Меню Рубрики

Установки для испытания износостойкости

Установки для испытания износостойкости

Обеспечение износостойкости изделий

Метод испытания материалов на износостойкость
при трении о нежестко закрепленные абразивные частицы

Ensuring of wear resistance of products.
Wear resistance testing of materials by friction against loosely fixed abrasive particles

Постановлением Государственного комитета CCCР по стандартам от 29 ноября 1979 г. N 4578 дата введения установлена 01.03.81

ПЕРЕИЗДАНИЕ

Настоящий стандарт распространяется на металлические материалы и металлические покрытия и устанавливает метод их испытаний на абразивное изнашивание при трении о нежестко закрепленные абразивные частицы.

Стандарт не распространяется на материалы и покрытия твердостью более 1400 HV и на пористые материалы со средним размером пор более 0,1 мм, а также на материалы и покрытия с твердостью, изменяющейся на глубине 0,3 мм более чем на 10%.

Сущность метода состоит в том, что при одинаковых условиях производят трение образцов исследуемого и эталонного материалов об абразивные частицы, подаваемые в зону трения и прижимаемые к образцу вращающимся резиновым роликом, измеряют износ образцов испытуемого и эталонного материалов, а износостойкость испытуемого материала оценивают путем сравнения его износа с износом эталонного образца.

1. ПРИБОРЫ И МАТЕРИАЛЫ

Схема испытательной установки приведена на чертеже. Испытания проводят на испытательной установке, содержащей привод 7, обеспечивающий вращение вокруг горизонтальной оси резинового ролика 6, образцедержатель 2, рычаг 3, прижимающий образец 1 к ролику, устройство 5, дозирующее подачу абразивных частиц в зону трения по направляющему лотку 4, устройство 8 для контроля суммарного количества оборотов ролика в процессе испытаний.

Диаметр ролика должен быть в диапазоне 48-50 мм, ширина ролика — (15±0,1) мм, твердость материала ролика — 78-85 ед. по ГОСТ 263-75, относительное остаточное удлинение материала ролика при разрыве — 15%-20% по ГОСТ 270-75, угол наклона направляющего лотка — (45±2)°, торцевые зазоры между стенками образцедержателя и роликом — =(3,0±0,1) мм. Непараллельность оси ролика рабочей поверхности образца — не более 0,1 мм.

Абразивный материал — электрокорунд зернистостью 16-П по ГОСТ 3647-80 с относительным содержанием влаги не более 0,15% — используют при общей сравнительной оценке износостойкости.

При оценке износостойкости в конкретных условиях изнашивания допускается использовать абразивный материал, соответствующий материалу, воздействующему при эксплуатации, но с размером зерен не более 1,0 мм.

В этом случае характеристики абразивного материала приводят в протоколах испытаний. При применении стандартного абразивного материала указывают номер соответствующего стандарта. При применении нестандартного абразивного материала в протоколе испытаний указывают вид абразивного материала, месторождение, максимальный и минимальный размер зерен абразивного материала, их твердость, среднюю удельную поверхность частиц и другие данные, необходимые для идентификации абразивного материала.

Повторное использование абразивного материала не допускается.

Образцы исследуемых и эталонных материалов изготовляют в виде пластин шириной 30, длиной 30-50 мм и толщиной не менее 1 мм с допусками на размеры по 7-му классу точности по ГОСТ 24642-81, ГОСТ 24643-81 и шероховатостью рабочей поверхности не ниже 7-го класса по ГОСТ 2789-73. Допускается повторное использование испытанных образцов в участках, не подвергшихся изнашиванию, а также после удаления механической или иной обработкой следов изнашивания, образованных в результате предыдущих испытаний.

Примечание. При необходимости проведения испытаний образца толщиной менее 1 мм для установки зажима образца допускается применение плоской стальной прокладки.

Эталонные образцы изготовляют из стали 45 по ГОСТ 1050-88 в отожженном состоянии с 190-200 HV.

Износ испытуемых и эталонных образцов определяют путем взвешивания до и после испытаний с погрешностью не более 0,1 мг. Потеря массы образца вследствие изнашивания при испытаниях должна составлять не менее 5 мг.

Промывочные жидкости:

бензин по НТД;

ацетон по ГОСТ 2768-84.

2. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ

2.1. Перед испытаниями определяют твердость образцов по ГОСТ 2999-75. Отобранные образцы маркируют клеймением на нерабочих поверхностях.

