Лекция 35. Средства испытаний ответственных деталей

Детали ответственного назначения перед эксплуатацией подвергают стендовым испытаниям на надежность, которые позволяют определить вероятность безотказной работы в заданный отрезок времени, выявить наиболее слабые звенья и установить физические причины отказов.

При испытании деталей устанавливают связь между показателями их надежности и параметрами качества и получают эмпирические зависимости между ними. Зависимости позволяют на стадии проектирования установить значения параметров качества детали, исходя из требований к надежности.

Испытания проводят на стендах, которые воспроизводят нагрузки на деталь в точном соответствии с теми, которые возникают при эксплуатации детали.

Стенд для исследования износостойкости детали (Слайд 1, слева) состоит из машины трения, программируемого датчика режимов испытаний и измерительного комплекса. Машина трения позволяет обеспечить требуемое давление Р на исследуемые образцы 1 и 2 и изменять частоту вращения вала электродвигателя 5, который через редуктор 4 и кулачковый механизм 3 сообщает возвратно-поступательное движение нижнему образцу 1. Из смесителя 7 поступает масло, в которое внесены частицы радиоактивных изотопов, постоянно приводимое во взвешенное состояние с помощью активатора. Пульт управления 8 по программе включает исполнительные механизмы 6 и 9 машины трения и устанавливает режим испытания по нагрузке и скорости.

Определение количества продуктов износа образцов основано на измерении энергии излучения радиоактивных ядер изотопов. Для этого используется сцинтилляционный счетчик-спектрометр 10 и комплект радиометрической аппаратуры 11 для автоматической регистрации результатов измерения. Действие его основано на возбуждении заряженными частицами световых вспышек (сцинтилляций), которые регистрируются фотоэлектронными приборами. Результаты определения количества продуктов изнашивания выводятся на цифропечатающее устройство 12.

На Слайде 1, справа приведена схема стенда для испыта­ний на усталость при изгибе крупномодульных зубчатых колес.

Нагружение зубьев производится Т-образным рычагом 3 со сменными шлифованными накладками 4, кото­рые крепятся в державке 5. Державка сидит на оси, что обеспечивает практически одинаковое распределение сил на зубья колес. Зубчатые колеса 6 расклинены прижимными планками 8 с помощью болтов 7. В вил­ке нижнего конца рычага 3 на оси 9 на двух радиальных шарикопод­шипниках насажан диск 2, ступицы которого служат ведомым шкивом клиноремённой передачи 10. На диске 2 укреплен груз 1, являющийся неуравновешенной массой, которая создает переменную силу на испы­тываемые зубья.

На Слайде 2, слева приведена схема стенда для испытания на износ деталей пары винт-гайка, часто применяемых в станках. Винт 1 получает ускорение при вращении, сдвигает и раздвигает гайки 2 и 4, между которыми установлена пружина 3, и создает в паре винт-гайка требуемую нагрузку. Гайки установлены на основании 5, которое удерживает их от проворота.

Для испытания деталей подшипников качения используют стенд, кинематическая схема которого приведена на Слайде 2, справа. На вращающемся в подшипниках 5 валу 2 установлены две пары подшипников. Одна пара в узле радиального нагружения 4, а две другие пары в узле осевого нагружения 1 радиально-упорного подшипника. Нагрузка на подшипники регулируется и создается гидравлическими цилиндрами 3.