Способ испытаний на фрикционную усталость

Союз Советскнв Сокивлнстическик Республик(51)М. Кл.2 . с присоединением заявки М 6 01 В 3/56 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088,8) Дата опубликования описания 300580 В.С. Комбалов, И.В. Крагельский, А,Р. Логинов, Б.Я.,Сачек и В .Н, Шпинев(72) Авторы изобретения Государственный научно-исследовательский институт машиностроения им. акад. А А . Благонравова Г(54) СПОСОБ ИСПЫТАНИИ НА ФРИКЦИОННУЮУСТАЛОСТЬ Целью изобретения является повышение точности,Поставленная цель достигается тем,что индентор закрепляют жестко, образец устанавливают с зксцентриситетомотносительно его оси вращения и длясечений дорожки трения определяютотносительное внедрение и момент трения, по которым Определяют контактные напряжения,Изобретение относится к методамисследования физико-механическихсвойств твердых материалов, в частности к определению их усталостныххарактеристик при трении. 5Известен способ испытаний на Фрикционную контактную усталость, основанный на том, что единичный индентор со сферической головкой внедряютв исследуемую поверхность образца, 1 Озадают им относитеЛьное перемещениеи ведут испытания до появления признаков износа, которые Фиксируют поизменению силы трения или другим параметрам 1). Испытания повторяютпри разных нагрузках, на новых дорожках трения,Недостатком этого способа является большая длительность испытаний,т.е, низкая производительность и 2(обусловленная этим низкая точность,так как трудно обеспечить повторяемость опытов.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результату 25к изобретению является способ испытаний на Фрикционную усталость, заключающийся в том, что индентор срадиусной головкойприводят в контакт с цилиндрическим образцом, котоО 2рый вращают, обеспечивая внедрение индентора на глубину, не превышающую глубину внедрения, соответствующую порогу внешнего трения, Испытания ведут до появления признаков разрушения на всей дорожке трения, регистрируя момент трения в зависимости от числа циклов до появления признаков разрушения на всей дорожке тре" ния 2).Существенным недостатком этого способа является низкая точность, оценки параметров фрикционной уста" лости, Это связано с тем, что внедре" ние индентора получается постоянным эа один оборот образца, следователь" но невозможно оценить истинные приведенные контактные напряжения, которые Фактически определяют износ,737811 На чертеже схематически показан один иэ вариантов реализации данного способа,Образец 1, выполненный в виде диска, установлен на оси вращения с эксцентриситетом е так, что при его вращении обеспечивается внеднение жестко закрепленного индентора 2 на глубину от 0 до Ь й-радиус эакруглемоксния индентора, Отношение - выбирают таким, чтобы исключит 6 обтекание жесткого индентора материалом исследуемого образца, Что гарантирует только внешнее трение. В процессеиспытаний непрерывно регистрируют число циклов и момент трения, который в пределах каждого оборота изменяется от 0 до И, образуя характерные точки перегиба накривой зависимости момента трения.Сопоставляя график момента тренияза оборот с разверткой продольногосеченйя дорбжки трения и делая радиальные сечения через указанные характерные точки перегиба, определяютконкретные значения относительноговнедрения (Ь/К), соответствующегоначалу изнашивания после Ы цикловвзаимодействия под действием конкрет"ного (М ) момента трения, из комаксторого определяется конкретное значение силы трения Г.Знание относительного внедренияЬ/И позволяет по известным расчетнымФормулам (по Герцу) найти контактноедавление р на фактической площадиконтакта, а следовательно и нормальную нагрузку Р, что, в свою очередь,позволяет определить Фактическийкоэффициент трения Е на контактнойплощадке, необходимый для расчетав приведенн контактных напряжений6 , обусловливающих износ на этойпсеплощадке,Зная число циклов, после которого начинается износ под действием найденных напряжений 6 в логарифмических координатах строят кривую усталости, тангенс угла наклона которой к оси напряжений является искомым параметром 1 Фрикционной усталости,Другой параметр Фрикционной усталсрти определяется известным путемэкстраполяции полученной кривой дозначений Ма 1.Достоинство предложенного способасостоит в том, что повышение точности оценки параметров фрикционной усталости достигается путем учета фактических коэффициентов трения на контактных площадках, Этот способ может10 быть использован в качестве экспрессметода для испытаний на Фрикционнуюусталость в различных, приближенныхк натуральным, условиях. При этомв качестве индентора может быть применен жестко закрепленный ролик чтокдаст возможность определить параметры Фрикционной усталости не толькопри трении скольжения, но и при трении качения.Предложенный способ может быть20 реализован также и при торцовой схе"ме взаимодействия, когда диск установлен с торцсвьм биением.Формула изобретенияСпособ испытаний на фрикционную15 усталость, заключающийся в том, чтойндентор с радиусной головкой приводят в контакт с образцом, выполненным в виде цилиндра, вращают образец,обеспечивают внедрение индентора на3 глубину, не превышающую глубину внедрения, соответствующую порогу внешнего трения, и регистрируют момент трения в зависимости от числа циклов допоявления признаков разрушения на35 всей дорожке тРения, о т л н ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности, индентор закрепляютжестко, образец устанавливают с экс -центриситетом относительно его осивращения и для сечений дорожки трения определяют относительное внедрение и момент трения, по которым определяют контактные напряжения,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе45 1. Крагельский И.В. Трение и износ . М ., Машиностроение, 1 968,с, 200-220, 369-370.2, Авторское свидетельство СССРМ 279152, кл, С 01 о 3/56, 19695 О (прототип),ЦНИИПИ Заказ 26 5 3Тираж 1019 Подписное Филиал ППП Патент, Ужгород, ул, Проектная, 4 Ф