Способ определения износостойкости покрытия и устройство для его осуществления

(51) ИСАНИЕ ИЗОБРЕ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 28 л. У 34о, О,А.Тк Н,Макаркититут инжии и Инст ченк неровтутУССР ведения А 088.8)идетельст 4 И 3/56,о СССР1981. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Киевский ингражданской авиапроблем материал(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ПОКРЫТИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГООСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) 1. Способ. определения износостойкости покрытия, заключающийсяв том, что нагружают образец с покрытием и контртело, перемещают последнее относительно образца и регисрируют параметр трения, по которомуоценивают износостойкость покрытия,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повьппения точности и производительности, дополнительно истирают контртелом образец без поярытия, а в качестве параметра тренияизмеряют разность трибо-ЭДС в контактах контртела с образцом с покрытием и образцом без покрытия.1179146 2. Устройство для определения износостойкости покрытия, содержащее корпус со сферической поверхностью, установленную на сферической поверхности сферическую пяту, предназначенную для размещения образца, держатель контртела, узел нагружения образца и контртела, датчики измерения момента трения и износа, регистрирующий прибор и привод вращения держателя контртела, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности и производительности, оно снабжено ползуном. со сферической поверхностью, установленным в корпусе с возможностью перемещения в направлении его сферической поверхности, размещенной на сферической поверхности ползуна другой сферической пятой, предназначенной для крепления образца с покрытием, взаимодействующим с другой пятой датчиком измерения 1Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов, в частности к определению износостойкости покрытия.Наиболее близким к данному изоб.ретению по технической сущностити достигаемому эффекту является способ определения износостойкости покрытия, заключающийся в том, что нагружают образец с покрытием и контртело, перемещают последнее относительно образца и регистрируютФпараметр трения, по которому оценивают износостойкость покрытия. Способ осуществляется с помощью известного устройства, содержащего корпус со сферической поверхностью, установленную на сферической поверхности сферическую пяту, предназначенную для размещения образца, держатель контртела, узел нагружения образца и контртела, датчики измерения момента трения и износа, регистрирующий прибор и привод вращения держателя контртела 1 . Недостатком известного способаопределения износостойкости покрытияи устройства для его осуществления момен а трения, электрически соединенным с первой пятой усилителем, электрически соединенным с второй пятой усилителем-инвертором, блоком сравнения сигналов по полярности, сумматором, дифференциатором, программным блоком, блоком управления узла нагружения, ограничителем амплитуды, ключом и отметчиком времени, выходы усилителей соединены с блоком сравнения и сумматором, выход которо-. го подключен к дифференциатору и регистрирующему прибору, блок управления узла нагружения подключен через программный блок к выходу дифференциатора, соединенного с последовательно соединенными ограничи- телем амплитуды, ключем и отметчиком времени, а узел нагружения выполнен в виде соединенных привода возвратно-поступательного перемещения и электромагнитной муфты. является низкая точность и гроизводительность, что обусловлено невозможностью одновременного истирания покрытия и образца и измерением 5 износа гибким элементом датчикаЦель изобретения - повышениеточности и производительности определения износостойкости покрытия..Указанная цель достигается тем, 0 что согласно способу определенияизносостойкости покрытия, заключающемуся в том, что нагружают образец с покрытием и контртело, перемещают последнее относительно образца и регистрируют параметр трения, по которому оценивают износостойкость покрытия, дополнительно истирают контртелом образец без покрытия, а в качестве параметра трения измен ряют разность трибо-ЭДС в контактахконтртела с образцом с покрытием и образцом без покрытия. Указанная цель достигается также у 5 и тем, что устройство для осуществления способа, содержащее корпус сосферической поверхностью, установленную на сферической поверхности сферическую пяту, предназначенную для3 1179 размещения образца, держатель контр- тела, узел нагружения образца и контртела, датчики измерения момента трения и износа, регистрирующий прибор и привод вращения держателя контр.5 тела снабжено ползуном со сферической поверхностью, установленным в корпусе с возможностью перемещения в направлении его сферической поверхности, размещенной на сферической поверхности О ползуна другой сферической пятой, предназначенной для крепления образца с покрытием, взаимодействующим с другой пятой датчиком измерения момента трения, электрически соединенным с15 