страница - 61
му испытания триботехнических узлов в специально созданных условиях, соответствующих условиям их работы в машине, имеет большое значение для оценки рациональной области их применения.
На рис. 2.3.42 приведены виды и последовательность испытаний для широко применяемых пар трения: зубчатых передач и подшипников с гидродинамической смазкой, для которых пригодны сложные однородные мо-
дели, и для тормозов и муфт, для которых характерны сложные неоднородные модели, требующие учета влияния на процесс изнашивания технологических и динамических параметров.
Ускоренные испытания на изнашивание
позволяют в короткие сроки получить данные, необходимые для проектирования узлов трения и дают возможность понизить стоимость эксперимента.
Управление циклом испытаний
Ускоренные испытания на изнашивание
I:
Интенсификация режимов
Исключение участков пониженного износа
Сохранение физической природы (подобия) процессов изнашивания
Управление температурой и процессом смазывания
1
Применение физических методов с непрерывной регистрацией параметров
Определение критической нагрузки
Исключение при
планировании
эксперимента
участков като-
строфического
износа
Диагностирование
Акустической эмиссии
Радиоактивных излучений (изотопов)
г Экстрополяция результатов | и определение | . V ....... ч | |||||||
1 | 1 | 1 | i | 1 | |||||
Коэффициентов трения | Скорости и интенсивности изнашивания | Прирабаты-ваемости | Совместимости материалов при трении | Зависимостей интенсивности изнашивания от комплексных критериев подобия | |||||
Рис. 2.3.43. Способы ускорения испытаний
Ускорение испытаний наиболее часто достигается двумя способами (рис. 2.3.43):
1)управлением циклом испытаний с исключением участков пониженного износа, что обычно обеспечивается применением многократного повторяемого цикла пуск-остановка;
2)интенсификацией режимов: скорости и нагрузок (давлений). Под критической" (предельной) нагрузкой понимается нагрузка, при которой сохраняется вид износа, характерный для обычных условий эксплуатации. Определение этих нагрузок при физическом моделировании до начала ускоренных испытаний позволяет повысить их достоверность, исключая участки катастрофического износа.
Важным направлением физического моделирования, ускоряющим проведение испытаний, является построение рациональных циклов последовательных испытаний. Оно основано на системном подходе к проведению испытаний и включает три основных этапа:
- выявление области применения пары трения;
-определение фрикционно-износных характеристик при заданном конструктивном оформлении узла трения;
-оценку влияния конструкции машины на фрикционно-износные характеристики пары трения.
При использовании малогабаритных образцов существенно уменьшается не только стоимость, но и продолжительность основных этапов этих испытаний.
Ускоренные испытания смазочных материалов по критериям нагрузки заедания и величины износа проводятся с помощью математической модели разрушения адсорбционных слоев, что значительно уменьшает длительность испытаний. Для проведения ускоренных испытаний применяют физические методы. Преимуществом метода акустической эмиссии (АЭ) при исследовании процессов трения и износа является его универсальность (рис. 2.3.44). Он пригоден для многих пар трения, в том числе из пластмасс, твердых сплавов, бронз, хромоникелевых сталей. Хорошие результаты были получены при контро-
Универсальная испытательная машина трения | Трущаяся пара: сфе- | Датчик АЭ | ||
рический наконечник-торец диска |
Пред-усилитель | Основной усилитель | ||
W | |||
Устройства наблюдения и регистрации
-*-
Дискриминатор
1 | Обработка | ||
Нормализатор импульсов | Интенсивность мощность, спектр сигналов АЭ, комплексные критерии | ||
, .... 1 | V | ||
Амплитудный анализатор | |||
W | |||
Am=K(JSUt) | |||
Рис. 2.3.44. Система АЭ для исследования процесса изнашивания образцов
ле за приработкой пар трения и при диагностировании инструмента. Недостатком, препятствующим широкому применению, является сложность аппаратуры и недостаточная изученность рациональных областей применения и методов обработки экспериментальных данных для различных триботехнических объектов.
