ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Контроль качества металлопроката на машиностроительном предприятии (В. Д. Кальнер, В. И. Пустовалов) из "Металловедение и термическая обработка стали Справочник Том1 Изд4 " Выбор и разработка износостойких материалов — весьма сложная задача, так как поведение материалов при трении обусловлено не только их физико-механическими свойствами, но и конкретными условиями нагружения (нагрузка, скорость, характер среды, температура и др.). В зависимости от условий трения и назначения узла меняется и комплекс требований к материалам. Опыт показывает, что при создании износостойких пар трения следует основываться на физических и механических свойствах контактирующих тел и разделяющих их пленок, покрытий [20.31 20.39 20.40]. Износостойкие материалы в общем случае должны обладать высокой прочностью, высоким сопротивлением усталостному разрушению, теплостойкостью, способностью к образова- шо при трении прочных пленок вторичных структур, способностью к хорошему удержанию смазки на поверхности, хорошей технологичностью. [c.398] Из механических свойств наиболее часто при оценке износостойкости материалов используются их исходная твердость Н), предел прочности (03), предел текучести (ао,а). [c.398] Известны соотношения, связывающие параметры изнашивания материалов с указанными свойствами. Для случая изнашивания металлов закрепленным абразивом Q = kNjH, где N — нагрузка k — постоянный коэффициент Q — износ материала [20.411. Для случая адгезионного изнашивания широко известна формула Арчарда W == (/С/3) (МЩ), где W — объем изношенного металла N — нагрузка К — вероятность отделения частиц износа с пятна контакта (К = 10 —10 ). [c.398] Для усталостного механизма изнашивания справедливо выражение [20.35] п (oJKty, где п — число циклов, приводящее к отделению частиц износа с поверхности трения — временное сопротивление разрыву К — постоянная величина t — показатель степени (изменяется в пределах 2—12) х—удельная сила трения. [c.398] В последние годы разрабатываются специальные методы оценки фрикционной прочности материалов — испытания на фрикционную усталость и на фрикционную теплостойкость [20.35]. [c.399] Задача 1-го этапа — определение физических и механических свойств материалов и прогнозирование по ним уровня износостойкости. 2-й этап позволяет оценивать влияние этих свойств в сочетании с выбранными режимами трения на износостойкость материалов. Стендовые испытания (3-й этап) проводятся с целью оценки влияния конструктивных факторов на работоспособность пар трения. Натурные испытания (4-й этап) необходимы для оценки надежности и долговечности механизмов в целом. Таким образом достигается последовательное приближение условий испытаний к реальным условиям работы деталей машин. При этом из сравнительно большого числа перспективных (износостойких) материалов отбирают лишь немногие, действительно пригодные для данной пары трения. 1-й и 2-й этапы испытаний необходимы также для оценки износостойкости новых материалов и для контроля качества материалов. Исходя из получаемых данных, конструкторы имеют возможность обоснованно подходить к выбору материалов для конкретных условий трения. [c.400] Важно отметить, что при переходе испытаний от 2-го к 4-му этапу увеличивается число факторов, оказывающих влияние на износостойкость пары трения. Это, естественно, затрудняет оценку вклада каждого фактора в получаемый результат и, таким образом, делает необходимым соблюдение поэтапной схемы испытаний. Поэтапный характер испытаний способствует также значительному сокращению объема дорогостоящих и длительных эксплуатационных испытаний вследствие последовательного сокращения числа испытуемых материалов (вариантов). Ниже рассматриваются 2-й и 4-й этапы испытаний на изнашивание. [c.401] Испытание материалов на изнашивание на лабораторных установках. В процессе трения в поверхностных слоях контактирующих тел формируются новые, отличные от исходных, структуры, определяющие сопротивление металлических материалов изнашиванию в данных условиях нагружения. [c.401] Изменение условий трения (нагрузка, скорость, режим смазки и др.) может привести к резкому изменению сопротивления материалов изнашиванию (рис. 20.31, а, б). Это связано с возникновением в поверхностном слое материа.лов критических температур, давлений, приводящих к необратимым структурным изменениям в зоне контакта. Образование новой структуры приводит к изменению интенсивности и даже механизма разрушения поверхности (механизма изнашивания). Сильное и многообразное по характеру влияние условий испытания на интенсивность изнашивания металлических материалов обусловливает необходимость проведения испытаний на изнашивание в возможно более широком интервале нагрузок, скоростей, условий смазывания, температур и др. (см. рис. 20.31, а, б). [c.401] При испытаниях с практическими целями желательно, чтобы интервал варьирования основных условий трения (нагрузки, скоростей и др.) был шире, чем при эксплуатации деталей машин. [c.402] Ряд лабораторных установок, часть из которых выпускается нашей промышленностью, рассматривается ниже. [c.403] Мощность привода, кВт. ... [c.403] Скорость вращения вала, об/мин Рабочая нагрузка, кН. . . . . [c.403] Момент трения, Н-м. . [c.403] Диаметр пальчикового образца, мм Длина пальчикового образца, мм Наружный диаметр кольца, мм Внутренний диаметр кольца, мм. [c.403] Диаметр (внутренний) втулки, мм Наружный диаметр втулки, мм Длина втулки, мм. . [c.403] Величина момента трения измеряется с помощью индуктивного датчика по скручиванию упругого элемента и непрерывно регистрируется на ленте электронного потенциометра. При испытании по схеме вал — вкладыш (трение скольжения) вращение на верхний образец не передается (он закрепляется неподвижно вместе с валом). Установка имеет набор сменных камер, позволяющих проводить испытания в жидких средах. [c.404] Износ образцов определяется по уменьшению их массы, размеров (диаметров), по изменению геометрии поверхности трения, регистрируемому с помощью снятия профилограмм. [c.404] Метод микрометрирования основан на измерении деталей до и после испытаний с помощью инструментальных микроскопов, микрометров, индикаторов и других приборов. Для определения малых величин износа и характера распределения его по рабочей поверхности деталей применяют метод профило-графирования поверхности с помощью профилографов различных типов (ММК-1, калибр ВЭИ, модель 201, ИЗП-5 и др.). Вертикальное увеличение профилографов составляет 400—200 0.00, что позволяет с большой точностью определять износ. О величине износа судят на основании сопоставления профилограмм, снятых с рабочей поверхности детали до и после испытаний. [c.407] От указанных недостатков в определенной степени свободен метод пневматического микрометрирования, а также метод определения износа по расходу рабочей среды через зазоры в сопряжениях [20.45]. [c.407] Вернуться к основной статье