2.2. Перед испытаниями проводят приработку ролика трением его о поверхность шлифовальной шкурки типа 2 по ГОСТ 6456-82 зернистостью 8-П по ГОСТ 3647-80, закрепленной в образцедержателе на плоской стальной пластине. Приработку проводят при нагрузке на ролик (22±1) Н до полного прилегания к поверхности по всей длине образующей ролика.

После приработки ролик промывают в ацетоне, указанном в разд.1.

На рабочей поверхности ролика после приработки не допускаются отличимые невооруженным глазом риски.

2.3. Проверяют влажность абразивного материала по ГОСТ 5382-91 и при необходимости доводят ее до соответствия требованиям разд.1.

2.4. Образцы последовательно промывают жидкостями, указанными в разд.1, просушивают на воздухе и взвешивают.

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

3.1. Образец устанавливают в образцедержателе испытательной установки.

3.2. Прижимают образец рычагом 3 (см. чертеж) к ролику с усилием (44,1±0,25) Н.

3.3. Ролик приводят во вращение в направлении, указанном на чертеже, с частотой =(60±2) мин (об/мин). Включают дозирующее устройство, обеспечивающее непрерывную подачу абразивного материала в зону трения.

Непрерывность подачи абразивного материала в процессе испытаний контролируют по наличию абразивного материала по всей ширине ролика.

3.4. Испытания образца из исследуемого материала продолжают в течение времени, соответствующего количеству оборотов ролика, указанному в таблице. Испытания образца из эталонного материала проводят при 600 оборотах ролика. Отсчет оборотов проводят от момента начала подачи абразивного материала.

источник

Установки для испытания износостойкости

В связи с длительностью испытаний валков холодной прокатки в производственных условиях и большими затратами на изготовление опытных экспериментальных партий возникает вопрос об ускоренных испытаниях валков холодной прокатки на лабораторных установках, позволяющих оценить долговечность деталей 3. Машины для испытания на износ и контактную прочность подразделяются на роликовые и шариковые (ролик по ролику или шар о шар), а также на машины, в которых плоская поверхность подвергается контактному нагружению при обкатке шарами [4; 5]. Валки прокатных станов имеют цилиндрическую форму, поэтому более целесообразно использование роликовых испытательных машин, которые отличаются довольно простой конструкцией, сравнительно небольшими габаритами, высокой производительностью и подобной деталям формой исследуемых образцов. Наиболее широкое применение нашли отечественные роликовые машины типов МИ-1 M, СМЦ-2, МИД, МКВК, МКУ.

Однако роликовые машины обладают рядом недостатков, основными из которых являются:

  • невозможность проведения испытаний цилиндрических образцов диаметром более 60 мм под нагрузками в широком диапазоне и с плавными регулировками нагрузки, удельного давления, скорости и величины проскальзывания, при сохранении постоянной ширины контактирующих дорожек;
  • проведение испытаний только в масле, что в недостаточной степени имитирует условия контакта испытуемых поверхностей и работы прокатных валков.

Таким образом, в настоящее время отсутствуют промышленные серийные установки для испытания образцов на контактную прочность и износостойкость, моделирующие условия работы валков и дающие возможность оценки перспективности и срока службы наплавленных валков, что выдвигает необходимость конструирования такой машины.

В связи с выше изложенным была создана лабораторная установка для испытания цилиндрических образцов на износостойкость и контактную прочность, а также разработана методика их испытаний в условиях, максимально имитирующих процесс эксплуатации валков станов холодной прокатки, изготовленных с применением традиционной технологии в термически обработанном состоянии и с наплавкой поверхностных слоев.

Сконструированная испытательная машина предназначена для исследования роликовых образцов диаметром 90-110 мм на сопротивление истиранию и контактному разрушению и может применяться для определения контактной прочности, трения и износа цилиндрических деталей, работающих в машиностроительных и металлургических отраслях, например валков и роликов прокатных станов после их термической обработки или наплавки поверхностного слоя. Устройство установки дает возможность осуществить ускоренное испытание деталей на контактную прочность, износостойкость и определить влияние отдельных параметров на стойкость деталей, что существенно сокращает или полностью устраняет затраты на изготовление опытных партий деталей для длительных производственных испытаний.

Схема разработанной роликовой испытательной машины приведена на рисунке 1.

