Лабораторные работы по дисциплине "Физика трения" (стр. 4 )

Этот метод не свободен от недостатков, присущих ранее описанному способу.

Величина износа

где

Dd – изменение диаметра отпечатка.

Метод вырезанных лунок нашел широкое применение при исследовании износа различных пар трения. Принципиально он отличается от ранее описанных способов лишь тем, что база на исследуемую поверхность наносится с помощью резца, имеющего форму трехгранной пирамиды.

В методе вырезанных лунок особенно важным является расположение измеряемого параметра лунки относительно направления скольжения. При этом следует руководствоваться правилом, изложенным в методе отпечатков.

Кроме основных недостатков, которые могут быть отнесены к методу искусственных баз (местное вспучивание и отклонение лунок и отпечатков от истинной формы), существует еще достаточно высокая трудоемкость (продолжительность испытания измеряется сотнями и тысячами часов), а также необходимость создания механизмов для измерения величины износа.

Метод радиоактивных индикаторов позволяет вести непрерывный котроль за износом угла трения в процессе его работы, не производя разборки исследуемого узла машины. Для изучения износа деталей при помощи этого способа необходимо активизировать материал деталей, т. е. тем или иным путем ввести в них определенный радиоактивный элемент, который в дальнейшем будет служить индикатором величины износа.

Известны и применяются следующие методы активирования:

1.  Введение радиоактивного изотопа в металл при плавке.

2.  Нанесение радиоактивного электролитического покрытия.

3.  Активирование в процессе диффузии.

4.  Установка радиоактивных вставок.

5.  Облучение нейтронами.

Выбор того или иного метода оценки величины износа зависит от условий эксперимента.

Определение скорости износа методом радиоактивных изотопов позволяет изучать процесс износа в динамике. При этом в исследуемый материал детали, износ которой хотят изучить, вводится радиоактивный изотоп. По мере износа вместе с продуктами износа попадает пропорциональное им количество атомов радиоактивного изотопа. По интенсивности излучения этого изотопа в пробе масла можно судить о количестве металла, попавшего в масло за определенный период времени.

Если имеется готовая деталь, то ее износ можно изучить, запрессовывая нормально к поверхности трения вставки в виде проволоки небольшого диаметра из сплава, содержащего радиоактивный изотоп. При наличии готовой детали ее можно сделать радиоактивной путем облучения в ядерном реакторе. Если используются детали, на поверхности трения которых имеются специальные покрытия, то в материал покрытия вводится радиоактивный изотоп.

Весьма удобным является измерение износа посредством запрессовывания на определенной глубине радиоактивного источника.

О величине износа судят по изменению интенсивности потока радиоактивных частиц, достигающих поверхности. Этот метод с применением радиоактивного таллия оказался весьма удобным для измерения износа шин. Методика эта была разработана научно-исследовательским институтом шинной промышленности и отличается большой чувствительностью.

Результат работы:

Построить графики зависимости интенсивности изнашивания исследуемых материалов от усилия прижатия и скорости относительно перемещения поверхности касания пары трения.

Согласно ГОСТ-27674-88, изнашивание – это процесс отделения материала с поверхности твердого тела, или увеличение его остаточной деформации при трении, проявляющейся в постепенном изменении размеров и форм тела.

Таблица 2.1

Виды изнашивания

Признаки классификации	Вид изнашивания
Вид механического изнашивания	Абразивное Гидроабразивное Гидрокоррозионное Кавитационное Усталостное При фреттинге При заедании
Виды коррозионно-механического изнашивания	Окислительное При фреттинговании
Виды изнашивания при действии электрического тока	Электрокоррозионное

Таблица 2.2

Виды трения

Признаки классификации
По наличию относительного движения	Трение покоя Трение движения
По характеру относительного движения	Трение скольжения Трение качения Трение качения с проскальзыванием
По наличию смазочного материала	Со смазкой Без смазки

При оценке работоспособности материала в условиях трения используются понятия: величина износа, скорость изнашивания, интенсивность изнашивания.

Величина износа – это разность между измеренными величинами трущихся деталей до и после испытания (в месте контакта).

Скорость изнашивания – отношение величины износа к интервалу времени, в течении которого он возник.

Интенсивность изнашивания - отношение величины износа к обусловленному пути на котором происходит изнашивание:

-  по массе износа;

-  по объему износа;

-  по толщине износа.

Для сравнения различных материалов пользуются относительной износостойкостью.

Для определения трибологической характеристики пары трения задаются следующими параметрами испытания:

1.  Геометрией и материалом образца.

2.  Видом трения.

3.  Скоростью относительного перемещения образцов.

4.  Усилием нажатия (прижатие) образцов.

5.  Средой и условиями испытания.

В процессе испытания регистрируют:

1.  Усилие прижатия образцов.

2.  Момент трения.

3.  Величину износа.

4.  Путь трения (число оборотов образца, за цикл испытания и температуру).

Результаты испытаний заносятся в таблицу.

Таблица 2.3

Результаты испытаний

Вид и схема испытаний	№ образ-цов	Заданные и регистр. параметры	Масса и линейные размеры
Р, Н	n, мин-1	N, об.	До испытаний	После испытаний
G, г.	D, мм	h, мм	G, г.	D, мм	h, мм
	1	1000	250	20		50	10
2	1000	500		50	10
3	1000	1000		50	10
4	500	500	20		50	10
5	750	500		50	10
6	1000	500		50	10

Таблица 2.4

Результаты испытаний

№ образца и контр. образца	Расчетные величины
Величины износа	Интенсивность изнашивания
G, г.	D/2	h, мм	JG, м2/м	Jh, мкм/м	JV, мкм3/м
1	-			-
2	-			-
3	-			-
4	-			-
5	-			-
6	-			-

Таблица 2.5

Результаты испытаний для статической обработки

№ п/п	Р, Н	n, об/мин	J, мкм/км
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Порядок выполнения работы

1.  Ознакомиться с видами изнашивания и методами измерения износа.

2.  Выполнить эскизы образцов.

3.  Провести испытания на машине трения.

4.  Определить линейный и весовой износ образцов.

5.  Оформить отчет по лабораторной работе.

Содержание отчета

В отчете должны быть: название и цель работы, сведения из теории, таблицы результатов испытаний, графики зависимостей (I=f(P), I=f(n)) и выводы по результатам исследования.

Контрольные вопросы

1.  Что такое изнашивание?

2.  Какие виды изнашивания существуют ?

3.  Что такое износ?

4.  В каких единицах измеряется износ ?

5.  Что такое скорость изнашивания, единицы измерения?

6.  Что такое интенсивность изнашивания, единицы измерения?

7.  Какие используются методы измерения износа?

8.  Что такое износостойкость?