Образцы - четыре цилиндра гильз тракторного двигателя.

Прибор T3.II-965 ГОСТ 23.301-78.

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

 

1. Изучить элементарные виды разрушения поверхностей трения.

2. Ознакомиться с определением износа материалов методом искусственных баз.

3. Рассмотреть и проанализировать методы и средства экспериментальных исследований.

4. Установить поочередно образцы на прибор T3.II-965 и по четырем поясам на поверхности четырех цилиндров гильз тракторного двигателя с помощью вращающегося алмазного резца вырезать углубление в форме остроугольной лунки. Рекомендуется наносить лунки следующих размеров:   l₁ = 1 - 2 мм, h₁ = 20,8 - 83,0 мкм.

5. Используя микроскоп прибора T3.II-965 измерить длину лунок на изношенной поверхности цилиндра гильзы (l₂, мм) для радиального направления в восьми точках. Результаты измерения занести в таблицу 3.4.

 

Таблица 3.4

Исходные данные для построения эпюры радиального распределения износа

№ цилиндра	Н, мм	D = 2R, мм	r, мм	l1, мм	Длина лунок на изношенной поверхности гильзы (l2, мм) для радиального направления
					1	2	3	4	5	6	7	8

 

 

Рисунок 3.3 - Эпюры износа для цилиндрических поверхностей четырех цилиндров гильз тракторного двигателя

 

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Кратко описать теоретическую часть.

2. Используя формулу (3.7), по данным таблицы 3.4 и рисунка 3.3 построить эпюру радиального распределения износа внутренней поверхности цилиндров гильзы двигателя внутреннего сгорания для заданного сечения, находящегося на расстоянии Н от верхнего торца гильзы.

3. Охарактеризовать полученную эпюру износа.

4. Выводы о видах и методах испытаний, классификаций, конструкций и принципах действия типовых машин

 

1. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. Назовите и охарактеризуйте элементарные акты разрушения поверхностей трения.

2. Объясните повреждения поверхностей трения микрорезанием и царапаньем.

3. Объясните механизм и характер повреждения поверхностей отслаиванием.

4. Какие понятия используют для качественной визуальной оценки поверхностных повреждений при трении?

5. Какие характерные виды повреждений возникают при жидкостном режиме трения?

6. Какие характерные виды повреждений возникают при смешанном и граничном режиме трения?

7. Какие характерные виды повреждений возникают при сухом режиме трения?

8. Объясните сущность измерения износа методом отпечатков, его преимущества и недостатки.

9. Объясните сущность измерения износа методом вырезанных лунок, его преимущества и недостатки.

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ ИЗНАШИВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ ПО ПОТЕРЕ МАССЫ ИСПЫТУЕМЫХ ОБРАЗЦОВ И КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ В ТРИБОСОПРЯЖЕНИИ

 

Цель работы: освоить методику определения интенсивности изнашивания материалов по потере массы испытуемых образцов и коэффициента трения в трибосопряжении.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

1.1. Основные понятия и определения

 

Износостойкость и антифрикционные свойства пар трения определяются природой контактирующих материалов и условиями трения. Большое число факторов, влияющих на процесс изнашивания деталей машин, а также необходимость изучения особенностей этого влияния обусловливают необходимость выполнения значительного объема экспериментальных исследований. Обычно испытания на трение и изнашивание осуществляют в четыре этапа.

1. Лабораторные испытания с целью определения физико-механических свойств материалов.

2. Испытания материалов на трение и изнашивание на лабораторных установках.

3. Стендовое испытание узлов трения.

4. Натурные (эксплуатационные) испытания машин и механизмов.

На этих этапах решаются следующие задачи:

- определение физических и механических свойств материалов и прогнозирование по ним их износостойкости;

- оценка влияния этих свойств в сочетании с выбранными режимами трения на износостойкость материалов;

- оценка влияния конструктивных факторов на работоспособность пар трения;

- оценка надежности и долговечности механизмов в целом.

Таким образом, достигается последовательное приближение условий испытаний к реальным условиям работы деталей машин. При этом из большого числа перспективных (износостойких) материалов отбирают лишь действительно пригодные для данной пары трения. 1-й и 2-й этапы испытания необходимы также для оценки износостойкости новых материалов и способов их обработки, а также для контроля качества материалов. Полученные данные позволяют обоснованно подходить к выбору материалов для конкретных деталей и узлов.

В процессе трения в поверхностных слоях контактирующих материалов формируются новые (вторичные) структуры, отличные от исходных структур, определяющие сопротивление материалов изнашиванию. Изменение условий трения (нагрузка, скорость, режимы смазки) может привести к резкому изменению интенсивности изнашивания. Сильное влияние различных факторов на интенсивность изнашивания обусловливает необходимость проведения испытаний в возможно более широком интервале нагрузок, скоростей и температур. При испытаниях необходимо, чтобы интервал изменения основных условий трения (нагрузки, скорости, температуры) был шире, чем при эксплуатации деталей машин.

При испытаниях материалов на лабораторных установках должны воспроизводиться основные условия трения, которые имеются при эксплуатации деталей, и чтобы при этом обеспечивался один и тот же вид изнашивания. Для правильного выбора методики и условий испытаний на лабораторной установке подробно изучают условия работы исследуемого узла трения (характер смазки, скорость скольжения, давление в зоне контакта, температура в поверхностном слое деталей, длительность приработки), а также выявляют основной механизм (вид) изнашивания пары. Выявить основной механизм изнашивания можно лишь при тщательном изучении характера повреждений рабочей поверхности деталей, а также структурных изменений в их активных слоях. Если на лабораторных установках воспроизведение условий трения при эксплуатации затруднено, используют следующие критерии правильности выбора условий испытаний:

- обеспечение одинаковой формы разрушения материала при испытании на лабораторной установке и при эксплуатации детали;

- обеспечение одинакового характера повреждений поверхности, структурных изменений и микротвердости поверхностного слоя материала, испытанного на лабораторной установке и в реальных условиях эксплуатации.

Существует восемь типов лабораторных установок (машин трения), позволяющих воспроизводить условия трения и изнашивания, возникающие при эксплуатации машин и механизмов. По характеру относительного перемещения образцов (кинематическому признаку) их разделяют на два класса: 1) установки (машины трения) однонаправленного движения; 2) установки (машины трения) знакопеременного движения. В каждой из них интенсивность и характер разрушения поверхности трения материалов могут заметно отличаться. Внутри каждого класса различают две группы машин: 1) торцевого трения; 2) трения по образующей. Испытания на машинах этих двух групп различаются по условиям формирования граничных смазочных слоев. Каждая группа машин включает две подгруппы установок: 1) с коэффициентом взаимного перекрытия, стремящимся к единице (К_вз ® 1); 2) с коэффициентом взаимного перекрытия, стремящимся к нулю (К_вз ® 0). Коэффициент взаимного перекрытия – это отношение площадей трения контактирующих тел. При торцевом трении колец одинаковых размеров К_вз = 1. При трении пальчиковых образцов по плоской поверхности диска К_вз ® 0. Коэффициент взаимного перекрытия сильно влияет на температурные условия в поверхностных слоях пары трения.