Способ сравнительной оценки износостойкости пар образцов материалов и устройство для его осуществления

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХЕСПУБЛИК 663505 А П 9 51)5 6 01 й 3/56 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ О К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ, (71) Московский институт электронной техники.(56) Авторское свидетельство СССР М 1409887, кл, 6 01 М 3/56, 1 986.Авторское свидетельство СССР М 1280491, кл. 6 01 й 3/56, 1984. (54) СПОСОБ СРАВНИТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКИ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ПАР ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛ ЕНИЯ(57) Изобретение относится к испытательной технике и методам испытания и может быть использовано для сравнительной оценки износостойкости пар образцов материала, Цель - повышение точности и производительности оценки, Контробразец 4 устанавливают в держатель 3. Затем устанавливают образец 2 в корпус 1, герметичную камеру 6 крепят к корпусу 1, а к воэдуховоду 7 подсоединяют счетчик 8 частиц износа. В каналы 13 подают очищенный воздух и замеряют фоновую запыленность, Включают привод перемещения, нагружают образец радиальным усилием и изнашивают несколько пар образцов материала, по- О1663505 10 сле чего фиксируют концентрацию частиц. износа для конечного дискретного ряда, Одно дискретное значение отличается от другого в три раза. Определяют параметр А для Изобретение относится к испытательной технике и методам испытания и может. быть использовано для сравнительной оценки иносостойкости пар образцов материала.Целью изобретения является повышение точности и производительности оценки,На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1,Устройство для реализации способа содержит корпус 1, предназначенный для связи с образцом 2, держатель 3 контробразца 4, привод(не показан) его движения, узел 5 нагружения образца 2, герметичную камеру 6, связанный с ней воздуховод 7 для отбора проб, связанный с ним счетчик 8 частиц износа, нагнетатель 9 воздуха с фильтром, в корпусе 1 выполнено сквозное отверстие, форма которого представляет собой сопряженные цилиндрический, конический и цилиндрический большего диаметра участки соответственно 10 - 12 по периметру корпуса выполнены каналы, оси которых параллельны оси отверстия, предназначенные для подачи воздуха из нагнетателя 9, сквозное отверстие 10 цилиндрической формы меньшего диаметра предназначено для размещения в нем держателя 3 контробразца 4, цилиндрическое отверстие большего диаметра - для жесткого крепления образца 2, ось воздуховода 7 расположена на оси сквозного отверстия, нагреватель 13, связанный с ним блок (не показан) контроляи регулировки температуры, магистрали 14 для охлаждения образца 2. На рабочей поверхности .образца 2 могут быть выполнены канавки 15 для прохождения через них воздуха, Соответствующие каналы связаны с соответствующими канавками 15, Конический участок 11 выполнен для предотвращения контакта контробразца 4 и корпуса 1, Нагнетатель 9 воздуха, например, выполнен в виде герметичного кожуха, установленного внутри него вентилятора и фильтров грубой и тонкой очистки воздуха, в качестве фильтрующих материалов используют, например, ФПП-1,7, ФПП-1,7 А, нетканный материал на основе смеси волокон шерсти и вискозы, лавсановое (штапельное) волокно и пенополиуретан самозатухающий после 20 25 30 35 40 45 50 каждого сочетания материала при фиксировании режима трения, В качестве параметра трения выбирают минимальное значениепараметра А, 2 с.п, ф-лы, 2 ил. соответствующей обработки, Счетчик 8 частиц износа соединен с воздуховодом 7 гибкой трубкой, например, типа ПВХ, и установлен как можно ближе к нему и с минимальным числом изгибов трубки, что повышает точность измерения концентрации частиц износа. Нагреватель 13 выполнен, например, в виде проволочной спирали, но может быть водяным или паровым. Цилиндрический участок 12 большего диаметра может быть выполнен совместно с нагревателем 13 в виде отдельного блока,при этом термическое расширение материала блока компенсируется зазором, с которым блок размещен в корпусе. Магистраль 14 выполнена, например, в виде системы патрубков, по которым пропу скают охлаждающую жидкость или криогаз,при этом аналогично нагревателю 13 магистраль 14 выполнена совместно с цилиндрическим участком 12.Способ сравнительной оценки износостойкости, реализуемый с помощью устройства, заключается в следующем.