Способ определения износа металлов
СПОСОБ ОЛРЕДЕЛЕНИЯ ИЗНОСА МЕТАЛЛОВ, заключаюршйся в том, что истирают образец, измеряют температуру и определяют износ с учетом температуры, отличаю-/ щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности, измеряемую температуруопределяют в приповерхностном слое и ни различной глубине от него,а износ рассчитывают по формуле Г bVcp nlt;«,VnUi)l,, . ., i....i. H ,,-t) где Ъ, с, о .- соответственно коэффициент теплопроводности , удельная теплоемкость и плотность ... образца, Ve«,KAYcp- соответственно средняя температурй поверхности трения и средняя , разность температур в приповерхностном слое за период времени от . 1 , J а
, SU.„А
3 5Р.. Я 02 И 3/56
ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Й a 8 TOP CNONIV СЮщйТВЪСТВУ гдето, с,р
v©,иа
g(<;) на(1;„)(21) 3556951/25-28 (22) 28.02.83 .(46) 23.05.84. Бюл. В 19 (72) В.А.Балакин и Н.А.Балакина (71) Гомельский государственный университет (53) 620 ° 178. 162 (088. 8). (56) 1. Авторское свидетельство СССР
9 823969, кл. 6 01 И 3/56, 1980. (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗНОСА
МЕТАЛЛОВ, заключающийся в том, что истирают образец, измеряют температуру и определяют износ с учетом температуры, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности, измеряемую температуру-определяют в приповерхностном слое H на различной глубине от него, а износ рассчитывают по формуле(aVcp й(Ф )-aH;q
:aha
1Ф%ч% И ) соответственно коэффициент теплопроводности, удельная теплоемкость и плотность образца, соответственно средняя температура поверхности трения и средняя, разность температур в приповерхностном слое за период времени от 1 до (+1) площади под кривыми измерения температуры по длине образца в моменты(< и Цн средний удельный тепл вой поток, направленный в образец глубина измерения тем- С пературы в приповерхностном слое.
1093948
ЬЧср й(Е,;,«)- С Ц
Ь1 =Е
;Ф«3 "ср И <+ - М
35 где h, с, — соответственно коэффициент теплопроводности, удельная теплоемкость и плотность образца, V и ЬЧ вЂ” соответственно средняя температура поверхности трения и 45 средняя разность температур в приповерхностном слое за период времени от ; до <<.< < Ч(1i ng(K;«1- площади под кривыми измерения температуры по длине образца в моменты 1; и «.<
Ь со
« < — — средний удельный Tå- 55 пловой поток, направленный в образец, Д, - глубина измерения тем1 пературы в приповерхностном слое.
Средний удельный поток„,д Р,,<: ь Р
< пРопоРционален ДЧр . ВеличинУ Ь < рассчитывают по формуле 65
Изобретение относится к способам измерения износа трущихся тел в высокоскоростных узлах трения с кратковременным режимом работы и интенсивным тепловыделением на границе контакта и может быть использовано в машиностроении и приборостроении.
Известен способ определения износа металлов, заключающийся в том, что истирают образец, измеряюттемпературу и определяют износ с уче- 40 том температуры (1) .
Недостатком известного способа является недостаточная эффективность износа металлов, что обусловлено невоэможностью учета температуры по- 15 верхностных слоев и ее изменения:. по глубине.
Цель изобретения - повышение эффективности определения износа металлов при трении с интенсивным 20 тепдовыделением и кратковременным режимом работы.
Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения износа металлов, заключающемуся в том, что истирают образец,измеряют температуру и,определяют износ с учетом температуры, измеряемую температуру определяют в приповерхностном слое и на различной глубине от него, а износ рассчитывают по формуле к
Д =Ь,-ЕЬЬ 4-,- 37 где д
1 расстояние от поверхности трения до точки регистрации температуры в приповерхностном слое до испытаний; износ поверхности за цикл тепломассопереноса, количество циклов. осуществляется следующим
Ь« 1
1<
Способ образом.
