Спосіб випробування і оцінювання зносостійкості пар тертя ковзання за схемою “циліндр – куля”

Реферат: Спосіб випробування і оцінювання зносостійкості пар тертя ковзання за схемою "циліндр куля", за яким використовується зразок випробуваного матеріалу у формі циліндра і контрольний зразок (контртіло), між якими відбувається силовий контакт і відносне переміщення під час випробування, крім того контртіло у формі кульки шарикопідшипника закріплено нерухомо, а інтенсивність зношування обчислюють за формулою m n du w     V   Kw       , де uw - зношування циліндричної поверхні, м; S - шлях тертя поверхні dS  HB   V *  циліндра, м;  - тиск в контакті, МПа; HB - твердість за Брінелем, МПа; V , V * - відповідно швидкість випробувань і базова швидкість ковзання, м/с; K w , m , n - параметри закономірності зношування, які визначають за розмірами хорди сегмента слідів зносу, отриманих експериментально при двох значення швидкості ковзання. UA 82697 U (54) СПОСІБ ВИПРОБУВАННЯ І ОЦІНЮВАННЯ ЗНОСОСТІЙКОСТІ ПАР ТЕРТЯ КОВЗАННЯ ЗА СХЕМОЮ "ЦИЛІНДР - КУЛЯ" UA 82697 U UA 82697 U 5 10 15 20 25 30 Корисна модель належить до галузі трибологічних досліджень, а саме визначення кількісних характеристик двофакторної моделі зношування (контактний тиск - швидкість ковзання) за результатами експериментальних випробувань за схемою "циліндр - куля". Відомі способи [Комплекс машин и методики определения антифрикционных свойств материалов при трении скольжения / Э.Т. Малыкин, М.К. Коваль и др., / Порошковая металлургия, -1973, - № 1, - С. 67-72] для випробувань на тертя і зношування, в яких контрольний зразок має форму тіла обертання і обертається із заданою швидкістю під час випробувань, а нерухомі випробувальні зразки різної геометричної форми притискаються до зовнішньої поверхні контрзразка із заданою силою, а також відомі стандартні методи оцінювання інтенсивності зношування [Методы испытаний на трение и износ: Справ. Изд. // Л.И. Куксенкова, В.Г. Лаптева, А.Г. Колмаков, Л.М. Рибаков - М.: "Интермет Инжиниринг", 2001.-152 с.]. Недоліком відомих способів є те, що при випробуванні як контрольні зразки використовують диски з інструментальних сталей, термооброблених до різних значень твердості, що унеможливлює адекватне порівняння результатів випробувань інтенсивності зношування поверхонь, зміцнених різними технологічними заходами. Найближчими до запропонованого способу є стандартні методи триботехнічних випробувань матеріалів, зокрема, метод оцінки інтенсивності зношування за відношенням товщини зношеного шару поверхні до шляху тертя [ГОСТ 27674-88. Трение, изнашивание, смазка. Термины и определения]. Недоліком відомого методу є те, що для розрахунку інтенсивності зношування не враховуються комплексний вплив таких важливих чинників, як контактний тиск і швидкість ковзання поверхонь пари тертя. В основі корисної моделі "Спосіб випробування і оцінювання зносостійкості пар тертя ковзання за схемою "циліндр - куля" є задача побудувати двофакторну математичну модель зношування (контактний тиск - швидкість ковзання) за результатами експериментальних випробувань. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб випробування і оцінювання зносостійкості пар тертя ковзання за схемою "циліндр - куля", за яким використовується зразок випробуваного матеріалу у формі циліндра і контрольний зразок (контртіло), між якими відбувається силовий контакт і відносне переміщення під час випробування, згідно запропонованого рішення контртіло у формі кульки шарикопідшипника закріплено нерухомо, а інтенсивність зношування n m 35 40 45 обчислюють за формулою du w  K w     V  , де uw - зношування циліндричної поверхні,       dS  HB   V *  м; S - шлях тертя поверхні циліндра, м;  - тиск в контакті, МПа; НВ - твердість за Брінелем, МПа; V, V* - відповідно швидкість випробувань і базова швидкість ковзання, м/с; Kw, m, n параметри закономірності зношування, які визначають за розмірами хорди сегмента слідів зносу, отриманих експериментально при двох значення швидкості ковзання. На рис. 1 представлено використання підшипникову кульку як контрольний зразок, зі сталі ШХ15 з гарантованими властивостями і