Читайте также:  Установка камер видеонаблюдения ivideon

Рисунок 1 — Принципиальная схема роликовой испытательной машины

Испытательная машина состоит из горизонтальной сварной рамы 17, закрепленной с бетонным фундаментом анкерными болтами, на концах которой приварены две тумбы для установки реверсивных электродвигателей. В середине рамы крепятся на болтах две вертикальные П-образные колонны, жестко сваренные между собой. В колоннах, как в направляющих, установлены друг над другом две обоймы (позиции 6, 14). В обоймах на подшипниках качения установлены рабочие валы роликов 8, 15, а в центре колонны в подушках 5 и 13 находится вал среднего ролика 16. Верхняя обойма 6 и подушки 5 и 13 могут перемещаться в плоскости валов роликов перпендикулярно их осям, нижняя обойма является неподвижной. На обойму 6 действует нажимное устройство 7, создавая нагрузку на образцы (до 3000 МПа). Валы роликов 8 и 16 при помощи шарнирных муфт 2, 4, 9 и 11 и промежуточных валов 3 и 10 с раздвижными муфтами соединены с электрическими приводами 1 и 12, которые смонтированы на раме 17 таким образом, что они могут подключаться к любому из трех роликов. Приводы подсоединенных роликов 8 и 16 индивидуальны и не зависимы друг от друга.

Благодаря наличию двух приводов с плавным регулированием скорости вращения, которые могут подключаться к любому из трех роликов в данной испытательной машине, при необходимости могут осуществляться следующие условия: проскальзывание в контакте, фрикционное качение, а также принудительное постоянное и переменное скольжение. Кроме того, по числу контактов испытуемого ролика в предложенной машине возможно получение одно- и двухконтактных испытаний.

При осуществлении фрикционного качения один из роликов является ведущим, а остальные, находясь в контакте с ведущим роликом, вращаются силами трения. При одноконтактных испытаниях, как правило, ведомыми являются нажимные ролики, а в двухконтактных – нажимные и опорные ролики могут быть как ведущими, так и ведомыми. Если в двухконтактных испытаниях ведущим служит нажимной ролик, то испытуемый ролик является ведомым относительно нажимного и ведущим относительно опорного ролика. Для предотвращения местного проскальзывания машину запускают без нагрузки с постепенным ее нагружением. При установившемся движении скольжение между роликами незначительно.

При использовании предложенной машины возможны следующие варианты проведения испытаний.

  1. Одновременное независимое или сравнительное исследование двух крайних образцов 8 и 15 с одинаковым числом циклов нагружения, но с различной величиной проскальзывания.
  2. Испытание двух верхних роликов 8 и 16 с разным числом циклов нагружения, но с одной величиной проскальзывания.
  3. При проведении испытаний двух роликов 15 и 16 с разным числом циклов нагружения и с различной величиной проскальзывания.
  4. При проведении испытаний без скольжения.

При необходимости воспроизведения схемы нагружения, имеющей место в известных трехконтактных роликовых испытательных машинах, когда испытуемый ролик является средним и неподвижным, электродвигатель 1 вместе с промежуточным валом 3 и шарнирными муфтами 2 и 4 опускается ниже на раму 17 и смещается с осью нижнего нажимного ролика 15, двигатели 1 и 12 обеспечивают валам нажимных роликов 8 и 15 одинаковую скорость вращения.

Испытуемые и прижимные ролики имеют внешний диаметр в пределах 90-110 мм и ширину 10 и 35 мм. Испытуемый ролик (обычно меньшего сечения (10 мм)), обкатывается по толстому (35 мм) с одной стороны. Для испытания следующего ролика берется новая «дорожка» с другого края нажимного ролика размером 35 мм. Такая же очередность принимается и в случае исследования долговечности толстых роликов, таким образом, они работают поочередно, то одним, то другим краем в паре с тонким образцом, а также могут испытываться в паре с роликом тех же размеров. В колонне рамы машины предусмотрено смотровое окно, через которое в свете направленного прожектора через увеличительное стекло можно наблюдать и характеризовать состояние контактирующих поверхностей в процессе испытания. Для плавного регулирования частоты вращения рабочих органов машины от 0 до 3000 об/мин применены специальные электроприводы.

