Способ определения износостойкости покрытия и устройство для его осуществления

 

1. Способ, определения износостойкости покрытия, заключающийся в том, что Нагружают образец с покрытием и контртело, перемещают последнее относительно образца и регистрируют параметр трения, по которому оценивают износостойкость покрытия, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности и производительности , дополнительно истирают контртелом образец без покрытия , а в качестве параметра трения измеряют разность трибо-ЭДС в контактах контртела с образцом с покрытием и образцом без покрытия. сл Ч ;о 9

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ го

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3703909/25-28 (22) 24.02.84 (46) 15.09.85. Бюл. № 34 (72) П.В.Назаренко, О.А.Ткаченко, А.Н.Макаркин и С.Н.Макаркин (71) Киевский институт инженеров гражданской авиации и Институт проблем материаловедения АН УССР (53) 620.178.162(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 853486, кл. Q 04 N 3/56, 1981. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ПОКРЫТИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) 1. Способ. определения износостойкости покрытия, заключающийся в том, что нагружают образец с покрытием и контртело, перемещают последнее относительно образца и регистрируют параметр трения, по которому оценивают износостойкость покрытия, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности и производительности, дополнительно истирают контртелом образец без поярытия, а в качестве параметра трения измеряют разность трибо-ЭДС в контактах контртела с образцом с покрытием и образцом без покрытия.

1179146

2. Устройство для определения износостойкости покрытия, содержащее корпус со сферической поверхностью, установленную на сферической поверхности сферическую пяту, предназначенную для размещения образца, держатель контртела, узел нагружения образца и контртела, датчики измерения момента трения и износа, регистрирующий прибор и привод вращения держателя контртела, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности и производительности, оно снабжено ползуном. со сферической поверхностью, установленным в корпусе с возможностью перемещения в направлении его сферической поверхности, размещенной на сферической поверхности ползуна другой сферической пятой, предназначенной для крепления образца с покрытием, взаимодействующим с другой. пятой датчиком измерения

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов, в частности к определению износостойкости покрытия.

Наиболее близким к данному изоб— .ретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ определения износостойкости покрытия, заключающийся в том, что нагружают образец с покрытием и контртело, перемещают последнее относительно образца и регистрируют

Ф параметр трения, по которому оценивают износостойкость покрытия. Способ осуществляется с помощью известного устройства, содержащего корпус со сферической поверхностью, установленную на сферической поверхности сферическую пяту, предназначенную для размещения образца, держатель контртела, узел нагружения образца и контртела, датчики измерения момента трения и износа, регистрирующий прибор и привод вращения держателя контртела )1) .

Недостатком известного. способа определения износостойкости покрытия и устройства для его осуществления момента трения, электрически соединенным с первой пятой усилителем, электрически соединенным с второй пятой усилителем-инвертором, блоком сравнения сигналов по полярности, сумматором, дифференциатором, программным блоком, блоком управления узла нагружения, ограничителем амплитуды, ключом и отметчиком времени, выходы усилителей соединены с блоком сравнения и сумматором, выход которо- . го подключен к дифференциатору и регистрирующему прибору, блок управления узла нагружения подключен через программный блок к выходу дифференциатора, соединенного с последовательно соединенными ограничи- телем амплитуды, ключем и отметчиком времени, а узел нагружения выполнен в виде соединенных привода возвратно-поступательного перемещения и электромагнитной муфты. является низкая точность и гроизводительность, что обусловлено невозможностью одновременного истирания покрытия и образца и измерением

5 износа гибким элементом датчика..

Цель изобретения — повышение точности и производительности определения износостойкости покрытия.

Указанная цель достигается тем, <0 что согласно способу определения износостойкости покрытия, заключающемуся в том, что нагружают образец с покрытием и контртело, перемещают последнее относительно образца и регистрируют параметр трения, по которому оценивают износостойкость покрытия, дополнительно истирают контртелом образец без покрытия, а в качестве параметра трения измен ряют разность трибо-ЭДС в контактах контртела с образцом с покрытием и образцом без покрытия.

