. 2.3.39).
Имитация материалов на образцах проводится в лабораторных условиях, не имитирующих или имитирующих условия их службы - они предназначены для изучения самого процесса трения и изнашивания, определения классов износостойкости (табл. 2.3.14) характеристик материалов трущихся пар, применяемой смазки или абразивной среды.
2.3.14. Шкала классов износостойкости
Класс | Скорость изнашивания V, мкм/с | Износостойкость Ih |
3 | 10° - 101 | ю-4 - 10"3 |
4 | 10"1 - 10° | ю-3 - ю-4 |
5 | Ю-2 - Ю-1 | ю-* - 10"5 |
6 | Ю-3 - Ю-2 | ю-7 - 10"6 |
7 | Ю-4 - Ю-3 | ю-8 - ю-7 |
8 | ю-5 - ю-4 | Ю-9 . 10-8 |
9 | ю6 - ю-5 | 10-ю ю-9 |
10 | ю-7 - 10"6 | 10-п - 10-ю |
11 | ю-8 - ю-7 | Ю-12 . ю-11 |
12 | ю-9 - ю-8 | Ю-13 „ ю-12 |
Нередко проводятся испытания климатических пар или узлов трения (например, шариковых и роликовых подшипников) на специально созданных установках. Эти испытания позволяют более подробно изучить виды изнашивания и дают более близкие результаты к эксплуатационным испытаниям, например позволяют выявить условия возникновения отслаивания или выкрашивания материала. Однако они не учитывают динамические и тепловые условия работы узла в машине.
Этот недостаток устраняется при применении установок, построенных с использованием критериев подобия и воспроизводящих с помощью этих критериев более привычные условия испытаний.
Для воспроизведения динамических условий работы узла в машине измеряются упругие свойства и моменты инерции многомассовой системы стенда. При этом получают данные, существенно приближенные к условиям стендовых испытаний машины. Испытания машин в лабораторных условиях дорогостоящи и не всегда возможны (особенно для больших по размерам машин). В этих случаях их заменяют эксплуатационными испытаниями. При специально созданных условиях и заранее заданных режимах эти испытания дают более однородные данные (например, для автомобиля), чем чисто эксплуатационные, где условия работы часто трудно регламентировать и точно зафиксировать.
Автоматизация сложных машин и включение в их системы управления большого числа датчиков создают для этого более благоприятные условия.
Вспучивание
Рис. 2.3.40. Метод отпечатков (пирамида Виккерса) (а) и метод вырезанных лунок (резцом) (б):
~> Лиз м = Л0 ~п\
Износ фрикционных пар периодически (или непрерывно) измеряется по сближению изношенных поверхностей. Однако неравномерность износа (например, направляющих
скольжения) делает необходимым измерение местного износа. Местный износ измеряют, применяя методы отпечаток или вырезанных лунок (рис. 2.3.40).
При применении методов отпечатков возникает выпучивание материала и для точного измерения диагонали полученного отпечатка (до начала износа) необходимо удаление части материала (размер Q.
При вырезании лунки резцом по радиусу г такого выпучивания не происходит и подготовки поверхности трения не требуется. По длинам лунки до и после износа (Iq и 1\) рассчитывается глубина изношенного слоя ЛИзн-
1-я ступень | Выявление области применения пары трения | |
Фрикционно- | ||
износные | ||
характеристики | 2-я ступень | Определение фрикционно-износных характеристик при |
узла | заданном конструктивном оформлении узла трения | |
трения | ||
3-я ступень | Оценка влияния конструкции машин на фрикционно- | |
износные характеристики пары трения |
Рис. 2.3.41. Рациональный цикл последовательных испытаний триботехнических материалов
Определение триботех-{ нических констант
Испытания на трение
износ наиболее распространенных пар трения
Корректный выбор объектов для основных испытаний
По определяющему параметру
Исследовательские испытания
Модельные исследования!
Комплексные
Модели
В экстемаль-ных условиях
Граничные условия
Сложные однородные
Зубчатые передачи, подшипники (гидродинамическая смазка)!
Определительные натурные испытания
Эксплуатационные испытания
Анализ безразмерных критериев подобия
Сложные неоднородные
Учет тепловыделения,
динамических
параметров
Тормоза муфты
Рис. 2.3.42. Виды и последовательность испытаний
Для решения более частных задач ограничиваются трехступенчатым построением цикла испытаний. В данном случае (рис. 2.3.41) определяется и уточняется область применения пары трения из исследуемого материала. Результаты каждого этапа влияют на постановку задач для последующих этапов.
При оценке влияния срока службы по износу машин следует учитывать случайность
изменения усилий нагружения триботехнических деталей и их несущей способности. Изменение этих параметров, связанное с условиями эксплуатации и качеством изготовления и сборки деталей, может значительно уменьшить срок службы и затруднить получение объективной информации в ремонтных подразделениях машиностроительных заводов и в ремонтных мастерских различного профиля. Поэто-
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56] [стр.57] [стр.58] [стр.59] [стр.60] [стр.61] [стр.62] [стр.63] [стр.64] [стр.65] [стр.66] [стр.67] [стр.68] [стр.69] [стр.70] [стр.71] [стр.72] [стр.73] [стр.74] [стр.75] [стр.76] [стр.77] [стр.78] [стр.79] [стр.80] [стр.81] [стр.82] [стр.83] [стр.84] [стр.85] [стр.86] [стр.87] [стр.88] [стр.89] [стр.90] [стр.91] [стр.92] [стр.93] [стр.94] [стр.95] [стр.96] [стр.97] [стр.98] [стр.99] [стр.100] [стр.101] [стр.102] [стр.103] [стр.104] [стр.105] [стр.106] [стр.107] [стр.108] [стр.109] [стр.110] [стр.111] [стр.112] [стр.113] [стр.114] [стр.115] [стр.116] [стр.117] [стр.118] [стр.119] [стр.120] [стр.121] [стр.122] [стр.123] [стр.124] [стр.125] [стр.126] [стр.127] [стр.128] [стр.129] [стр.130] [стр.131] [стр.132] [стр.133] [стр.134] [стр.135] [стр.136] [стр.137] [стр.138] [стр.139] [стр.140] [стр.141] [стр.142] [стр.143] [стр.144] [стр.145] [стр.146] [стр.147] [стр.148] [стр.149] [стр.150] [стр.151]