Увеличение диаметра испытуемых роликов до часто встречающегося размера цилиндрических деталей и индивидуальный регулируемый в широком диапазоне скоростей и нагрузок привод двух роликов, позволяющий проводить исследование образцов по заданным схемам испытаний в любом необходимом графике изменения удельного давления и величины скольжения, уменьшает трудоемкие пересчеты при переносе результатов лабораторных исследований на готовые детали, устраняет переналадку машины и изготовление специальных образцов при переходе к различным величинам проскальзывания, позволяет повысить точность испытаний и сокращает их длительность, а также приближает испытания к реальным условиям эксплуатации прокатных валков, расширяет область и функциональные возможности роликовой машины, делает ее универсальной для испытания цилиндрических образцов на контактную прочность.

Эффективность работоспособности образцов при ускоренных испытаниях на лабораторной установке оценивается по величине износа, которая определяется по потере массы (∆Q) и изменению геометрических размеров образцов (диаметра) в процессе работы (∆d).

При исследовании работоспособности установки на износ и контактную усталость использовались серийные рабочие валки холодной прокатки диаметром 100 мм, изготовленные по традиционной технологии из стали типа 9Х. Образцы для исследований изготавливались вырезкой из прокатных валков дисков перпендикулярно их продольной оси. Образцы с наплавленным на рабочую поверхность слоем изготавливались идентично образцам из стали 9Х из валков, изготовленных с применением плазменной наплавки. Заготовки под наплавку изготавливали из проката стали 30ХГСА круглого сечения диаметром 80 мм. Для наплавки использовали порошковую проволоку, обеспечивающую получение наплавленного металла типа теплостойких сталей высокой твердости. Толщина наплавленного слоя составляла 5-10 мм.

На лабораторной установке испытывались три варианта дисков, вырезанных из рабочих валков. В качестве эталона по варианту 1 использовали образцы из стали 9Х после закалки с низким отпуском. Они имели твердость 60-62 HRC с глубиной активного слоя 4-5 мм. Твердость наплавленного рабочего слоя варьировалась от 60 до 65 HRC (образцы с твердостью 60-62 HRC – вариант 2, с твердостью 64-65 HRC – вариант 3). Скорость вращения испытуемых образцов составляла 1000 об/мин, а нагрузка в зоне контакта 1000 МПа, что соответствовала режимам прокатки в реальных производственных условиях. В процессе испытаний, по данным замеров, образцы разогревались до температуры 80-90 °С. На рисунке 2 приведены результаты испытаний образцов из стали 9Х и образцов с наплавленными по разным режимам слоями. Продолжительность испытаний находилась в пределах 50-100 часов.

Рисунок 2 — Износ образцов, вырезанных из прокатных валков

Если рассматривать зависимость потери в весе (∆Q) от времени испытаний и числа циклов нагружения, то можно отметить, что образцы с наплавленным слоем, имеющим разную твердость и толщину наплавленного слоя, изнашиваются по-разному, хотя и описываются линейной зависимостью y = a + b х. При твердости порядка HRC 60-62 наплавленные диски с толщиной слоя 4-5 мм (вариант 2) уступают закаленным. Как видно из данных, представленных на рисунке 2, их стойкость до разрушения составляет

25 *105 циклов нагружения против 45*105 циклов у образцов, изготовленных из стали 9Х. На этих же образцах после травления 4%-ным водным раствором HNO3 наблюдаются единичные поры, расположенные как в наплавленном слое, так и на границе сплавления с основным металлом, а в кратерах выкрашивающихся мест при рассмотрении под лупой наблюдаются сколы, характерные для усталостного развития дефекта. При изменении технологии наплавки, улучшив качество и глубину наплавленного слоя, удалось значительно повысить стойкость наплавленных дисков. Наилучшие результаты были получены на образцах при твердости HRC 64-65 и глубине наплавленного слоя порядка 9-10 мм (вариант 3) и описываются линейной зависимостью y = -1 + 0,4х. Стойкость наплавленных по скорректированной технологии дисков примерно в 1.5-2.0 раза выше стойкости закаленных дисков и достигает 70*105 циклов.

Таким образом, на основании проведенных лабораторных исследований на разработанной установке для ускоренных испытания деталей тел вращения на износостойкость и контактную прочность для упрочнения прокатных валков можно рекомендовать наплавленный металл с твердостью HRC 64-65 и глубиной наплавленного слоя порядка 9-10 мм при отсутствии в нем каких-либо дефектов.