II р и м е р . Цилиндрический образец из титана, диаметромб =б мм и длиной h =9 мм истирают торцем по цилиндрической поверхности диска из стали 1Х18Н10Т диаметром 300 мм.
Температуру измеряют на глубийе Д„ равной 0,5; 3 и 8,85 мм. Линейная скорость V 25 м/с, время процесса
9 с. В результате.измерения температур в период от 4 =0 до
t,,--2,25 с получено резкое повышение средней температуры поверхности до
447 К, возрастание разности темпеНа поверхности трения образца, а также в дополнительных точках внутри его на различной глубине от поверхности трения в том числе в приповерхностном слое, подвергаемом износу, и на поверхности противоположной истираемой устанавливают термопары. Образец истирают о контробразец, регистрируя при этом изменения температур на поверхности трения образца и внутри образца за время истирания.,По результатам измерений находят участки (отрезки времени, на которых наблюдаются резкие уменьшения разности температур на поверхности трения и в приповерхностном слое. Эти участки соответствуют циклам тепломассопереноса (износа) материала образца на контроль. Для фиксированных моментов времени с экстремальными значениями разностей температур (максимальной и минимальной) в приповерхностном слое для каждого обнаруженного цикла тепломассопереноса строят кривые распределения температуры по длине образца, опре,деляют площади под этими кривыми (например граФически). По результа-» там измерений температур находят среднюю разность температур в приповерхностном слое и средний удельный тепловой поток эа время каждого цикла тепломассопереноса. После этого вычисляют износ образца за время испытаний по формуле, последовательно вычисляя износ в течение каждого цикла тепломассопереноса и суммируя полученные данные.
1093948
Составитель В.Данилов
Редактор Н.Джуган Техред T.Èàòî÷êà Корректор И.Эрдейи
Заказ 3415/35 Тираж 823 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, 7<-35, Раушская наб., д. 4/5
» филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 ратур Ч(О,С)- Ч(д„t) и температурного
Ч(0М-Ч(д„ )
"градиента
Д
За время от t,,=2,25 до 3,3 с получено резкое уменьшение градиента от
,:Ч10Х11-Ч(аiМ 447-427 ic а, 0,5 мм
-40 — до
: Ч(04 Д Ч(д,.,(, 451-443 16 этом температура поверхности увели,чилась с 447 до 451 K. Для титана 16у1---, С=582- —, Р =4500--- „15
Вт Дж кг мК = кгК Р = ма "
fþåäíèé удельный тепловой поток д Ю 40+16 3 ИВт
Э =16 1 ††--- ° 10 -0 45-- . а, t
Средняя температура
Ч(0, 1)ФЧ(0,1Д 447+451
Чср(i 1 1 ---- — - — -449 K.
2 2
Величииы и (1,)=0,44 Км и Q(tq) =0,61 Км.
Тогда износ составитah(tg-t,)=2,3 ° 10 м з т.е. за время от 1, до f> произошел 25 тепломассоперенос поверхностных слоев дбразца на диск и высота образца уменьшилась на высоту 0,023 мм.
3а время от 12 -3,3 с до 13 =4,7 с
: по измерениям получено повторное уве-личение температуры и его градиента до значения
Ч(0,4 з1- ((Д.Аз1 475-461
0,477 где Ь, =д,-аЬ(4. -М
В промежутке от 13 =4,7 с до 4 =6,3 с получено резкое уменьшение темпера турного-градиента до значения (ОЛ )-Ч(д А4) 481 473 -17К0,47Г вй
\ температура поверхности повысилась
J от 475 до 481 K. Тогда Ъ а с
1 s °
29+17 3 МВт
=16 1 ----- ° 10=0 37 ф 2 У (1 Ч(04, 4(4 Ч (О. 4( ч ($ =4.1 =478 К
"ср(4
I
g (t >) =0 ° 7 5 7 Км
Я(4) =0,854 Км, ab(t4-Q) =6,2 ° 10 м, Общий износ образца металла составляет д п й(4 " 4,)4ah(44-Я=0,085,мм, что близко к экспериментально замеренному значению.
Положительный эффект обусловлен повышением эффективности определения износа металлов.
