close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

2 Абразивна зносостійкість

код для вставкиСкачать
Лабораторне заняття № 6
ОСОБЛИВОСТІ АБРАЗИВНОГО СПРАЦЮВАННЯ ТРИБОМАТЕРІАЛІВ
Мета роботи - ознайомитись з основними методами дослідження трибоматеріалів на абразивне зношування; навчитись самостійно застосовувати потрібний метод досліджень в залежності від умов тертя, схеми тертя, а також поставлених задач.
1.1. Основні положення і зміст роботи
Машини й установки для досліджень на абразивне зношування можна розділити на три групи: по закріпленому абразиві; вільними частками; масою, що містить абразивні частки. Розглянемо найбільш типові методики для кожної з названих груп.
1. Зношування матеріалів по закріпленому абразиві
Дослідження зношування матеріалів по закріпленому абразиві здійснюються в основному з застосуванням у якості контртіла абразивної стрічки. В окремих випадках для цієї мети використовують абразивні круги. Режими і схеми досліджень на зношування матеріалів закріпленим абразивом регламентуються стандартами. Основні вимоги до такого роду досліджень: твердість абразивних часток повинна бути вище твердості матеріалу, що зношується; у контакт із тілом, що зношується, повинна неперервно чи періодично вводитися нова поверхня контртела, що необхідно для виключення впливу на результати досліджень засалювання абразиву продуктами зносу; навантаження вибирається в межах, у яких передбачається одержання лінійної залежності I(N); при визначенні відносної зносостійкості матеріалів еталонний зразок вибирають таким, щоб його структура не змінювалася в процесі тертя, а твердість була нижче твердості досліджуваних матеріалів.
В випробуваннях по закріпленому абразиві реалізується в основному контакт плоских поверхонь тіл або контакт бічна поверхня циліндра - площина.
В машині Х-4Б здійснюється контакт плоских поверхонь циліндра і диска (рис 1). На поверхні обертального диска 1 закріплюються абразивні частки чи абразивна стрічка 2. Зразок 3 досліджуваного матеріалу, виконаний у вигляді циліндра діаметром 2 мм і висотою 15-20 мм, приводиться в контакт торцевою поверхнею з абразивними частками. Закріплення зразка в державці 4, жорстко зв'язаної з штоком 5, дозволяє проводити випробування при різних швидкостях ковзання, але при однаковому шляху тертя.
Важливою перевагою описаної схеми контакту є можливість одержання залежності зносостійкості матеріалу від швидкості ковзання на одній парі тертя. Однак вона не дозволяє реалізувати рух зразка по свіжому сліду, тобто протягом усього періоду досліджень у контакті зі зразком, що зношується, знаходиться та сама поверхня тертя абразивної стрічки. При цьому можливо затуплення часток абразиву і засалювання абразивної стрічки продуктами зносу, що обмежує тривалість досліджень і клас випробовуваних матеріалів. Переміщення випробовуваного зразка по радіусу диска синхронне швидкості його обертання (рух зразка по спіралі Архімеда) усуває даний недолік. Схема досліджень бічна поверхня обертального циліндра - плоска поверхня досліджуваного зразка закладена в конструкції машини для дослідження пластмас на стирання МПИ (рис. 2). Зразок 1 циліндричної форми контактує з абразивною стрічкою 4, закріпленої на поверхні обертального циліндра 5 великого діаметра. За допомогою штока 3, жорстко зв'язаного з державкою 2, зразку задається рух уздовж твірної циліндра, синхронно швидкості його обертання. Недоліком даної схеми досліджень є нерівномірність розподілу тиску по контактній поверхні, яка обумовлена кривизною поверхонь, що сполучаються. Цей недолік виключається в дослідженнях за схемою абразивна стрічка, що рухається - плоский зразок (рис. 3). Нескінченна абразивна стрічка 1 охоплює ведучий 4, і ведений 2 обертові барабани. Натяг стрічки встановлюється натяжним роликом 3 Стрічка сковзає по плоскій направляючій 6, що виключає її прогин в області контакту зі зразком 5. Конструкція машини забезпечує можливість досліджень при високих навантаженнях і швидкості ковзання, рівень яких обмежується тільки міцністю стрічки і її зчепленням з ведучим барабаном. При рисих розмірах досліджуваного зразка можливе проведення досліджень по свіжому сліду шляхом переміщення зразка в процесі досліджень по ширині стрічки.
Дослідження на абразивну стійкість обох елементів пари тертя здійснюють за схемою бічна поверхня абразивного круга - площина тіла, що зношується (рис 4). Обертальний круг 7 з абразивних часток приводиться в контакт із досліджуваним зразком 2. Зразок може бути закріплений нерухомо, і тоді знос оцінюють по глибині лунки, що утвориться, У випадку розміщення зразка на каретці 3, що робить зворотно-поступальний рух, знос визначають по товщині шару, що видаляється з усієї поверхні тертя. По зменшенню діаметра абразивного круга можна судити про інтенсивність його зношування. Така схема контакту дозволяє проводити дослідження при подачі в зону тертя рідкого середовища. ЇЇ недолік - можливість засалювання і втрата різальної здатності абразивного круга, що особливо характерно для досліджень пластичних матеріалів (міді, алюмінію, полімерних матеріалів).