Читайте также:  Установка кронштейна для телевизора omnimount

Результаты лабораторных исследований нашли подтверждение при промышленных испытаниях рабочих валков холодной прокатки, изготовленных с применением плазменной наплавки активного слоя теплостойкими сталями высокой твердости [6]. При этом стойкость всей партии наплавленных валков оказалась в 1.5-2.0 раза выше по сравнению с серийными валками. Наплавленные валки находились в эксплуатации больше года, что, естественно, сдерживало проведение корректировки технологии их изготовления.

Ускоренные испытания деталей машин и механизмов металлургического оборудования типа тел вращения на износостойкость и контактную прочность на разработанной установке, показавшие перспективность применения для изготовления прокатных валков наплавленного металла по варианту 3, нашли свое подтверждение при испытаниях опытно-промышленной партии прокатных валков в заводских реальных условиях и могут быть рекомендованы для использования при отработке режимов и технологии наплавки.

Сапожков С.Б., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой естественно-научного образования Юргинского технологического института (филиал) Томского политехнического университета, г. Юрга.

Гизатулин Р.А., д.т.н., профессор кафедры металлургии черных металлов Юргинского технологического института (филиал) Томского политехнического университета, г. Юрга.

источник

Установки для испытания износостойкости

Обеспечение износостойкости изделий

Методы оценки износостойкости восстановленных деталей

Products wear resistance assurance.
Reestablished machine parts.
Experimental evaluation of wear resistance ability

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 2 апреля 1986 г. N 863 дата введения установлена 01.01.87

ПЕРЕИЗДАНИЕ

Стандарт распространяется на восстановленные детали подвижных сопряжений, изнашивающиеся в процессе эксплуатации, и устанавливает общие положения методов оценки их износостойкости при помощи изнашивания образцов соответствующих материалов и покрытий на испытательных установках.

Стандарт не распространяется на полимерные покрытия и покрытия с порами размером более 0,05 мм и истирающей способностью по ГОСТ 23.220-84, превышающей соответствующий показатель новой детали более чем на 20%, а также на испытания зубчатых пар.

Устанавливают четыре группы методов испытаний:

группа А — сравнительные экспресс-испытания, сущность которых состоит в определении соотношения интенсивностей изнашивания исследуемой (восстановленной) и эталонной поверхностей, испытуемых при заранее установленных идентичных условиях; испытания этой группы проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 23.208-79, ГОСТ 23.211-80, ГОСТ 23.220-84 и настоящего стандарта.

Они предназначены для предварительного отбора вариантов технологии восстановления, подлежащих последующим испытаниям групп Б, В и Г, а также контроля стабильности технологического процесса;

группа Б — моделирующие испытания, сущность которых состоит в оценке интенсивности изнашивания в эксплуатационных условиях путем пересчета результатов лабораторных или стендовых испытаний через масштабные коэффициенты и (или) коэффициенты ускорения;

испытания этой группы рекомендуется проводить с целью оценки работоспособности материалов в условиях, отличающихся наибольшим влиянием на изнашивание;

группа В — ускоренные ресурсные испытания по ГОСТ 23.205-79 и в соответствии с настоящим стандартом, проводимые для оценки или контроля ресурса сопряжения применительно к заданным условиям эксплуатации;

группа Г — испытания по РД 50-662-88, а также в соответствии с настоящим стандартом для определения диапазона нагрузок, скоростей скольжения и температур, обеспечивающих приемлемые в эксплуатации значения интенсивности изнашивания.

Испытания перечисленных групп проводят по следующим вариантам:

1) испытания материалов восстановленных поверхностей, при которых материал сопряженного образца, конструктивное исполнение и кинематический тип сопряжения унифицированы согласно соответствующему нормативно-техническому документу;

2) испытания восстановленных сопряжений, при которых материал сопряженного образца и кинематический тип сопряжения соответствуют материалу и кинематическому типу натурного сопряжения.

1. ПРИБОРЫ И МАТЕРИАЛЫ

1.1. Приборы и материалы для проведения испытаний исследуемых восстановленных покрытий по указанным выше стандартам — в соответствии с требованиями этих стандартов.

1.2. Для других испытаний с целью оценки износостойкости подвижных сопряжений с восстановленными деталями испытательная установка должна обеспечивать воспроизведение кинематического типа сопряжения. Кинематический тип определяется взаимоположением, геометрией, характером относительного движения трущихся деталей и возможностью их самоустановки.

