Методы измерения износа деталей и сопряжений

Существующие методы измерения износа деталей и сборочных единиц машин разделяют на интегральные и дифференциальные. Интегральными методами можно определить общий суммарный износ деталей сопряжения или сборочной единицы в целом. Дифференциальные методы используют, когда необходимо определить износ определенного участка рабочей поверхности детали. Эти методы позволяют найти характер распределения износа по рабочей поверхности детали, соотношение износа деталей сопряжения и пр.

Кроме того, существуют методы периодического (дискретного) и непрерывного измерения износа в процессе работы машины.

Периодическое измерение износа проводят при оценке технического состояния, надежности элементов машины. При исследовании закономерностей изнашивания элементов машин с целью прогнозирования их надежности предпочтение отдают методам непрерывного измерения износа. Методы непрерывного измерения сложны и поэтому, используя их при исследовании дорожно-строительной машины, необходимо применять специальную аппаратуру и приспособления.

Общая классификация методов измерения износа приведена в таблице 2.1.

Метод микрометрических измерений основан на периодическом измерении контрольных параметров деталей. Измерения проводят микрометром или штангенциркулем, индикаторным нутромером, а также с помощью рычажно-оптических приборов и инструментальных микроскопов. Точность измерения в зависимости от применяемого мерительного инструмента составляет 0,01-0,001 мм. На точность измерений влияет также качество очистки деталей от смазки и загрязнений.

При проведении исследований, требующих более высокой точности результатов микрометрических измерений, в последнее время все шире применяют методы оптической голографии и когерентной оптики (лазерные методы), обеспечивающие снижение погрешности измерений в десятки раз.

При небольших размерах деталей и при возможности разборки сопряжения для измерения износа могут быть использованы микроскоп, оптиметр, датчики индикаторного типа.

Основным недостатком этого метода является то, что перед проведением измерений необходимо разобрать механизм, а также то, что при отсутствии измерительной базы оценить абсолютный износ детали довольно трудно.

Таблица 2.1

Классификация методов измерения износа

Метод профилографирования основан на том, что с контрольного участка рабочей поверхности детали снимают профилограмму до начала работы механизма и после истечения установленного времени. По разности высот выступов микронеровностей определяют линейный износ. Измерительными средствами в этом случае служат профилометры и профилографы ИЗП–5, ИЗП-17, ИТП–21, ИТП–201, MarSurf PS 1 и др.

Точность метода профилографирования весьма высока. Она обусловлена точностью установки измерительного наконечника профилографа относительно исследуемой поверхности и точностью совмещения профилограмм. Недостатки метода профилографирования те же, что и у ранее описанных методов.

Метод искусственных баз заключается в нанесении на рабочую поверхность углубления правильной геометрической формы, по изменению размеров которого судят о линейном износе. Дно углубления служит неизменной искусственной базой, от которой измеряют расстояние до поверхности трения. По изменению длины или ширины отпечатка на поверхности трения, соотношение которого с глубиной определено заранее, можно определить местный линейный износ, Углубления наносят с помощью алмазного или твердосплавного инструмента. Геометрические параметры углубления измеряют с помощью оптических измерительных приборов.

Недостатки метода искусственных баз: низкая точность измерения большая трудоемкость операций; необходимость разборки механизма.

Метод измерения износа по изменению параметров сопряжения основан на определении потери массы или объема деталей, а также зазора между поверхностями трения. Метод определения износа по потере массы заключается в периодическом взвешивании детали. Измерительными средствами являются весы различных типов: приборные ПР–500, аналитические ВЛА–200, ВНЗ–2 и др.

Точность метода зависит от точности весов и составляет (0,05 – 5) 10^-6 г.

Метод измерения износа по изменению объема детали или зазора между поверхностями трения по существу близок к методу микрометрических измерений: при определении контролируемых параметров применяют те же инструменты и методы измерений. Основными недостатками метода измерения износа по изменению параметров сопряжения являются необходимость разборки механизма для проведения измерений.