Способ определения износа металлов

ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССР ПО ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ А и ОПИСАНИЕ ИЗОБР(72) В.А,Балакин и Н,А.Балакина 71) Гомельский государственный университет(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 823969, кл. 6 01 Н 3/56, 1980. (,54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗНОСА МЕТАЛЛОВ, заключающийся в том, что истирают образец, измеряют пературу и определяют износ с у том температуры, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью по шения эффективности, измеряемую температуру определяют в приповерхностном слое и нЬ различной глубине от него,а износ рассчитывают по фьЧср ЙФ )-я 1 ЯЯсР "срфчи )- соответственно коэффициент теплопроводности, удельная теплоемкость и плотность образца 1, - соответственно средняя температура поверхности трения и средняя, разность температур в приповерхностном слое за период времени от 1 до+1 )- площади под кривыми измерения температуры по длине образца в моментик и Цн средний удельный тепл вой поток, направленный в образец - глубина измерения тем- С пературы в приповерхностном слое.;-ф 1 с "ср И;-1 35 соответственно коэффициент теплопроводности, удельная тепло- емкость и плотность образца;соответственно средняя температура поверхности трения и 45 средняя разность температур в приповерхностном слое за период времени от ; до ) 50 площади под кривыми измерения температуры по длине образца в моменты ,; исредний удельный те пловой поток, направленный в образец; глубина измерения температуры в приповерхВОстнОм слОе, 60льный поток Р1:ь СР4 где%, с,Чр и ЬЧр 0 ;1 и (1;1 д, Д Средний уде пропорционален ЬЧр . Величину Ьрассчитывают по формуле 65 Изобретение относится к способам измерения износа трущихся тел в высокоскоростных узлах трения с кратковременным режимом работы и интенсивным тепловыделением на границе контакта и может быть использовано в машиностроении и приборостроении.Известен способ определения износа металлов, заключающийся в том, что истирают образец, измеряюттемпературу и определяют износ с уче том температуры 1 .Недостатком известного способа является недостаточная эффективность износа металлов, что обусловлено не- воэможностью учета температуры по верхностных слоев и ее изменения по глубине.Цель изобретения - повышение эффективности определения износа металлов при трении с интенсивным 20 тепдовыделениеи и кратковременным режимом работы.Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения износа металлов, заключающемуся в 25 том, что истирают образец,измеряют температуру и,определяют износ с учетом температуры, нэмеряемую температуру определяют в приповерхностном слое и на различной глубине от него, а износ рассчитывают по формуле1Д 1=Д,-Е ьЬф где Ь расстояние от поверхноститрения до точки регистрации температуры в приповерхностном слое до испытаний;износ поверхности за циклтепломассопереноса,количество циклов,осуществляется следующим ЬЬ 1 с Способ образом,и р и м е р . Цилиндрический образец из титана, диаметромд =б мм и длиной 1 =9 мм истирают торцем по цилиндрической поверхности диска нз стали 1 Х 18 Н 10 Т диаметром 300 мм. Температуру измеряют на глубийе Ь равной 0,5; 3 и 8,85 мм, Линейная скорость М 25 м/с, время процесса9 с. В результатеизмерения температур в период от 1 =О до 1,=2,25 с получено резкое повышение средней температуры поверхности до 447 К, возрастание разности темпеНа поверхности трения образца, а также в дополнительных точках внутри его на различной глубине от поверхности трения в том числе в приповерхностном слое, подвергаемом износу, и на поверхности противоположной истираемой устанавливают термопары. Образец истирают о контр- образец, регистрируя при этом изменения температур на поверхности трения образца и внутри образца за время истирания.,По результатам измерений находят участки (отрезки времени, на которых наблюдаются резкие уменьшения разности температур на поверхности трения и в приповерхностном слое. Эти участки соответствуют циклам тепломассопереноса износа) материала образца на контроль. Для Фиксированных моментов времени с экстремальными значениями разностей температур (максимальной и минимальной 1 в приповерхностном слое для каждого обнаруженного цикла тепломассопереноса строят кривые распределения температуры по длине образца, ОПрЕ- ,деляют площади под этими кривыми (например графически. По результа- там измерений температур находят среднюю разность температур в приповерхностном слое и средний удельный тепловой поток эа время каждого цикла тепломассопереноса. После этого вычисляют износ образца за время испытаний по формуле, последовательно вычисляя износ в течение каждого цикла тепломассопереноса и суммируя полученные данные.Заказ 3415/35 Тираж 823 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Я, Раушская наб д. 4/5ж ав жв вашашавеаВеее а е шш а шФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ратур Ч О,С)- Ч Ь,1) и температурногоЧ 10,4)-ИЬ)градиентаЗа время от С,=2,25 до 3,3 с получено резкое уменьшение градиента от:, ЧОА 2)-Ч(Ь АЯ) 451-443 16 К этом температура поверхности увели,чилась с 447 до 451 К. Для титана16 у 1, С=582, Р =4500 ,Вт Дж кгф мК ф кгКмэ "средний удельный тепловой потокЬ ср 40+16 3 МВтЭ =16 1 --- - 10 =0 45.Ь, Р еСредняя температураЧО,Е)ф Ч(0,1 Й 447+451Чрдт )- - - -449 К.2 2Величииы й(Ц=0,44 Км и ЙЦд) =0,61 Км.Тогда износ составит ЬЦ 1-,)=2,310 мзт,е. за время от 1, до 12 произошел 25тепломассоперенос поверхностных слоев дбразца на диск и высота образцауменьшилась на высоту 0,023 мм,За время от 12 3,3 с до 13 =4,7 спо измерениям получено повторное уве- . личение температуры и его градиента до значения ЧОАэ)-ЧЬАэ) 475-461 29 К0,477 ммк где д, =д-ЬЬ 4,-М. В промежутке от 13 =4,7 с до 4 =6,3 с получено резкое уменьшение темпераатурного градиента до значеиия ОЛ 4) ЙЬА 4) 481 473 -17 КО,77 вбейтемапература поверхности повысиласьот 475 до 481 К. Тогда 1 Ъ ЬЧс29+17 3 МВт =16 110=0 37 ф 2мч(0,4,э) 4 Ч 0. ,4) Ч =478 К "ср 4 2Рй(Ьэ)=Оф 757 Км,Я(4)=0,854 Км,ЬЬЬ 4-) =6, 210 м. Общий износ образца металла составляетьи й,4" 1)4 ьЬ(14" Я=0,085 ,мм, что близко к экспериментально замеренному значению.Положительный эффект обусловлен повышением эффективности определения износа металлов.