Основные кинематические типы сопряжений приведены в приложении 1. Описания испытательных установок, имитирующих некоторые из соответствующих типов сопряжений, — в приложениях 2-5. Рекомендуется также использовать серийные установки СМТ-1 и УМТ-1. При необходимости точного воспроизведения кинематики, динамики и других условий работы сопряжения в эксплуатации используют специальные имитационные стенды.

Измерительная система испытательной установки должна обеспечивать в процессе проведения испытаний:

непрерывное измерение и регистрацию момента сил трения в диапазоне не менее чем 1-14,7 Н·м при среднеквадратическом отклонении случайной погрешности моментоизмерителя при статической градуировке не более 5% измеряемого значения;

непрерывное измерение и регистрацию температуры в зоне трения в диапазоне не менее 20 °С-200 °С с погрешностью не более 5% измеряемого значения;

измерение усилия взаимного прижатия трущихся образцов с погрешностью не более 5% измеряемого значения.

Для измерения износа используют:

профилограф-профилометр по ГОСТ 19300-86 или аналогичный действующий в режиме профилографа;

аналитические весы, позволяющие взвешивать с погрешностью не более 0,002 г.;

износомер базовырезающий, соответствующий ГОСТ 23.301-78 для измерения износа по ГОСТ 27860-88.

Примечание. Для повышения точности измерения момента сил трения применяют приставку, описание которой приведено в приложении 6.

1.3. Для сравнительных испытаний группы А используют следующие смазочные масла:

веретенное АУ по НТД;

индустриальное — И-20 А по ГОСТ 20799-88;

автомобильные по ГОСТ 10541-78 и автотракторные по ГОСТ 8581-78 масла без присадок.

1.4. Для сравнительных испытаний группы А с абразивно-масляной прослойкой используют абразивный материал, приготовленный из кварцевого песка, соответствующего требованиям ГОСТ 2138-91 и масло индустриальное — И-20 А по ГОСТ 20799-88.

1.5. В качестве эталонных используют материалы новых (невосстановленных деталей).

Для сравнительных испытаний материалов допускается использовать сталь 45 по ГОСТ 1050-88 с твердостью 520-560 HV.

1.6. Промывочные жидкости: бензин по НТД, ацетон по ГОСТ 2603-79.

1.7. Для подачи в зону трения абразивно-масляной взвеси рекомендуется использовать устройство, описание которого приводится в приложении 7.

2. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ

2.1. К испытаниям допускаются партии образцов, изготовленных по единой технологии, с размерами и параметрами шероховатости в пределах установленных допусков. Для испытаний по методам групп Б, В и Г объем партии образцов не менее 10 шт. При испытаниях по методу группы А объем партии допускается уменьшать до 5 шт.

2.2. Один образец из партии подвергается анализу. Определяются его твердость, микротвердость отдельных фаз, микротвердость поверхностного слоя на глубине не более 0,03 мм и переходной зоны между материалом восстановительного покрытия и основным материалом. Число измерений микротвердости не менее 10, расстояние между краями отпечатков — не менее суммарной длины диагоналей 3 отпечатков. Фотографии шлифов с выявленной структурой слоя восстановительного покрытия прилагаются к протоколу испытаний. Данные по твердости и микротвердости заносят в протокол испытаний. К испытаниям допускается партия образцов, у которых указанные количественные показатели металловедческого анализа различаются не более чем на 15%.

2.3. Образцы при помощи специального инструмента обрабатывают таким образом, чтобы контурная поверхность их взаимного прилегания при установке на испытательной машине составляла не менее 90% номинальной расчетной поверхности контакта.

Контроль прилегания осуществляют методом планиметрирования пятен контакта, обеспечивающим погрешность не более 10% номинальной площади контакта. Допускается взаимная предварительная приработка образцов непосредственно на испытательной машине под нагрузкой, меньшей, чем прилагаемая при испытаниях. После достижения указанного прилегания образцы маркируют на нерабочих поверхностях с указанием взаимной ориентации при установке на испытательную машину.

2.4. Образцы промывают жидкостями по п.1.6, высушивают, при необходимости, формируют искусственные базовые поверхности (например, вырезанием лунки в соответствии с ГОСТ 27860-88), взвешивают и (или) профилографируют. Метод ориентации образцов для выполнения профилограмм и метод определения износа профилографированием приводятся в приложении 8.