параметрами форми, яка притискається з відомою силою Q до циліндричної поверхні випробуваного зразка 2, що обертається з певною частотою. За визначений проміжок часу на контактній поверхні зразка появляється видимий слід зношування у формі кільцевої канавки поперечним перерізом у формі колового сегмента 3, хорда якого 21 є кількісним показником для розрахунку зносу контактної поверхні випробуваного зразка. Експериментальну залежність величини хорди l сегмента поперечного перерізу кільцевої канавки від шляху тертя S представляють у вигляді степеневої апроксимації l=cS, де с і  параметри апроксимації, які визначаються за наслідками випробувань. Для оцінки зношування досліджуваного зразка приймають двофакторну модель залежності інтенсивності зношування від безрозмірних параметрів контактного тиску і швидкості ковзання у вигляді: m 50 55 n du w     V  ,  Kw       dS  HB   V *  де  - тиск в контакті, МПа; НВ - твердість за Брінелем, МПа; uw - лінійне зношування циліндричної поверхні, м; S - шлях тертя поверхні циліндра, м; V, V* - відповідно швидкість випробувань і базова швидкість ковзання, м/с; Kw, m, n - параметри закономірності зношування, які визначають за результатами випробування при двох значення швидкості ковзання V1 і V2, при яких l1=c1S, а l2=c2S: 1 UA 82697 U m 5 10 15 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 Спосіб випробування і оцінювання зносостійкості пар тертя ковзання за схемою "циліндр - куля", за яким використовується зразок випробуваного матеріалу у формі циліндра і контрольний зразок (контртіло), між якими відбувається силовий контакт і відносне переміщення під час випробування, який відрізняється тим, що контртіло у формі кульки шарикопідшипника закріплено нерухомо, а інтенсивність зношування обчислюють за формулою du w     Kw   dS  HB  35 n lgc1 / c 2  ; 1  2 ; c 2m 2  HB   V *  ; *  R  Rr . n  2m  2 Kw  1 m    * R r    V  lgV1 / V2  2  R   На Рис. 2 показано пристрій корисної моделі "Спосіб випробування і оцінювання зносостійкості пар тертя ковзання за схемою "циліндр - куля". Випробуваний зразок 11 у вигляді втулки зі зміцненою поверхнею вільно посаджений на оправку 4 і закріплений гайкою 10. Оправка 4 вгвинчена в хвостовик 3, спарений з конусною поверхнею шпинделя 1 і закріплений в ньому накидною гайкою 2. Сталева кулька 12 (контрольний зразок) нерухомо закріплена в наконечнику 13 упорним стрижнем 14, вставленим в отвір повзуна 15 механізму навантаження установки важелем 17. Корпус 16 механізму навантаження встановлений і прикріплений до каретки поздовжньої подачі S установки (не показано). Притискання кульки 12 до зміцненої поверхні випробувального зразка 11 здійснюється заданою силою Р, прикладеною до важеля 17. Для змащування зони тертя рідкотекучими оливами до повзуна 15 прикріплений П-подібний кронштейн 18, на якому встановлена ванна 5, наповнена оливою. В отвір дна ванни 5 вставлена ливникова втулка 8 з фетровим осердям 9, затиснутим різьбовою з отвором пробкою 6. Корпус ванни 5 кріпиться до горизонтальної полки кронштейна 18 втулкою 8. Ущільнення з'єднання корпусу ванни з полкою кронштейна забезпечується гумовою прокладкою 7. Змащування зони тертя відбувається за рахунок ковзання змоченого мастильною оливою фетрового осердя по сліду рухомого контакту кульки 12 з випробувальною поверхнею зразка 11. Спосіб випробування, пристрій і метод оцінювання зносостійкості пар тертя ковзання за схемою "циліндр - куля" практично застосовані для кількісного порівняння інтенсивності зношування дискретно зміцнених поверхонь зразків, оброблених за різних режимів і способів електроконтактної обробки. m  V   * V n   , де uw - зношування циліндричної поверхні, м; S - шлях тертя поверхні   циліндра, м;  - тиск в контакті, МПа; HB - твердість за Брінелем, МПа; V , V * - відповідно швидкість випробувань і базова швидкість ковзання, м/с; K w , m , n - параметри закономірності зношування, які визначають за розмірами хорди сегмента слідів зносу, отриманих експериментально при двох значення швидкості ковзання. 2 UA 82697 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 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