1.2. Установки для испытаний на износостойкость.
Наиболее часто испытания образцов на износостойкость проводятся на установках торцового трения по схемам диск - втулка, диск - пальчиковые образцы и на установках трения по образующей по схеме диск - колодка.
Схемы узлов трения установок торцового трения приведены на рис. 3. Основой для установок торцового трения могут являться настольные вертикально-сверлильные станки (например, модели 2М 112). Изнашивание образца 1 по схеме а) рис. 3 осуществляется контртелом 2, представляющим собой втулку из твердого сплава ВК8. Нагрузка Р на образец 1 осуществляется грузом через шпиндель-рейку. На образце в процессе трения образуется кольцевая канавка, глубина которой представляет величину износа.
По схеме б) рис. 3 изнашивание образца 1 осуществляется вращающимся контртелом, представляющим собой три пальчиковых вкладыша 2. Нагрузка на образцы задается условиями испытаний. Момент сил трения Мтр скользящего контакта контролируется с помощью тензобалочки с наклеенными на нее тензодатчиками сопротивления. По этой схеме контртелом также может служить диск 1, а исследуемыми - пальчиковые образцы 2.
П
ри
испытаниях на установках торцового
трения задаются:
контактная нагрузка P
и скорость скольжения контртела
Vск.
Схема узла трения установки трения по образующей (например, машины 2070 СМТ-1) приведена на рис. 4, где 1 - исследуемый образец, выполненный в виде кольца, 2 - контртело. Перед испытанием на наружной поверхности образца 1 протачивается ступенька, по уменьшению высоты которой судят о величине износа h.
В процессе испытаний измеряется момент трения посредством бесконтактного индуктивного датчика.
Р ω ис. 4. Узел трения машины 2070 смт-1.
1.3. Расчет параметров износа и износостойкости.
В данной работе исследуется механический вид износа. Основными факторами, влияющими на параметры износа, являются нормальная сила давления, скорость скольжения и среда работы трущейся пары. В качестве параметров процесса трения в зависимости от целей исследования могут выступать коэффициент трения, величина износа, скорость изнашивания, интенсивность изнашивания и износостойкость.
Коэффициент трения вычисляется по формуле:
при испытании на машине торцового трения
;
(1)
при испытании на установке трения по образующей
,
(2)
где F - сила трения, Н; Р - нормальная сила давления, прижимающая контртело к образцу, Н; Мтр - момент трения, Н∙м; r1 и r2 - наружный и внутренний радиусы дорожки трения, м.; r – наружный радиус образца-кольца, обычно r = 0,025 м.
Скорость изнашивания определяется по формуле:
,
(3)
где h - линейный износ за период испытаний, мкм; t - период испытаний, ч.
Интенсивность изнашивания – представляет собой отношение износа h к пути трения s, на котором происходило изнашивание
.
Износостойкость рассчитывается как величина, обратная скорости изнашивания
.
(4)