книги из ГПНТБ / Постников В.И. Исследование и контроль износа машин методом поверхностной активации

Условия измерения скорости счета по сравнению с образ­

разцах из чугуна и бронзы, активированных протонами в ва­ кууме (рис. 18).

Результаты облучения бронзы, твердых сплавов и др. (в ос­ нове которых не железо, а другие элементы) показывают, что характер кривой сохраняется, но меняется угол ее наклона.

Анализ полученных зависимостей изменения скорости счета от глубины истирания при активации различных металлов од­

наличие прямолинейного участка) остается для всех металлов постоянным, меняется только угол наклона кривой.

Указанные исследования и результаты работ [3, 5, 11] позволяют сделать заключение о необходимости проведения

41

моделирования в следующих случаях: а) при изменении вида и энергии активирующих частиц; б) при переходе с одного вида металла на другой (с железа на бронзу и т. д.); в) при изме­ нении условий измерения скорости счета (изменения экрана, типа счетчика).

1)при облучении металлов, в основе которых лежит какойлибо элемент (железо, цинк и др.), частицами данного вида и данной энергии, получаются стабильные результаты по распре­ делению радиоактивных изотопов по глубине;

2)моделирование необходимо вести в условиях работы де­

виях измерения на работающих машинах и, механизмах моде­ лирование можно проводить только один раз.

§ 2. ИССЛЕДОВАНИЯ В УСЛОВИЯХ РАБОТЫ ДЕТАЛЕЙ

Исследования в условиях работы деталей проводили несколь­ кими путями. Так, например, для двигателей внутреннего сго­ рания (5ДКРН-74/160, NVD-24, 6ДР-30/50 и др.) создавали моделирующие устройства, имитирующие условия работы дви­ гателя, исходя из толщины экранов, блоков счетчиков и телес­ ного угла, обеспечивающего регистрацию постоянного числа импульсов.

На двигателе 410,5/13, на червячном колесе и на уплотнительном кольце агрегата моделирование проводили на рабо­

щем устройстве и непосредственно в условиях работы детали. Рассмотрим кратко оба случая.

Моделирование на устройстве, имитирующем условия рабо­ ты детали. Моделирование на образцах цилиндровой втулки двигателя 5ДКРН-74/160 в условиях работы двигателя, истира­ ние образцов и их замеры проводили в соответствии с рассмот­ ренными выше рекомендациями. Втулку активировали встав­ кой, которую облучали на циклотроне вместе с образцами, из-

42

готовленными в виде кольца. Активированное кольцо разламы­ вали на несколько секторов, которые являлись образцами для моделирования щ эталонными образцами распада.

Результаты моделирования, обработанные на ЭВМ по ме­ тоду наименьших квадратов (полином 5-й степени), представ­ лены в табл. 6.

*1 Исключено 1 измерение.

*2 Исключены 2 измерения.

бильность результатов моделирования на данном виде мате­

Поправку на распад вводили по результатам измерения об­ разца, являющегося эталоном распада, также в условиях заме­ ров на двигателе.

Сопоставить можно с микрометрическими измерениями и измерениями методом лунок. Однако значительный разброс; получаемый при указанных замерах, снижает результаты моде­ лирования.

43

Разработанные и внедренные в лабораторные испытания схемы измерения износа на двигателе 410,5/13 и ИДМ исполь­ зовали для моделирования и для проведения исследований по влиянию на износ различных режимов работы.

В связи с тем что измерения, связанные с моделированием на работающем двигателе, проводили одновременно с исследо­ ванием сопоставимости метода с методом лунок и микрометрированием, а также с исследованием влияния на износ цилинд­ ровой втулки двигателя Ч10,5/13 различных режимов работы двигателей, результаты моделирования приведены в соответст­ вующих разделах.

2. Исследования в условиях работы червячного колеса

Моделирование в условиях работы червячного колеса за­ труднено, так как нет мерительных устройств, позволяющих с достаточно высокой точностью измерять износ зубьев червячно­ го колеса.

Для моделирования на агрегате, включающем червяк и чер­ вячное колесо, разработали и изготовили специальное приспо­ собление для измерения износа зубьев червячного колеса с точностью до 5—10 мкм.

Моделирование на работающем агрегате дает весьма невы­ сокую точность, а моделирование на образцах с высокой точ­ ностью получения зависимости — =f(Ab) обеспечивает более

точные результаты исследования.

Моделирование на образцах дает незначительный разброс результатов; используя высокочувствительную аппаратуру, можно получить большее число замеров с высокой точностью.

