Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Спосіб дослідження антифрикційних характеристик матеріалів, який полягає в тому, що формують пару тертя з циліндричного зразка і контрзрззка з досліджуваного матеріалу, навантажують її, приводять у відносний зворотно-обертовий рух за допомогою маятника і фіксують довжину шляху ковзання в парі тертя, по якому визначають коефіцієнт тертя, який відрізняється тим, що робоча поверхня контрзразка виконана у вигляді двох площин, розміщених V-подібно і симетрично до вертикальної осі, зразок виконаний у вигляді циліндра зв'язаного з маятником, а зміна нормального навантаження здійснюється за рахунок зміни кута між цими площинами.

Текст

Винахід відноситься до області дослідження триботехнічних властивостей матеріалів і може бути використаний для експрес-оцінки антифрикційних характеристик матеріалів і покрить, що використовуються в підшипниках ковзання, напрямних, торцьових парах тетря і т.п. Відомий спосіб експрес-оцінки коефіцієнту тертя (Экспериментальное изучение параметров удельной силы трения нитридных покрытий при повышенных температурах. Г усев А.Ф., Нестерова И.Н. // Межвузовский сборник научных трудов: "Ме ханика и физика контактного взаимодействия" - Тверь. - 1990. - С. 53-56), який полягає в тому, що формують пару тертя: куля-площина. Куля у відомому пристрої закріплюється на кінці горизонтально розміщеної балки, яка підвішена на двох тонких нитках і зрівноважується противагою. Нормальне навантаження між елементами пари тертя створюється за рахунок тягарів, що прикладаються до кулі. Переміщення в парі тертя здійснюють за рахунок надання зразку-площині руху в горизонтальному напрямку за допомогою мікрометричного гвинта. Про коефіцієнт тертя судять по величині зміщення площини до моменту початку взаємного переміщення між елементами пари тертя. Особливість використання відомого пристрою полягає в тому, що область його використання суттєво обмежена класом трибоспряження куля-площина. Відомий також спосіб експрес-оцінки антифрикційних властивостей матеріалів (Упрочнение поверхностей деталей комбинированными способами / Бойцов А.Г., Машков В.Н., Смоленцев В.А. и др. - М.: Машиностроение, 1991. - С. 102-103, рис. 45), який полягає в тому, що формують вузол тертя з дво х кільцевих зразків, що контактують торцьовими поверхнями, навантажують вузол нормальною силою, яку прикладають до рухомого зразку за допомогою тягарів через важіль і упорний підшипник, і приводять у відносний зворотнообертовий рух за допомогою маятника. Про антифрикційні властивості матеріалів пари тертя судять по параметрах коливання маятника, а саме по переходу потенціальної енергії відхиленого маятника в роботу сил тертя. Для цього маятник оснащений пристроєм для визначення шляху тертя, який і складається з системи зубчати х коліс, храповиків, собачки і індикатора, який дозволяє виміряти довжину шляху тертя у вузлі. Коефіцієнт тертя розраховують по формулі, в яку крім довжини шляху тертя входять параметри маятника і кут відхилення від початкового положення. Використання відомого способу має певні обмеження. Зокрема, він передбачає випробовування матеріалів при терті зразків по торцях. Це приводить до того, що точки на робочій поверхні зразку розміщені на різних радіусах, проходять різний шлях в процесі випробовування, що ставить під сумнів коректність використання запропонованої формули для обчислення коефіцієнту тертя. Крім того, прикладання нормального навантаження від тягарів передбачає наявність упорного підшипника, який вносить свою долю в сумарний коефіцієнт тертя, врахування якої вимагає складних розрахунків або численних попередніх тарировочних досліджень. При виборі матеріалів для трибоспряжень, методів їх обробки і визначенні оптимальних режимів зміцнення, коли мають справу з великим об'ємом досліджень і численними чинниками, що знаходяться у складній взаємодії, необхідно прискорити процес отримання даних про антифрикційні властивості поверхневих шарів. Така інформація, отримана при експрес випробуваннях носить порівняльний характер, однак, опираючись на н,еї, на основі практичного досвіду, аналізу конструктивних параметрів, розробки математичних моделей, можна з певною достовірністю прогнозувати роботоздатність і ресурс трибоспряжень. В зв'язку з цим стає актуальною задача розробки способів оцінки антифрикційних властивостей матеріалів, покрить і мастильних матеріалів, які б мали характер експрес-методів, тобто і були достатньо оперативними, простими і вимагали малу тр удоємкість для отримки кількісних оцінок. В основу винаходу покладено завдання розробити простий і надійний спосіб дослідження антифрикційних властивостей матеріалів, з