Спосіб випробування матеріалів на тертя та зношування

Реферат: UA 73408 U UA 73408 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до галузі трибологічних досліджень, а саме визначення зносостійкості матеріалів за умови наявності попередніх напружень контактної поверхні деталей пари тертя. Відомі способи [Комплекс машин и методики определения антифрикционных свойств материалов при трении скольжения / Э.Т.Мамыкин, М.К.Коваль, А.И.Юга и др… / Порошковая металлургия.-1973.-№1. - С. 67-72] для випробувань на тертя і зношування, в яких контртіло має циліндричну форму і обертається із заданою швидкістю під час випробувань, а нерухомі випробувальні зразки різної геометричної форми притискаються до зовнішньої поверхні контрзразка із заданим навантаженням. Найближчим до запропонованого способу є метод трибологічних випробувань спряжень "вкладиш підшипника - шийка колінчастого вала" [Методы испытаний на трение и износ: Справ. Изд.// Л.И. Куксенова, В.Г. Лаптева, А.Г. Колмаков, Л.М. Рыбаков - М.: "Интермет Инжиниринг", 2001.-152 с]. Недоліком відомих способів є те, що при випробуванні на тертя і зношування задається лише контактний тиск сили притискання випробувального зразка до контртіла і не враховується напружений стан контактної поверхні зразка. В основу корисної моделі "Спосіб випробування матеріалів на тертя і зношування" поставлена задача визначення впливу напруженого стану поверхні тертя на зносостійкість з метою розробки попередньо напружених деталей вузлів тертя поліпшеної зносостійкості. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб випробування матеріалів на тертя і зношування, за яким нерухомий випробувальний зразок, закріплений у навантажувальному пристрої, притискається до контртіла, що має циліндричну форму, і обертається із заданою швидкістю під час випробувань, згідно із запропонованим рішенням випробувальний зразок закріплюється у навантажувальному пристрої і притискається до контртіла у попередньо напруженому пружному стані контактної поверхні, а ступінь зношування контактної поверхні порівнюється зі зносом ненапруженого зразка такої ж форми за однакових умов випробування. На Фіг. 3 представлена схема пристрою корисної моделі "Спосіб випробування матеріалів на тертя і зношування". Пристрій містить важіль 1, встановлений з можливістю вільного обертання у шарнірі 2 стійки 3 під дією підвішеної наважки 4. До важеля прикріплена з можливістю знімання жорстка Пподібна скоба 5, розміщена над приводним котртілом 6, виготовленим зі сталі 6ХС твердістю 51…52 HRC у формі диска, що обертається. Радіус r диска контртіла не більше половини радіуса R кривизни випробувального зразка 7. Випробувальний зразок 7 розміщений у жорсткій скобі 5 і закріплений в межах прямих ділянок до скоби фіксаторами 8. Задана сила притискання випробувального зразка до контактної поверхні контртіла створюється наважкою 4. Для випробувань використовують два зразки одного пружного випробувального матеріалу у формі прутка однакової довжини і однакового круглого або квадратного поперечного перерізу. Одному із випробувальних зразків шляхом пластичної деформації згинанням надають остаточну U-подібну форму радіусом кривизни R з паралельними прямими ділянками (Фіг.1) і такий зразок є еталоном для порівняння результатів випробування, а інший у вільному стані являє собою пружний прямолінійний пруток. Випробування матеріалу на тертя і зношування проводять таким чином. За певних умов навантаження, мащення, часу і швидкості обертання контрзразка випробують і отримують пляму зношування матеріалу зразка-еталона та кількісно оцінюють ступінь його зносу, наприклад, шляхом вимірювання розмірів плями зношування. Прямолінійний зразок згинають в межах пружної деформації до такої ж U-подібної форми радіусом кривизни R з паралельними прямими ділянками (Фіг.2) і таким чином створюють напруження стискання  n контактної 50 55 поверхні тертя і напруження розтягування   зовнішньої поверхні зразка. Напружений зразок випробують на зношування за тих же умов тертя і так само кількісно оцінюють ступінь його зносу. За результатами порівняння розмірів плям зношування ненапруженого зразка-еталона і попередньо напруженого зразка виявляють і оцінюють вплив напруженого стану поверхні тертя на її зношування. Пристрій працює таким чином, що зразок-еталон 7 U-подібної форми вільно вставляються в скобу 6 і кріпиться до скоби двома фіксаторами 8 в межах прямолінійних ділянок. Прямолінійний зразок пружно згинається між стінками скоби до набуття U-подібної форми радіусом кривизни R з паралельними прямими ділянками і в напруженому стані так само кріпиться до скоби двома фіксаторами 8. Скоба нерухомо кріпиться до важеля 1 і вставлений зразок притискається до контртіла заданою силою Ρ наважки 4. За певної частоти обертання контртіла 6 протягом заданого часу відбувається тертя контактних поверхонь. 1 UA 73408 U 5 10 Перевагою цього способу є можливість визначення ефективного впливу попередньо напруженого стану контактної поверхні деталей пари тертя на зношування з метою підвищення зносостійкості. Проведені лабораторні випробування даного способу і пристрою його реалізації для дослідження зношування зразків діаметром 8 мм, довжиною 275 мм, радіусом кривизни R=65 мм з ресорно-пружинної сталі 60С2А (ГОСТ 14963-78) в нормалізованому стані за умови притискання зразка силою 15 Н, швидкості ковзання 1 м/с і шляху тертя 65 м при змащуванні мастилом ШРБ-4 (ТУ 33. УССР 201143-77) поверхні контртіла радіусом r=60 мм. Показано, що площа еліпсоподібної плями зношування контактної поверхні попереднього напруженого зразка за рахунок створення пружних напружень стискання 430 МПа за інших однакових умов не більше 70 % площі плями зношування поверхні ненапруженого зразка-еталона. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Спосіб випробування матеріалів на тертя і зношування, за яким нерухомий випробувальний зразок, закріплений у навантажувальному пристрої, притискається до контртіла, що має циліндричну форму, і обертається із заданою швидкістю під час випробувань, який відрізняється тим, що випробувальний зразок закріплюється у навантажувальному пристрої і притискається до контртіла у попередньо напруженому пружному стані контактної поверхні, а ступінь зношування контактної поверхні порівнюється зі зносом ненапруженого зразка такої ж форми за однакових умов випробування. 2 UA 73408 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3