Спосіб вимірювання величини зносу елементів пари тертя

Спосіб вимірювання величини зносу елементів пари тертя при трибовипробовуваннях, який полягає у формуванні на зношуваних парах тертях штучни х баз і визначенні зміни відстаней від цих штучни х баз до зношуваних робочих поверхонь до і після трибовипробовувань, який відрізняється тим, що штучні бази виконують у ви гляді еквідистантних до зношуваних робочих поверхонь канавок, які наносять на бічні поверхні елементів пари тертя, елементи пари тертя під час трибовипробовувань виставляють врівень боковими поверхнями з штучними базами, а зміну відстаней між штучними базами і робочими поверхнями визначають на профілограмах, записаних із відбитків, знятих з місця контакту елементів пари тертя. Винахід відноситься до області трибології, а саме до способів вимірювання зносу при трибовипробуваннях матеріалів та вузлів тертя. Відомий спосіб вимірювання величини зносу елементів трибоспряження при трибовипробовуваннях, який полягає у визначенні втрати маси елементів трибоспряження шляхом їх зважування до і після трибовипробовування [1]. По цих втратах маси, відомій площі тертя кожного елементу трибоспряження визначають величини лінійного зносу. Використання описаного способу обмежується наступними факторами: - необхідність в розбиранні трибоспряження для виконання операції зважування; - при випробуванні крихких матеріалів можливе викришування елементів трибоспряження, що викликає втрату маси не пов'язану зі зношуванням; - неможливість визначення лінійного зносу для матеріалів і покрить, що мають змінну густину по глибині. Відомий також спосіб вимірювання величини зносу - метод штучних баз, який полягає у форму ванні на робочій поверхні заглиблення, яке перевищує величину зносу, і визначенні відстані від дна цього заглиблення (штучної бази) до зношування поверхні до і після трибовипробовувань [2]. Проте використання цього способу має ряд особливостей, як суттєво обмежують область його застосування: - наявність на робочій (зношувальній) поверхні штучної бази (відбитка алмазної піраміди чи вирізаної лунки) в певній мірі спотворює процес тертя, оскільки по краях штучної бази за рахунок крайового ефекту нормальні напруження перевищують середнє загальне [3, cтop. 9], - в заглибленні штучної бази можуть збиратися продукти зношування, що теж в певній мірі порушують картину трибологічних процесів, які реалізуються в зоні тертя; - при випробовуваннях при значних швидкостях ковзання наявність на поверхнях тертя лунок може ініціювати неконтрольоване виникнення розклинюючого гідродинамічного ефекту; - для визначення величини зносу обох елементів пари тертя необхідно її розбирання, що викликає повторну приробку при подальших випробову (19) UA (11) 83513 (13) C2 (21) a200606473 (22) 09.06.2006 (46) 25.07.2008, Бюл.№ 14, 2008 р. (72) КРИЛЬ ЯРОСЛАВ АНТОНОВИЧ, U A, БУРДА МИРОСЛАВ ЙОСИПОВИЧ, UA, ШИНКАР ТАРАС МИ ХАЙЛОВИЧ, UA (73) ІВАНО-ФРАНКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ НАФТИ І Г АЗУ, U A (56) SU 1446535 A1, 23.12.1988 SU 855435, 15.08.1981 SU 1486879 A1, 15.06.1989 SU 1587414 A1, 23.08.1990 RU 2269762 C1, 10.02.2006 GB 2147704 A, 15.05.1985 US 6868711 B2, 22.03.2005 UA 40720 A, 15.08.2001 Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов В.С. Основы расчетов на трение и износ. М.:Машиностроение, 1977. - С.8-9. 3 83513 ваннях, що теж негативно впливатиме на якість випробовувань. В основу винаходу поставлена задача підвищення точності і достовірності вимірювання величини зносу трибоспряження без його розбирання, яка вирішується шляхом особливого розміщення системи штучних баз - вони формуються на бокових (не робочих) поверхнях трибоспряження. Поставлена задача вирішується тим, що в способі вимірювання величини зносу елементів пари тертя при трибовипробовуваннях, який полягає у формуванні на зношуваних елементах пари тертя штучних баз і визначенні зміни відстаней від цих штучни х баз до зношуваних робочих поверхонь до і після трибовипробовувань, згідно винаходу штучні бази виконують у вигляді еквідистантних до зношуваних робочих поверхонь канавок, які наносять на бічні поверхні елементів пари тертя, елементи пари тертя під час трибовипробовувань виставляють врівень боковим поверхням з штучними базами, а зміну відстаней між штучними базами і робочими поверхнями визначають на профілограмах, записаних з відбитків, знятих з місця контакту елементів пари тертя. Виконання штучних баз на бічних поверхнях не впливає на процеси тертя та зношування, які реалізуються на базових елементах трибосистем робочих (зношуваних) поверхнях. Таке розміщення штучних баз підвищить достовірність і надійність отриманої інформації. Формування