високою достовірністю і стабільністю результатів. Поставлена задача досягається тим, що у відомому способі дослідження антифрикційних характеристик матеріалів, який полягає в тому, що формують пару тертя з циліндричного зразка і контрзразка з досліджуваного матеріалу, навантажують її, приводять у відносний зворотно-обертовий рух за допомогою маятника і фіксують довжину шляху тертя в парі тертя, по якому визначають коефіцієнт тертя, робоча поверхня контрзразка виконана у вигляді двох площин, розміщених V-подібно і симетрично до вертикальної осі, а зміна нормального навантаження здійснюється за рахунок зміни кута між цими площинами. Виконання контрзразка у вигляді дво х V-подібно розміщених пластин дозволяє організувати тертя ковзання по твірній циліндричного зразка 1 тим самим однозначно визначитись з шляхом в парі тертя. Крім того, таке виконання зразку дозволяє змінювати нормальне навантаження в парі тертя без всяких додаткових навантажень і без зміни параметрів самого маятника. Розміщення зразків симетрично до вертикальної осі забезпечує рівність навантажень між циліндричним зразком і кожною з площин. На кресленні представлений пристрій, який реалізує запропонований спосіб дослідження антифрикційних характеристик матеріалів. Пристрій складається з корпусу 1, досліджуваної пари тертя, що містить циліндричний зразок 2 і контрзразок у вигляді двох пластин 3 розміщених V-подібно, маятника 4, ємності 5 для оливи 6, механізмів зміни кута 7 між пластинами і лічильника довжини шляху тертя 8. Крім того, пристрій може містити і іншу контрольно-вимірювальну апаратуру (на кресленні не показано) для більш повного дослідження процесів трибовзаємодії -вимірювання температури, як в об'ємі оливової ванни, так і в зоні тертя і акустичної емісії, електричних явищ і т.п. Спосіб реалізують таким чином. Пару тертя з циліндричного зразка 2 і контрзразка у вигляді дво х пластин З, розміщених V-подібно і виготовлених з досліджуваного матеріалу, встановлюють в ємність 5. За,допомогою механізмів 7 змінюють кут а між пластинами 3. При цьому навантаження в парі тертя Ρ визначається з залежності де m - маса системи: маятник 4 і зразок 2; g - прискорення вільного падіння. Для забезпечення рівномірності навантаження між зразком 2 і кожної з пластин З необхідно їх симетричне розміщення відносно вертикальної осі: a 1 =a 2. Маятник 4 відводиться в крайнє положення (кут β), відпускається і починає здійснювати коливання. При цьому відбувається тертя в парі 2-3, внаслідок чого коливання маятника затухаючі. Втрата потенційної енергії маятника Іде на роботу пари тертя. В залежності від антифрикційних властивостей пари тертя, які в свою чергу залежать від матеріалів пари тертя, мікрогеометрії поверхні і змащування, будуть мінятись ! параметри коливання маятника 4, зокрема - декремент затухання. За допомогою лічильника 8 визначають довжину шляху тертя L і з відомої залежності знаходять коефіцієнт тертя f де m - маса маятника; Іпр - приведена довжина маятника; β - кут початкового відхилення маятника від положення рівноваги. Такі випробування проводять для різних значень кута a між пластинами 3 контрзразка і тим самим отримують залежність коефіцієнту тертя від нормального навантаження для досліджуваного матеріалу, що важливо при виборі матеріалів для пар тертя підшипників, торцьових ущільнень і т.д. Даний спосіб можна використати для дослідження антифрикційних властивостей олив і консистентних змазок. Для цього випробування по вищеприведеній схемі проводяться на одній парі тертя для різних досліджуваних мастильних середовищ і таким чином ранжують їх по антифрикційних властивостях. Використання запропонованого способу дозволить проводити експрес-оцінку антифрикційних властивостей матеріалів (як конструкційних, так і мастильних) при мінімальних затратах часу і кількості досліджуваних зразків.

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for investigation of anti-friction characteristics of materials

Автори англійською

Poraiko Yurii Ivanovych, Burda Myroslav Yosypovych, Klymyshyn Yaroslav Danylovych, Herasymiv Hrygorii Vasyliovych

Назва патенту російською

Способ исследования антифрикционных характеристик материалов

Автори російською

Порайко Юрий Иванович, Бурда Мирослав Иосифович, Климишин Ярослав Данилович, Гарасимив Григорий Васильевич

МПК / Мітки

МПК: G01N 19/02

Мітки: характеристик, дослідження, матеріалів, спосіб, антифрикційних

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/2-18113-sposib-doslidzhennya-antifrikcijjnikh-kharakteristik-materialiv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб дослідження антифрикційних характеристик матеріалів</a>

Подібні патенти