первой пятой усилителем, электрически соединенным с второй пятой усилителеминвертором, блоком сравнения сигналов по полярности, сумматором, дифференциатором, программным блоком, бло 20 ком управления узла нагружения, ограничителем амплитуды, ключом и отметчиком времени, выходы усилителей соединены с блоком сравнения и сумматором, выход которого подключен к25 дифференциатору и регистрирующему прибору, блок управления узла нагружения подключен через программный блок к выходу дифференциатора, соединенного с последовательно соединенными ограничителем амплитуды, ключом и отметчиком времени, а узел нагружения выполнен с виде соединенных привода возвратно-поступательного перемещения и электромагнитной муфты.35На чертеже представлено устройство для .осуществления способа.Устройство содержит корпус 1 со сферической поверхностью 2, сферическую пяту 3, предназначенную для раз О мещения образца 4, держатель 5 контр- тела 6, узел 7 нагружения образцов 4 и контртела 5, датчик 8 измерения момента трения и датчикизноса (не показан), регистрирующий прибор 9, 5 привод 10 .вращения держателя 5Устройство снабжено ползуном 11 со сферической поверхностью 12, другой сферической пятой 13 для размещения образца 14 с покрытием 15, датчиком 5 О 16 измерения момента трения, усилителем 17, усилителем-инвертором 18 (с прямым и инвертирующим входами), блоком 19 сравнения сигналов по полярности, сумматором 20, дифференци атором 21, программным блоком 22, блоком 23 управления узлом 7 нагружения, ограничителем 24 амплитуды,146 4ключом 25, отметчиком 26 времени,Узел 7 нагружения выполнен в видепривода возвратно-поступательногоперемещения, электромагнитной (пороьковой) муфты 27 скольжения. Узел 7включает также несамотормозящуюсявинтовую передачу 28 и пружину 29,установленную между корпусом 1 иползуном 11. Датчики 8 и 16 выполнены в виде тензобалок и взаимодействуют через элементы 30 и 31 спятами 3 и 13. Последние электроизолированы от поверхностей 2 и 12,Отметчик 26 времени соединен с блоками управления и питания (не пока"заны) привода 10 и узла 7 нагружения. При необходимости полость междуобразцами 4 и 14 заполняют. рабочейсредой (например, маслом и т.д.).Образцы 4 и 14 выполняют иэ одногоматериала. Усилители 17 и 18 и сумматор 20 выполнены, например, набазе операционных усилителей.Способ определения износостойкости покрытия осуществляется с по-, мощью устройства следующим образом. Устанавливают в пяте 3 образец 4 и контртело 6, в пяте 13 образец 14 с покрытием 15,на держателе 5 контртело 6. Узлом 7 через ползун 11 нагружают образцы 4, 14 и контртело 6, Закон изменения усилия нагружения задается программным блоком 22, управляющим блоком 23 управления узлом 7 через муфту 27. При этом притормаживается гайка (не показана) передачи 28 относительно полэуна 11. Последний перемещается вниз, сжимая образцы 4 и 14 и контртело 6. Перемещают контртело 6 относительно образцов 4 и 14 с помощью привода 10. В результате трения контртела 6 - образца 4 и контртела 6 - покрытия 15 образца 14 возникает трибо-.ЭДС на трущихся поверхностях. Сигналы, пропорциональные трибо-ЭДС, через пяты 3 и 13 поступают соответственно на усилители 17 и 18, блок 19 сравнения и сумматор 20. Блок 19 сравнения сигналов (от трибо-ЭДС) по полярности автоматически переключает прямой вход усилителя-инвертора 8 на инвертирующий вход. В результате на сумматор 20 поступают разнополярные сигналы, а на выходе сумматора 20 выдается их разность, которая регистрируется прибором 9. В ходе изнашивания покрытия 15 изменяется величина трибо-ЭДСЗаказ 5653/41 Тираж 897 Подпи"ное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4,с пары трения контртело 6 - покрытие15, Характер изменения этого сигналамонотонный, но он имеет скачки в моменты локального разрушения покрытия15. В эти моменты разность трибо-ЭДСс сумматора 20 поступает на прибор 9и дифференциатор 21, Затем на программный блок 22 и блок 23 управленияузлом 7 через муфту 27, уменьшая 1 Оусилие нагружения на время, необходимое для вывода из зоны трения частиц износа за счет вымывания поступающей смазкой и под действиемцентробежных сил. После этого программный блок 22 продолжает работу взаданном режиме нагружения. С помощьюограничителя 24, ключа 25 и отметчика26 моменты локальных разрушений покрытия 15 фиксируются во времени. Поокончании испытания (или износа покрытия 15) с отметчика 26 временипоступает сигнал на отключение привода 10 и узла 7 нагружения. При этомобесточивается муфта 27, ползун 11 спомощью пружины 29 перемещается вверх,образцы 4, 14 и контртело 6 разгружаются. По разности трибо-ЭДС определяют износостойкость покрытия спомощью формулы где ЬЦ - разность трибо-ЭДС приустановившемся трении домомента первого локальногоразрушения покрытия;аБ - разность текущих значенийтрибо-ЭДС, мВ,Полному износу покрытия 15 соответствует дБ= О.Положительный эффект обусловлен повышением точности и производительности определения износостойкости покрытия, что обусловлено измерением разности трибо-ЭДС в ходе изнашивания покрытия