При испытании режущего инструмента в зависимости от вида технологического процесса, условий обработки и имеющейся аппаратуры АЭ определяют:
-суммарный счет АЭ - N (количество импульсов, зависящее от выбора порогового напряжения);
-интенсивность (скорость счета сигналов
АЭ) - АГЭ;
-амплитуду АЭ - А;
-амплитудное распределение
Л„=/(ЛГд,),
где At - исследуемый интервал времени;
-суммарный импульс сигнала АЭ
W = ANZ,
где Л £ - суммарная интенсивность;
-коэффициент относительного динамического возмущения;
WH = AN I vpe3 - импульс волн, генерируемых при обработке в зоне резания в единицу времени на единице пути;
ска
где - - интенсивность изменения техноло-
dL
гической повреждаемости; L - путь резания; - мощность акустического излучения
A2NL/N]
р ез>
рез
скорость резания;
где Np ез = Pz Vp е з - мощность резания, где
Pz - составляющая силы резания.
Ускоренные испытания машин с помощью изотопов (активированных деталей машин и инструмента) не получили большого развития в производственных условиях из-за сложности получения образцов и ужесточающихся условий техники безопасности. Они успешно применяются в лабораторных условиях для исследования трущихся пар двигателей и при токарной обработке на металлорежущих станках. Интенсивность износа инструмента определяют по активности стружки. Одним из возможных путей применения является установка свидетелей износа (рис. 2.3.45). Для контроля показаний иногда применяется взвешивание образцов.
Взвешивание образцов показало, что метод измерения радиоактивности продуктов износа при резании позволяет оценить интенсивность изнашивания по начальным участкам кривой износа.
Циклотрон | Свидетели | Испытуемая | Измерение | Взвешивание | ||||
—» | износа | —» | машина | —» | радиоактив- | —» | ||
или детали | или стенд | ности | ||||||
свидетеля |
Образцы
или
детали
И змерение | Обработка | |
радиоактив- | данных | |
ности про- | —1 | |
дуктов | ||
износа |
В смазке
В стружке
Регистрация и визуальное наблюдение
Рве. 2.3.45. Контроль взнося с
(облученные детали машин, свидетели износа, инструмент)
Применение твердосплавного инструмента, облученного на циклотроне, позволило также определить характер его износа по радиоактивности продуктов износа на обрабатываемой детали. Было обнаружено дискретное их отделение и внедрение в поверхность детали. Работа с таким инструментом позволяла сравнивать весовой износ твердосплавных пластинок с измерениями радиоактивности порций стружки в течение всего периода стойкости инструмента. Однако проведение таких испьгганий требует выполнения особых условий техники безопасности в хорошо оснащенных специальных лабораториях.
Машины и стенды для испытаний на трение и изнашивание. Универсальные машины для испьгганий на трение и изнашивание допускают широкое варьирование условий трения. Это достигается благодаря следующему:
-применению образцов различной формы;
-изменению кинематики движения образцов, в частности бесступенчатого регулирования скорости;
-управлению условиями нагружения;
-ряд машин снабжается приспособлениями для проведения испытаний в вакууме или специально подобранной газовой среде, устройствами для измерения температурных условий.
Специализированные машины служат для испытаний применительно к типовым условиям трения отдельных групп деталей, например шариковых подшипников.
Специальные машины воспроизводят частично условия эксплуатации для определенных пар трения. Примеры специализированных стендов и их приборное оснащение, связанное с применением физических методов исследования износа, были приведены выше. Для современных машин и стендов характерна
автоматизация процессов сбора, обработки и регистрации данных об условиях испытаний и полученных результатов испьгганий на трение и износ.
Глава 2.4
ИСПЫТАНИЯ НА АКУСТИЧЕСКИЙ ШУМ И ГЕРМЕТИЧНОСТЬ
2.4.1. ИСПЫТАНИЯ НА АКУСТИЧЕСКИЙ ШУМ
Акустический шум представляет собой беспорядочные механические колебания, амплитуды и фазы которых изменяются во времени. Эти колебания распространяются в газообразной, жидкой и твердой средах.
Источниками акустического шума являются выхлопные струи газотурбинных двигателей, ракетных двигателей, аэрогазодинамические эффекты, вызванные обтеканием летательного аппарата внешним потоком, и т.д.
Возникновение акустического шума приводит к возбуждению механических колебаний соответствующих изделий. Акустический шум может быть вызван вибрацией объектов. Это явление называют акустической вибрацией.
Кратковременные акустические импульсы могут вызываться взрывами, газовыми потоками при прохождении звукового барьера. Воздействие акустического шума на различные изделия вызывает их механическое возбуждение.
Акустический шум может быть случайным, распределенным в широком или узком диапазонах частот, а также содержать дискретные тона или иметь импульсньгй характер. В общем случае акустический шум состоит из
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]