3.4 Методические особенности испытаний на долговечность

Испытания на долговечность проводятся, как правило, по схеме (см. рисунок 3.4.1) .

.

1 – образец;

2 – блок;

3 – фигурный рычаг;

4 - балансир;

5 – записывающее устройство;

6 – термокамера.

Рисунок 3.4.1 – Схема приспособления для испытаний на долговечность

Испытываемый образец 1 соединен гибкой тягой с блоком 2. Блок постоянного радиуса r_o жестко посажен на одном валу с фигурным рычагом 3. По контурному профилю фигурного рычага проходит гибкая тяга, к которой подвешивается груз Р, задающий растягивающее усилие. При удлинении образца блок 2 вместе с фигурным рычагом 3 поворачивается в направлении, указанном стрелкой, что приводит к уменьшению длины R плеча фигурного рычага, а, следовательно, и силы, действующей на образец. Профиль фигурного рычага рассчитан таким образом, чтобы плечо R менялось в соответствии с уменьшением поперечного сечения образца.

Уравнение профиля рычага в полярных координатах:

Выбор основных параметров устройств можно варьировать в значительной степени в зависимости от свойств испытуемых материалов.

Описание других устройств можно найти в литературе.

Литература

1. В.Р.Регель, А.И.Слуцкер, Э.Е.Томашевский. Кинетическая природа прочности твердых тел. «Наука», М., 1974.

2. Г.М.Бартенев. Прочность и механизм разрушения полимеров. «Химия», М., 1984.

3. А.П.Филин. Прикладная механика твердого деформируемого тела. Т.1, «Наука», М., 1975.

4 Изнашивание

Изнашивание – процесс разрушения и отделения материала с поверхности твердого тела и (или) накопления его остаточной деформации при трении, проявляющийся в постепенном изменении размеров и (или) формы тела.

Результат изнашивания – износ, выраженный в единицах длины, объема, массы и др.

Износостойкость трущейся пары обычно характеризуется интенсивностью изнашивания J, равной толщине изношенного слоя на единицу пути трения. По интенсивности изнашивания, скорости относительного перемещения трущихся поверхностей v и времени работы t можно оценить линейный износ детали W:

W=Jvt. (4.1)

Для расчета J используются формулы:

J=k₁p^m; (4.2.a)

; (4.2.б)

; (4.2.в)

; (4.2.г)

, (4.2.д)

Где k1,…, k5 – коэффициенты;

m, n, l – показатели степени, зависящие от условий работы (влияние смазки, термообработки деталей и др.);

р – давление в контакте;

Н – твердость;

f – коэффициент трения пары;

g – количество поступающего в зону трения абразива.

Формула (4.2.г) может быть полезной при пересчетах интенсивности изнашивания близких материалов. В большинстве случаев можно принять n=1. Если имеет место трение стали по иному материалу, то l=1, если трение закаленной стали по закаленной стали, то l=1…3, что связанно с резко повышенным у закаленных сталей сопротивлением и схватыванию, которое обычно существенно ускоряет изнашивание. При трении деталей без смазки и при граничном трении деталей со смазкой в случае, если p≤(0,7…0,8)[p]m=1, при большем давлении m=2…3. При полужидкостном трении деталей со смазкой при любых давлениях значение m повышается, доходя до 3. Это повышение связано с тем, что при росте общей нагрузки одновременно увеличивается ее доля, воспринимаемая контактом микронеровностей.

Коэффициент вариации интенсивности изнашивания v₁ – определяется как:

v₁=(mv_p)²+(nv_f)²+(lv_н)². (4.3)