штучни х баз у вигляді канавок є технологічно простим процесом, не вимагає спеціального обладнання та інструментів (пристрою для вирізання лунок і т. д.). Виконання штучних баз еквідистантними до робочих поверхонь є простим з точки зору технологічності, здійснюється за одну установку з обробкою робочих поверхонь, що виключає похибки базування і цим збільшує точності вимірювань. Виставлення в рівень бокових поверхонь з штучними базами дозволяє створити умови для зняття відбитку штучних баз і місця контакту робочих поверхонь елементів пари тертя. Зняття відбитків з місця контактування елементів пари тертя дозволяє проводити періодичні заміри їх зносу без розбирання пари тертя. Це виключає повторні приробки винесення продуктів зносу і зношуваних матеріалів і тим самим підвищити адекватність результатів трибовипробовувань. Суть винаходу пояснюється кресленнями, де зображені: - на Фіг.1 - пара тертя "диск - колодка. Загальна схема"; - на Фіг.2 - пара тертя зворотно-поступального руху із плоскими робочими поверхнями; - на Фіг.3 - розріз А-А Фіг.1 і 2; на Фіг.4 - збільшений фрагмент І Фіг.3; - на Фіг.5 - профілограми зняті з відбитку С. Заявлений спосіб здійснюється таким чином. Під час виготовлення зразків, 1 (1/) і 2 (2/) на бічних поверхнях В 1 і B 2 (Фіг.1) та В 1/ та В2 / (Фіг.2) формуються бази 3 (3/) і 4 (4/) у вигляді еквідистантиих до робочих поверхонь канавок. Такі канавки для зразків типу тіл обертання (Фіг.1) можна нано 4 сити фасонним різцем з малим радіусом заокруглення. Для зразків з прямолінійними робочими поверхнями (Фіг.2) канавки 3/ і 4/ можна сформувати методами фрезерування чи шліфування. Дальше виконується наступна послідовність операцій: 1. Елементи випробовуваної пари тертя 1 і 2 (1/ і 2/) встановлюються на машині тертя (наприклад, УМТ-1) своїми бічними поверхнями В1 і В2 (В1/ і В2 /). 2. Між елементами пари тертя 1 (1/) і 2 (2/) створюється нормальне навантаження N (Фіг.1 і Фіг.2) передбачене програмою трибовипробовувань. 3. З бічних поверхонь в місці контакту елементів пари тертя знімається відбиток 5 (Фіг.4), Це можна зробити за допомогою швидкотвердіючої маси (наприклад, стиракрилу, епоксидної смоли і т. д.). 4. З поверхні С відбитка 5 (Фіг.4) знімається профілограм ⓞ (Фіг.5), на якій з врахуванням горизонтального масштабу встановлюють відстані h10 і h20 від робочих поверхонь (канавка або сходинка в місці контакту елементів пари тертя) до штучни х баз 4 (4/) і 3 (3/). Після цих операцій починаються трибовипробовування: елементи пари тертя 1 (1/) і 2 (2/) приводить у відносний рух з постійною швидкістю V у випадку обертової пари "диск - колодка" (Фіг.1) або Vсеp, чи Vmax у випадку випробовувань зразків 1/ і 2/ з плоскими робочими поверхнями при зворотнопоступальному переміщенні (Фіг.2). Під час трибовипробовувань при необхідності фіксують основні трибологічні параметри: коефіцієнт тертя, температура в зоні тертя, трибоемісію. По завершенню циклу випробовувань вимикають машину тертя елементи пари тертя 1 (1/) і 2 (2/) зупиняються, дочікуються їх повного охолодження до кімнатної температури і повторюють операції 1-4. На отриманій профілограмі ① заокруглені піки від штучних баз 3 (3/), 4 (4/) зміщуються на величину зносу Δh11 і Δh21. Після цього можна повторити цикл випробовувань і, здійснивши відповідні операції, отримати профілограму ②, по якій встановлюють величину зносу Δh1 1 і Δh2 1 елементів трибоспряження. Для спрощення обробки результатів заміру зносу бажано профілографи ⓞ, ①, ② (Фіг.5) знімати з однаковим горизонтальним масштабом. При випробовуваннях пар тертя з плоскими робочими поверхнями і зворотно-поступальним рухом зразка 2/ відносно контр-зразка 1/ (ф1г. 2), очевидно, що швидкість при переміщенні 2/ з амплітудою L буде змінною, як за величиною, так і за напрямом. В зв'язку з цим, для отримання інформації про залежність зносу від швидкості можна робити відбитки в декількох місцях А-А, А/-А/, А//А// , для яких відома швидкість руху елементу 2/ по 1/ (Фіг.2). Запропонований спосіб вимірювання величини зносу елементів пари тертя дозволить значно підвищити точність і достовірність результатів трибовипробовувань. 5 83513 Джерела інформації: 1. Икрамов У., Левитан М.А. Основы трибоники: Учеб. пособие для студентов высш. техн. учеб. заведений. - Т.: Укитувчи, 1984, с. 131-132. Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 6 2. Карасик И.И. Методы трибологических испытаний в национальных стандартах стран мира. М.: Центр "Наука и те хника", 1993, с. 73-85. 3. Крагельський И.В., Добычин М.Н., Комбалов B.C. Основы расчетов на трение и износ. - М.: Машиностроение, 1977. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601