Министерство образования и науки Российской Федерации

Пермский национальный исследовательский политехнический

университет

Кафедра “Инновационные технологии машиностроения”

Исследование влияния методов обработки поверхности детали на ее износостойкость

Методические указания

для выполнения практической работы

по курсу “Методология научных исследований в технологии

машиностроения”

Пермь 2011

УДК 621.002

Исследование влияния методов обработки поверхности детали на ее износостойкость: Метод. указания для выполнения практической работы по курсу “Методология научных исследований в технологии машиностроения” /Сост. А.С. Донсков: ПНИПУ Пермь, 2011. - 18с.

Изложены краткие теоретические сведения о методах исследования материалов на трение и износ и методах оценки износа и износостойкости.

Приведены задания и пример выполнения практической работы.

Рецензент: проф., к. т. н. Иванкин Ю. Н.

© Пермский национальный исследовательский политехнический университет

2011

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 6

Исследование влияния методов обработки поверхности детали на ее износостойкость

Цель работы: ознакомиться с методами исследований материалов на трение и износ, изучить методы оценки износа и износостойкости.

1. Основные теоретические сведения

1. Общие понятия и определения.

Подавляющее большинство показателей эффективности работы механизмов, машин и приборов (коэффициент полезного действия, безотказность, долговечность, наработка и т. д.) зависят от способности рабочих поверхностей их деталей сопротивляться изнашиванию. Установлено, что до 80% и более машин выходят из строя в результате изнашивания сопряженных рабочих поверхностей деталей и только 10…15% - из-за поломок, нарушения условий эксплуатации и др.

Изнашивание — процесс разрушения и отделения материала с поверхности твердого тела и накопления его остаточной деформации при трении, проявляющийся в постепенном изменении размеров и формы тела (ГОСТ 23.002 - 78). Изнашивание является следствием механического, физического и химического взаимодействия сопряженных поверхностей деталей машин, в частности, абразивного, усталостного, кавитационного, окислительного и других видов взаимодействия. Изнашивание в общем случае протекает в три стадии (рис. 1):

• начальное изнашивание, соответствующее приработке поверхностей деталей (стадия I);

• установившееся изнашивание, наблюдаемое при нормальной эксплуатации сопряжения (стадия II);

• -процесс резкого возрастания скорости изнашивания, соответствующий стадии катастрофического изнашивания (стадия III).

К оличественной характеристикой изнашивания является износ. Разработаны интегральные и дифференциальные методы оценки износа [1]. Интегральными методами оценивается суммарный эффект повреждения поверхности детали в результате изнашивания (в виде потери массы или объема детали). Дифференциальными методами износ оценивается степенью повреждения в отдельных точках или некоторой области поверхности путем оценки изменения линейных размеров поверхности (рис. 2).

Оценка суммарного износа часто является недостаточной для суждения о потери изделием работоспособности, так как необходимо знать и характер распределения износа по отдельным участкам поверхности детали. Например, при оценке износа станины станка важно знать не общий износ ее направляющих, а величину износа ее наиболее часто работающих участков. В этом отношении дифференциальные методы более эффективны по сравнению с интегральными методами оценки износа.

Под износостойкостью понимают свойство материала оказывать сопротивление изнашиванию в определенных условиях трения, оцениваемое величиной, обратной скорости изнашивания или интенсивности изнашивания (ГОСТ 23.002-78).

Под скоростью изнашивания понимается отношение износа к промежутку времени, в течении которого он возник ( ), под интенсивностью изнашивания – отношение износа к пути трения, на котором происходило изнашивание . Величина J безразмерная, если износ и путь трения оцениваются в одних единицах.

Задача исследования износостойкости материала или детали часто состоит в установлении зависимости износа от одного или нескольких факторов, характеризующих свойства материала детали, качество ее поверхности, метод обработки, условия работы и т. п. Такие зависимости позволяют оптимизировать технологию изготовления, условия эксплуатации изделий, прогнозировать их долговечность. В настоящее время, вследствие недостаточной изученности явления трения, эти зависимости получают в основном экспериментальными исследованиями.