Попытка провести моделирование на агрегате не дала же­ лаемых результатов, так как моделирование на образцах дает значительно меньшие отклонения. В результате сделали заклю­ чение о целесообразности моделирования на образцах в усло­ виях работы червячных колес.

3. Моделирование на деталях из пластических масс

Результаты активации пластмассы марки А показали воз­

Моделирование осуществляли, рассверливая втулку и заме­ ряя изменения относительной скорости счета в зависимости от увеличения диаметра отверстия. На рис. 19, б показана линей­ ная зависимость изменения относительной скорости счета от увеличения радиуса втулки.

44

а

Диаметрысверлам 9,5 10,512 13 14 16 19 21 23 25

Диаметр отверстия и ветчина снятого слоя, мм

Рис. 19. Схема пластмассовой втулки (а) и зави­ симость скорости счета от диаметра отверстия и величины снятого слоя (б).

В табл. 8 представлены результаты замеров износа, получен­ ные при исследованиях. Из табл. 8 видно, что в первые часы идет приработка, дающая более повышенный износ цилиндра. Величины износа на различных маслах распределены равномер­ но. Относительное отклонение по исследованию за 223 ч мето­ дом лунок и разработанным методом находится в пределах 10%.

3. Исследование на стенде для определения износа

уплотнительного кольца

Исследование по моделированию износа уплотнительного кольца на стенде, имитирующем работу турбинного двигателя, отличается условиями активации кольца и процессом модели­ рования, при сравнении разработанного метода с методом микрометрирования.

Износ кольца разработанным методом можно исследовать только в том случае, если кольцо активировано по всему пери­ метру, в этом случае излучение равномерно поступает в прием­ ник. Для создания стабильности поступления излучения разра­ ботана и установлена на циклотроне вакуумная камера, позво­ ляющая равномерно активировать кольцо по всей окружности.

В процессе моделирования проводили периодические замеры изменения скорости счета от активированного кольца и дважды в течение 50 ч разбирали стенд для микрометрирования кольца. Результаты моделирования на стенде показывают полную схо­ димость полученных замеров, хотя характер протекания износа можно изучить только при использовании метода поверхностной активации.

§ 4. ИССЛЕДОВАНИЕ НЕКОТОРЫХ СПЕЦИАЛЬНЫХ ФАКТОРОВ, СВЯЗАННЫХ С ВНЕДРЕНИЕМ МЕТОДА

В процессе отработки метода исследовали специальные фак­ торы, имеющие непосредственное отношение к разработанному методу и связанные с использованием ускоренных заряженных частиц Y-излучений образующихся радиоактивных изотопов.

Такие исследования в первую очередь вели для определения влияния ускоренных заряженных частиц на твердость, фазовый

линдровых втулок) эти факторы существенного влияния на ре­ зультаты исследований могути не оказать.

Исследовали наличие диффузии и ее влияние на распределе­ ние радиоактивных изотопов при работе исследуемой детали в условиях высоких температур, изучали влияние отражения Y-излучения на изменение скорости счета и ряд других спе­ циальных факторов.

В связи с тем что указанные факторы подробно рассмотре­ ны в соответствующих работах [3, 6], остановимся только на существе проведенных исследований.

1. Влияние бомбардировки заряженными частицами на свойства активированного участка

В процессе длительной бомбардировки ускоренными заря­ женными частицами различных металлов [8, 9, 11] помимо об­ разования радиоактивных изотопов в материалах происходит целый ряд физико-химических изменений. Так, например, изме­ няется твердость, в отдельных случаях обнаруживается явление наклепа, меняется фазовый состав сплавов, изменяется кристал­ лическая решетка. Такие явления обнаруживают при активации, продолжающейся в течение 5—10 ч и более.

Если учесть, что в разработанном методе облучение прово­ дят в течение 1 ч, а в основном — 30—40 мин, то указанные явления при активации исследуемых деталей должны отсутство­ вать.

Измерения твердости гильзы из легированного и других ви­ дов чугунов до облучения дейтронами с энергией 13,6 Мэв и после облучения показали некоторое отклонение твердости в сторону ее незначительного повышения и понижения (в пре­ делах 1—1,5%). Указанные отклонения можно объяснить только неточностью измерения.

Аналогичные результаты получены и по ряду других втулок из различных материалов.

Проведенные рентгеноструктурный анализ и анализ измене­ ния фазового состава сплавов не дали никаких отклонений по

могла бы оказать более стабильная высокая температура, со­ храняющаяся длительное время и нагревающая внутреннюю по­ верхность детали до 400—500° С.

Распределение по глубине радиоактивных изотопов в зави­ симости от температуры исследовали, нагревая половину облу­

50