Читайте также:  Установка камина монтаж каминов

2.5. Для сравнительных экспресс-испытаний смазываемых сопряжений устанавливают подачу (капель в минуту) смазочного материала, численно равную площади поверхности трения (в см ).

Примечания:

1. Расчет ведут по большей из взаимно трущихся поверхностей.

2. При проведении сравнительных испытаний с элементами моделирования допускается осуществлять выбор режимов смазывания, исходя из условий эксплуатации.

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

3.1. Проведение испытаний по указанным выше стандартам — в соответствии с этими стандартами.

В остальных случаях образцы устанавливают на испытательной машине, задают необходимый режим смазывания по подаваемой дозе, периодичности (частоте) и способу подачи смазочного материала.

Приводят в движение подвижный образец (подвижные образцы) с частотой, обеспечивающей заданную скорость скольжения и качения, после чего образцы приводят в контакт и к ним прикладывают заданную нагрузку. Значение достигаемого при этом давления оценивают в соответствии с РД 50-662-88.

3.2. Образцы прирабатывают в соответствии с РД 50-662-88 и настоящим стандартом. По окончании приработки образцы промывают, просушивают, взвешивают и профилографируют. Полученные данные о приработочном износе продолжительности приработки и прочие заносят в протокол испытаний.

Примечание. Если по конструктивным причинам не может быть использован контроль режима смазки по электрическому сопротивлению стыка трущихся поверхностей, приработку проводят в соответствии с приложением 9.

3.3. При сравнительных экспресс-испытаниях оценивают давление в соответствии с РД 50-662-88 для приработанной пары из материалов новых (невосстановленных) деталей при минимальной скорости скольжения, предусмотренной для приработки натурного сопряжения; ориентировочно для кинематического типа 1.1-0,5-0,8 м·с , для кинематических типов 1.3 и 2.3 — 0,1-0,2 м·с в среднем за цикл.

Устанавливают нагрузку, соответствующую давлению и проводят испытания восстановленного сопряжения на этой нагрузке до накопления износа, определяемого с заданной точностью принятым методом измерения износа.

Отсчет наработки производят по суммарному за время испытаний (накопления данного износа) числу оборотов или циклов реверсивного движения.

3.4. Если узел трения изнашивается в условиях эксплуатации абразивной средой, к указанным выше условиям следует добавить подачу абразивных частиц в зону трения.

3.5. Сравнительные экспресс-испытания группы А с использованием абразивных материалов проводят:

по ГОСТ 23.208-79;

с материалами, указанными в п.1.4, при подаче абразивно-масляной взвеси в зону трения (0,2±0,01) мл·мин , при концентрации абразивного материала в смазочном материале (3±0,5)% по массе;

сравнительные испытания с элементами моделирования при использовании абразивных и смазочных материалов, а также режимов их подачи в соответствии с конкретными условиями изнашивания при эксплуатации.

3.6. Моделирующие испытания группы Б проводят в трех вариантах:

1) моделирование эксплуатационных условий, когда воспроизводятся или моделируются все эксплуатационные параметры условий изнашивания;

2) воспроизведение и моделирование элементов эксплуатационных условий, отличающихся наибольшим влиянием на износ (форсированный режим);

3) комбинированное моделирование, когда нормальные эксплуатационные ступени чередуются с форсированными.

Примеры расчета масштабных коэффициентов и коэффициентов ускорения приведены в приложении 10.

3.7. Испытания на форсированных ступенях проводят при значениях давлений, не превышающих , определенных в соответствии с РД 50-662-88, и при температурах смазочного масла не выше , определенных в соответствии с РД 50-662-88.

Примечание. Значения максимального давления испытаний и критической температуры масла определяют путем варьирования давления и температуры масла как значения, при превышении которых возрастает стабилизированный коэффициент трения.

3.8. При форсировании с использованием абразивного материала рекомендуется определять его предельно допустимую концентрацию в смазочном материале как значение, при превышении которого возрастает стабилизированный коэффициент трения (см. чертеж). При этом давление и температуру смазочного масла определяют в соответствии с п.3.7.