2. Зношування вільними абразивними частками і деформівною масою
Ці методи досліджень призначені для моделювання процесу зношування деталей машин незакріпленими абразивними частками.
Зношування вільними абразивними частками. Дослідження матеріалів здійснюються на машинах тертя, що забезпечують введення в зону контакту триботіл часток з матеріалу, твердість якого вище твердості тіл, що зношуються. Найбільш розповсюдженими схемами досліджень є контакт двох роликів, ролика з плоским зразком і двох плоских зразків. Контакт ролика з плоским зразком реалізується в схемі досліджень по Д. А. Бринеллю (рис 5). Обертальний ролик 1 діаметром 100 мм і товщиною 4 мм приводиться в контакт зі зразком 2, виконаним з досліджуваного матеріалу у виді прямокутного бруска. При обертанні ролика в зону тертя з бункера 3 подаються абразивні частки. Про величину зносу судять по об'єму лунки, що утвориться, чи по втраті маси зразка.
Для дослідження зношування тіл кочення при влученні в зону тертя абразивних часток застосовують схему контакту двох обертальних роликів (рис. 6). Зношування деформівною масою, що містить абразивні частки. Дослідження матеріалів реалізуються з застосуванням різноманітних схем, що розрізняються як по геометрії зразків, так і по кінематиці їх переміщення.
Для моделювання зношування різних матеріалів абразивною масою використовують схему контакту плоских поверхонь обертального диска з бруском прямокутного чи перетину циліндром (див. рис. 1). При цьому на поверхні диска закріплюють шар пружноабразивного полотна, виконаного з пористого еластомера (гуми), що містить у своєму об'ємі абразивні частки. Наповнення еластомера кварцовим піском заданої фракції дозволяє моделювати ґрунти, що розрізняються за складом, змістом, формою і розмірами абразивних часток. Подібне рішення може бути використано й в інших схемах досліджень, наприклад в установці, що реалізує контакт бічної поверхні обертального циліндра з плоскою поверхнею випробовуваного зразка (див. рис. 5).
Розповсюдженим є спосіб досліджень, при якому зношуваний матеріал переміщається в об'ємі абразивної маси (рис.7 )
3. Дослідження матеріалів на знос у потоці часток, що рухаються.
Засоби для проведення подібних досліджень можна розділити на три групи: дослідження матеріалів у потоці вільно падаючих часток; часток, що захоплюються потоком рідини чи газу; і часток, що розганяються до заданої швидкості у відцентровому прискорювачі. Зношування матеріалів вільно падаючими частками. До даної групи приладів можна віднести установку, схема якої показана на рис. 8. Зношування матеріалів у газо- і гідроабразивному потоці. Моделювання процесу зношування твердих тіл у газоабразивному потоці може здійснюватися на установці, за принципом дії подібної на піскоструминний пістолет (рис. 9). Частки абразиву 7 з бункера попадають у повітропровід 2, що закінчується соплом 4. Повітря, подане від компресора по повітропроводу, захоплює за собою частки абразиву. Швидкість співударяння часток з досліджуваним зразком 5 залежить від тиску повітря. Концентрація абразиву в середовищі регулюється за допомогою клапана 3. Кут атаки змінюється поворотом зразка.
Установки для досліджень матеріалів у потоці часток, що рухаються, спрямовані в основному на моделювання роботи реальних вузлів машин і механізмів. Загальним їхнім недоліком є те, що вони мають порівняно низьку точність вимірювань, оскільки із-за різної маси, форми і швидкості часток не забезпечується необхідна енергія удару часток по поверхні, що зношується.
1.2. Порядок виконання роботи
1. Ознайомитись з основними методами дослідження трибоматеріалів на абразивне зношування.
2. Вивчити будову приладу, регулювання та порядок виконання вимірювань.
3. Провести вимірювання величини зносу запропонованих матеріалів.
1.3. Контрольні запитання
1. Охарактеризувати основні методи дослідження трибоматеріалів на абразивне зношування.
2. Переваги та недоліки методу оцінки величини зношування матеріалу по закріпленому абразиву.
3. Переваги та недоліки методу оцінки величини зношування матеріалу вільними абразивними частками і деформівною масою.
4. Характеристика методу оцінки величини зношування матеріалу в потоці часток, що рухаються.
5. Поняття "абразивний знос", його види та особливості.
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
32
Размер файла
148 Кб
Теги
абразивна, зносостійкість
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа