28. Методики и средства триботехнических испытаний.

Методы определения износа трущихся тел

Метод искусственных баз

Линейный износ определяют по измерению сужающегося углубления заданного профиля, выполненного на изнашиваемой поверхности. Углубление может быть выполнено путем вдавливания алмазной пирамиды; толщина изношенного слоя

h=1/К(d₁ –d₂),где d_1,d₂ – длина диагонали до и после изнашивания;К – коэффициент пропорциональности.

При использовании конического индентора:h=0,5(d₁ –d₂)ctg/2,где d₁ ,d₂ –диаметр отпечатка до и после изнашивания; -угол при вершине конуса.

В качестве искусственной базы используют также конические углубления, полученные сверлением либо вырезанную лунку, нанесенную на поверхность трения резцом. Измерение размеров искусственной базы проводят, как правило, оптическим методом.

Методы непрерывного прямого измерения линейных размеров трущихся тел. Они предусматривают применение датчиков, измерительный элемент которых контактирует с одним из тел трения, фиксируя его смещение относительно неподвижной базы.

Монометрический метод(рис.6). По мере изнашивания сопрягаемых тел увеличивается зазор между ними и скорость утечки газа или жидкости, что приводит к падению давления в системе подачи среды в зону трения.

М етод анализа проб масла. Применяется при изучении процесса изнашивания тел в присутствии смазки. Износ определяется по концентрации изношенного материала в пробе масла, оцениваемой оптическим, химическим, магнитным методами.

Метод радиоактивных изотопов. В изнашиваемый материал вводится радиоактивный изотоп при изготовлении деталей, нанесении покрытия, установкой радиоактивной вставки. По измерению интенсивности излучения изнашиваемого образца определяется его износ.

М етоды измерения силы трения

Методы, реализация которых предусматривает применение механических датчиков:

Измерение сил трения с помощью динамометра (рис.1.)

Измерение силы терния с помощью торсиона определяют по углу закручивания упругого элемента (рис.2).

Схема измерения силы трения с помощью датчика маятникового типа (рис. 3)

Методы, основанные на преобразовании деформации упругого элемента, в электрический сигнал: В данном случае перемещение или деформация упругого элемента может фиксироваться тензометрическим (наиб. распространён), пьезоэлектрическим или индуктивным датчиком. (Рис. 4).Схема измерения силы трения тензометрическимметодом.

М етод свободных колебаний маятника:Этот метод применяется для определения коэффициента трения качения. Шарик маятника, закручивая нить, катится по наклонной поверхности (рис. 5,а). По затуханию колебаний судят о коэффициенте трения качения. Нагрузку изменяют, задавая угол наклона плоскости . По затуханию колебаний маятника (рис. 5, б) определяют также коэффициент трения в подшипнике скольжения (качения).

29. Особенности строения и свойств композиционных материалов.

Современные композиты сочетают высокую прочность и незначительную массу. Их использование в машинах, оборудовании, сооружениях позволяет снизить вес конструкции на 25…50%, трудоемкость их изготовления в 1,5 – 3 раза, энергоемкость производства в 8…10, материалоемкость в 1,6 – 3,5 раза. За счет применения композитов можно в 1,5 – 3 раза увеличить технический ресурс машин, снизить до минимума потери от коррозии, расход топлива и т.д.

Композиционный материал - это материал, состоящий из двух или нескольких компонентов, которые отличаются по своей природе или химическому составу, где компоненты объединены в единую монолитную структуру с границей раздела между структурными составляющими (компонентами).

Компонент, непрерывный в объеме композита, называют матрицей или связующим (1). Другие, например, упрочняющие или армирующие компоненты (2) распределены в матрице в определенном порядке.

Наполненные композиты содержат в матрице наполнители – дисперсные (т.е. раздробленные, мелкие) частицы неорганических и органических веществ, которые могут находиться в любой фазе.

Армированные композиты имеют в составе армирующие элементы (арматуру) более прочные, чем матрица. Как правило, это – длинномерные компоненты, которые при эксплуатации композита воспринимают значительную часть приложенной к нему механической нагрузки. Дисперсно-наполненные композиты состоят из непрерывной матрицы, в которой распределена дисперсная фаза в виде твердых частиц (порошка, коротких волокон, микросфер и т.п.) – нульмерные наполнители. Волокнистые композиты – материалы с непрерывной матрицей, соединяющей длинные волокна. При хаотическом расположении волокон композиты анизотропны. Ориентированная укладка волокон приводит к изотропии свойств.

Слоистые композиты - материалы, состоящие из листовых или расположенных послойно волокнистых компонентов, скрепленных между собой с помощью связующего.

Каркасные композиты – материалы, состоящие из двух или более непрерывных фаз. Непрерывная трехмерная армирующая фаза чаще всего состоит из семейств ориентированных волокон, которые расположены, например, во взаимно перпендикулярных направлениях .

Комбинированные композиты имеют признаки, дающие основания отнести их к нескольким структурным типам композиционных материалов.