Чертеж. Пример зависимости силы трения от концентрации абразивного материала

Пример зависимости силы трения от концентрации абразивного материала

3.9. На каждой ступени с нормальным режимом следует проводить измерения износа в два этапа:

после интервала времени, необходимого для завершения приработки, о чем судят по стабилизации сил трения и рабочих температур (для исключения переходного периода от форсированного к нормальному режиму);

после завершения испытаний на каждой нормальной ступени, причем общая продолжительность этого этапа должна быть достаточной для накопления износа такого значения, которое можно достоверно измерить принятым методом.

Расчет интенсивности изнашивания на соответствующей ступени с нормальным режимом проводят по разнице износов и продолжительности второго этапа.

3.10. Выбор метода измерения износа осуществляют в зависимости от конкретных условий испытаний, формы и материалов образцов. Условия реализации некоторых методов измерения износа — в приложении 11.

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ

где — изменение массы образца при испытании, кг;

— плотность изношенного материала, кг·м ;

— контурная площадь контакта образцов, м , в соответствии с п.2.3.

2. Значение определяют с учетом размеров образцов по формуле

где — линейный размер поверхности трения сопряженного образца в направлении скольжения, м, (для образцов с площадью трения меньшей, чем у сопряженного образца, в случае реверсивного относительного движения из значения следует вычесть линейный размер образца в направлении трения);

4.2. При обработке результатов испытаний по одному из методов группы А полученное в соответствии с п.4.1 значение интенсивности изнашивания образцов данной партии сопоставляется с соответствующим значением для партии эталонных образцов.

4.3. При испытаниях по группе Б для натурного образца интенсивность изнашивания вычисляют на основе экспериментального значения интенсивности изнашивания модели по формуле

где — масштабный коэффициент, вычисляемый в соответствии с рекомендуемым приложением 10.

При воспроизведении элементов эксплуатационных условий, отличающихся наибольшим влиянием на износ, эксплуатационное значение интенсивности изнашивания рассчитывают по формуле

где — коэффициент ускорения, устанавливаемый анализом соотношений интенсивностей изнашивания в различные периоды работы испытуемого сопряжения в эксплуатационных и лабораторных условиях.

4.5. По результатам испытаний группы В оценивают параметры зависимости износа от наработки, аппроксимированной функцией вида

где — износ, м;

— наработка, измеряемая в единицах времени, с, или пути трения;

— эмпирический коэффициент;

— показатель степени, числовые значения которого для ряда изнашивающихся узлов и сопряжений приводятся в НТД.

Если имеются отличия в условиях лабораторных испытаний по отношению к эксплуатационным, приводящие к пропорциональному изменению интенсивности изнашивания материала-прототипа и нового материала при одинаковых значениях износов, то параметры зависимости износа от наработки для нового материала в эксплуатационных условиях определяют по формулам:

где , — параметры зависимости износа от наработки для нового материала в лабораторных условиях;

, — то же, для материала-прототипа;

, — то же, для материала-прототипа в эксплуатационных условиях.

Параметры , получают на основании эксплуатационной информации в соответствии с НТД. Остальные параметры определяют по результатам лабораторных испытани

4.6. Данные, полученные в результате испытаний по методам группы Г, используются для качественной аттестации сопряжения путем сравнения этих данных с соответствующими эксплуатационными показателями. Сопряжение обладает необходимой триботехнической работоспособностью, если:

максимальная нагрузка приработки, определенная по РД 50-662-88 или в соответствии с приложением 9 настоящего стандарта, оказывается не менее чем максимальная длительно действующая (эффективная) эксплуатационная нагрузка на сопряжение ( где — коэффициент динамичности нагрузки; — максимальная эксплуатационная нагрузка в установившемся режиме);

критические значения параметров форсирования , , , определенные в соответствии с пп.3.7 и 3.8, оказываются не менее соответствующих эксплуатационных значений: , где — средняя эксплуатационная нагрузка, — коэффициент динамичности нагрузки; , где — максимальная длительно действующая температура масла в условиях эксплуатации, где — эксплуатационная концентрация абразива.

Примечание. Коэффициенты динамичности и — определяют из условий эксплуатации сопряжен

4.7. Обработанные результаты испытаний заносят в протокол испытаний. Перечень данных, вводимых в протокол испытаний, приводится в приложении 12.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (справочное). ОСНОВНЫЕ КИНЕМАТИЧЕСКИЕ ТИПЫ СОПРЯЖЕНИЙ

Форма и взаимоположение деталей сопряжения

Характер относительного движения в сопряжении

источник