Контробразец 4 при снятой герметич-, ной камере 6 устанавливают в держатель 3 и для предотвращения осевого смещения фиксируют. Устанавливают образец 2 в корпус 1, затем к нему через прокладки крепят герметичную камеру 6, К воздуховоду 7 подсоединяют счетчик 8 частиц износа, а к каналам 13 - нагнетатель 9 воздуха. В каналы 13 подают очищенный воздух и после некоторой выдержки (5-10 мин), необходимой для удаления частиц пыли, слетевших со стенок каналов 13, и для стабилизации воздушных потоков в герметичной камере 6. замеряют фоновую запыленность, обусловленную возможным проникновением в устройство частиц пыли иэ окружающей среды через неплотности, При нулевом фоне или величине его пренебрежительно малой включают привод перемещения, устанавливают требуемые скорость перемещения контробразца 4 и усилие его нагружения. Изнашивают несколько пар образцов 2 и 4 материала в герметично закрытом объеме в одинаковых условиях. Фиксируют концентрацию частиц износа счетчиком 8 в,несущем воздушном потоке для конечного дискретного ряда, причем одно дискретное значение отличается от дру 166350520 30 45 50 55 гого в три раза. Из следующего соотношения вычисляют параметр А:А=пОигде О - размер частицы износа;М - концентрация частицы изноСа размером О;= 1-к - номер частицы износа из дискретного ряда ее размеров;к - количество размеров частиц износав дискретном ряду,Для каждого сочетания материала прификсированном режиме трения в качествепараметра трения выбирают минимальноезначение параметра А.При необходимости сбора всех частицнезависимо от их размеров, например, дляопределения интегрального весового изно-.са или для микроструктурного анализа после счетчика 8 частиц износа устанавливаютфильтр, Для проведения испытаний при высоких или низких температурах после установки образца 2 и контробразца 4соответственно включают нагреватель 13,регулируют и контролируют температуру соответствующим блоком или в магистраль 14подается охлаждающая жидкость для получения температуры ниже комнатной, приподаче в магистраль 14 криогаза получаютотрицательные температуры.Для проведения испытаний в конкретных газовых средах вместо очищенного воздуха в каналы 13 корпуса 1 подаетсятребуемый гэз, прошедший очистку.Нагнетатель 9 воздуха применяют в случае, если счетчик 8 частиц износа не имеетсобственного насоса. Скорость воздуха вгерметичной камере б при использованиинагнетателя 9 подбирается таким образом,чтобы был обеспечен характер ламинарногоего течения. Контролируется режим ламинарного течения запуском в устройство окрашенного воздуха.При реализации способа использовались следующие режимы трения. нагрузкана образец 2 - 15 кгс, скорость вращенияконтробразца 4 - 1000 об/мин, начальная температура на рабочих поверхностях образца2 и контробразца 4-22 С.Дополнительные условия: режим сухоготрения, вибрация специальным образомне создавалась, среда - очищенный воздух. Образцы: контробразец для всех партрения изготовлен из стали 40 Х, ГОСТ 454371, твердость на поверхности трения НЯС59 - 63, шероховатость поверхности тренияВа 0,2; образец изготовлен из трех различных материалов: сталь 45, ГОСТ 1050-74, НЯС 50 - 55, Яэ 0,4; бронза Бр 05 С 25, ГОСТ 613-79, НВ 60, Яа О,б; чугун АЧС, НВ 170, Ва 0,6,Размеры образцов; контробраэец Збх 20 х 14 мл); образец 52 х 3 бх 14 (мм).Оборудование; в качестве счетчика 8 частиц износа использовался фотоэлектрический счетчик аэроэольных частиц типа АЗс насосом производительностью отбора проб 1,2 л мин, Диапазон регистрируемых размеров частиц 0,5-10 мам. В качестве блока очистки воздуха использовался фильтр ЛАИК на основе фильтрующего материала ФПП-1,7. Формула изобретения 1. Способ сравнительной оценки износостойкости пар образцов матепиалов, эаключающийся в том. что изнашивают несколько пар образцов материалов в герметично закрытом обьеме в одинаковых условиях, фиксируют концентрацию частицизноса различного размера и определяютпараметр трения, по которому сравнивают иэносостойкости пар образцов материалов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и производительности оценки, фиксирование концентрации частиц износа осуществляют для конечного дискретного ряда значений размеров частиц износа, причем одно дискретное значение отличается от другого в три раза, для каждойпары образцов определяют параметр А трения, минимальное значение которого характеризует наиболее иэносостойкую пару образцов, иэ соотношенияА=1 п О; Ц,(=1где О - размер частицы износа;й - концентрация частицы износа размером О;= 1 - К - номер частицы износа из дискретного ряда ее размеров;К - количество размеров частиц износав дискретном ряду,2. Устройство для сравнительной оценки износостойкости пар образцов матеоиалов, содержащее корпус, предназначенный для связи с образцом, держатель контробразца, привод его движения, узел нагружения образца, герметичную камеру, связанный с ней воздуховод для отбора проб, связанный с ним счетчик частиц износа и нагнетатель воздуха с фильтром, о т л и ч э ющ е е с я тем, что в корпусе выполнено сквозное отверстие, состоящее из сопряженных цилиндрического, конического ива Заказ 2261 Тираж 394 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 енно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1 роизв сцилиндрического большего диаметра участков, по периметру сквозного отверстия корпуса выполнены предназначенные для подачи воздуха из нагнетателя каналы, оси которых параллельны оси отверстия, пред назначенные для подачи воздуха из нагнетателя, участок сквозного отверстия цилиндрической формы меньшего диаметра предназначен для размещения в нем де-ржателя контробразца, цилиндрического/отверстия большего диаметра - для жесткого крепления образца, а ось воздуховода для отбора проб расположена на оси сквозного отверстия корпуса.