 |
Испытание на трение и износ
|
|
|
|
Различают моральный и физический износ. Морально изнашиваются машины, аппаратура, приборы и др.
Под физическим износом с технической точки зрения понимается возникающее при трении и не предусмотренное условиями нормальной эксплуатации остаточное изменение формы и состояния материала на участках, образующих поверхность твердых тел.
Анализ процессов износа показывает, что износостойкость материалов определяется большим количеством факторов: сочетанием свойств трущихся материалов, качеством контактирующих поверхностей (шероховатости, ровности, смазка); характером движения (скольжение, качение, удары, течение); скоростью взаимного перемещения, уровнем нагрузки, отведением отделяющихся частиц (продуктов износа) или присутствием частиц какого-то другого материала, осложняющего трения. На рисунке 11 показан процесс развития износа.
 |
износ III
I II
время
Рисунок 11 - Кривая износа
I – зона приработки (устранены все неровности на поверхности и поверхность становится более гладкой).
II – υ износа ≈ постоянно пропорционально зависима. Можно прогнозировать величину износа и соответственно учесть ее при определении размеров изделия.
III участок – катастрофический износ. Быстрое развитие процесса износа, величина возрастает по экспоненту изделия выходят из строя (непопадание смазки в подшипники скольжения).
Модель износа можно изобразить следующим образом:
1 а
б
F в
F – направление движения контактирующего тела 1;
б – окружающая среда;
в – промежуточное вещество;
2 – контактирующее тело 2.
Два соприкасающихся материала – изображены как контактирующее тело 1 и контактирующее тело 2.
|
|
|
Материал контактирующего тела 2 всегда твердый (материал 1 может быть твердым, жидким или газообразным). Также и промежуточный материал может быть твердым (изнашиваемое тело), жидким (смазка) и газообразным – воздух. Движение тел в процессе износа может быть различных типов (скольжение, качение, вращение, возвратно – поступающее движение), продолжительности (время или путь движения) и скорости. Нагрузка может быть – статической, переменной или ударной, а также равномерной или неравномерной.
Степень износа в зависимости от состояния материала можно выразить в потере массы материала, его деформации, изменении свойства и переносе материала. По виду движения различают износ, вызванный скольжением, качением и вращением.
Классификация износа представлена в таблице 1. С технической точки зрения наибольшее значение имеет износ, вызванный трением скольжения, и износ, вызванный трением качения.
Таблица 1 - Классификация износа
| Вид износа | Тип движения | Нагрузка |
| Промежуточное вещество жидкость | ||
| При скольжении со смазкой | Скольжение | Постоянная или переменная |
| При качении со смазкой | Качение | Постоянная или переменная |
| При вращении со смазкой | Вращение | Постоянная или переменная |
| Промежуточное вещество газ | ||
| При скольжении без смазки | Скольжение | |
| При качении без смазки | Качение | |
| При вращении без смазки | Вращение | |
| Промежуточное вещество твердое тело | ||
| Абразивный при скольжении | Скольжение | |
| Тоже при качении | Качение | |
| Тоже при вращении | Вращение | |
| Вызываемый струей, закрытое истечение | ||
| Скользящей | Параллельно | |
| Падающий углом | Под углом | |
| Падающей перпендикулярно | Перпендикулярно | |
| Кавитационный | Удары при захлопывании пузырьков с пониженным давлением | |
| Обусловленный ударами капель жидкости | Удары свободно движущихся капель жидкости | |
| Ударный | Повторяющиеся соударения двух твердых тел |
|
|
|
Основная цель испытаний на износ – определить количественный характер процесса износа, а именно об изменении конфигурации и массы износившегося тела.
Следует различать понятие «износа» и величину износа.
Износ – процесс, величина износа – результат. Величина износа может быть определена прямо или косвенно.
Прямые измерения (методы):
определение абсолютной линейной величины износа ∆l (мкм, мм).
определение абсолютной объемной величины износа ∆V (мкм3, мм3, см3).
Определение абсолютной величины износа по массе ∆m (мт, г).
Как косвенные характеристики процесса износа могут быть определены: время износа, общая продолжительность протекания явлений, вызывание износа, количество потерянного материала и прочее.
На износ влияет большое число факторов, их не все удается учесть, поэтому нельзя в общем случае сравнивать результаты испытаний на износ, за исключением тех испытаний, которые проведены в одинаковых условиях.
Методы испытаний можно разделить на три основные группы.
Исследование общего износа. Общий характер износа обычно исследуют при оценке воздействия отдельных факторов, при сведении к минимуму влияния других факторов.
Модельные испытания на износ. К этой группе относят испытания, при которых отдельные виды износа исследуют, моделируя их. Как правило, условные нагружения сознательно ужесточаются с тем, чтобы получить измеряемые величины износа в приемлемые сроки. И хотя при использовании этих методов характер испытаний сильно отличается от практических условий погружения материала, испытания подобного рода достаточно широко используются.
Стендовые испытания. Испытания проводят на испытательных стендах и эксплуатируемых машинах. На испытательном стенде можно воспроизвести приближенно практические условия нагружения и варьировать эти условия в широких пределах.
|
|
|