Указанная цель достигается также д и тем, что устройство для осуществления способа, содержащее корпус со сферической поверхностью, установленную на сферической поверхности сферическую пяту, предназначенную для

3 1179 размещения образца, держатель контртела, узел нагружения образца и контртела, датчики измерения момента трения и износа, регистрирующий прибор и привод вращения держателя контр5 тела снабжено ползуном со сферической поверхностью, установленным в корпусе с возможностью перемещения в направлении его сферической поверхности, размещенной на сферической поверхности О ползуна другой сферической пятой, предназначенной для крепления образца с покрытием, взаимодействующим с другой пятой датчиком измерения момента трения, электрически соединенным с

15 первой пятой усилителем, электрически соединенным с второй пятой усилителеминвертором, блоком сравнения сигналов по полярности, сумматором, дифференциатором, программным блоком, бло20 ком управления узла нагружения, ограничителем амплитуды, ключом и отметчиком времени, выходы усилителей соединены с блоком сравнения и сумматором, выход которого подключен к

25 дифференциатору и регистрирующему прибору, блок управления узла нагружения подключен через программный блок к выходу дифференциатора, соединенного с последовательно соединенными ограничителем амплитуды, ключом и отметчиком времени, а узел нагружения выполнен с виде соединенных привода возвратно-поступательного перемещения и электромагнитной муфты.

На чертеже представлено устройство для .осуществления способа.

Устройство содержит корпус 1 со сферической поверхностью 2, сферическую пяту 3, предназначенную для раз- 4О мещения образца 4, держатель 5 контртела 6, узел 7 нагружения образцов 4 и контртела 5, датчик 8 измерения момента трения и датчик износа (не показан), регистрирующий прибор 9, 5 привод 10 .вращения держателя 5 ° Устройство снабжено ползуном 11 со сферической поверхностью 12, другой сферической пятой 13 для размещения образца 14 с покрытием 15, датчиком

16 измерения момента трения, усилителем 17, усилителем-инвертором 18 (с прямым и инвертирующим входами), блоком 19 сравнения сигналов по полярности, сумматором 20, дифференци- 55 атором 21, программным блоком 22, блоком 23 управления узлом 7 нагружения, ограничителем 24 амплитуды, 146 4 ключом 25, отметчиком 26 времени.

Узел 7 нагружения выполнен в виде привода возвратно-поступательного перемещения, электромагнитной (пороь ковой) муфты 27 скольжения. Узел 7 включает также несамотормозящуюся винтовую передачу 28 и пружину 29, установленную между корпусом 1 и ползуном 11. Датчики 8 и 16 выполнены в виде тензобалок и взаимодействуют через элементы 30 и 31 с пятами 3 и 13. Последние электроизолированы от поверхностей 2 и 12, Отметчик 26 времени соединен с блоками управления и питания (не показаны) привода 10 и узла 7 нагружения. При необходимости полость между образцами 4 и 14 заполняют. рабочей средой (например, маслом и т.д.).

Образцы 4 и 14 выполняют иэ одного материала. Усилители 17 и 18 и сумматор 20 выполнены, например, на базе операционных усилителей.

Способ определения износостойкости покрытия осуществляется с по-, мощью устройства следующим образом. !

Устанавливают в пяте 3 образец 4 и контртело 6, в пяте 13 образец 14 с покрытием 15, на держателе 5 контртело 6. Узлом 7 через ползун 11 нагружают образцы 4, 14 и контртело 6, Закон изменения усилия нагружения задается программным блоком 22, управляющим блоком 23 управления узлом 7 через муфту 27. При этом притормаживается гайка (не показана) передачи 28 относительно полэуна 11.

Последний перемещается вниз, сжимая образцы 4 и 14 и контртело 6. Перемещают контртело 6 относительно образцов 4 и 14 с помощью привода 10.

В результате трения контртела 6— образца 4 и контртела 6 - покрытия 15 образца 14 возникает трибо-.ЭДС на трущихся поверхностях. Сигналы, пропорциональные трибо-ЭДС, через пяты

3 и 13 поступают соответственно на усилители 17 и 18, блок 19 сравнения и сумматор 20. Блок 19 сравнения сигналов (от трибо-ЭДС) по полярности автоматически переключает прямой вход усилителя-инвертора !8 на инвертирующий вход. В результате на сумматор 20 поступают разнополярные сигналы, а на выходе сумматора 20 выдается их разность, которая регистрируется прибором 9. В ходе изнашивания покрытия 15 изменяется величина трибо-ЭДС

1179146

Ы вЂ” дБ;

2 = — — — — - ° 1007

hU 7

Составитель В, Данилов

Редактор В. Ковтун Техред M.Ãåðãåëü Корректор О. Луговая

Заказ 5653/41 Тираж 897 Подпи"ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4,с пары трения контртело 6 — покрытие

15. Характер изменения этого сигнала монотонный, но он имеет скачки в моменты локального разрушения покрытия

15. В эти моменты разность трибо-ЭДС с сумматора 20 поступает на прибор 9 и дифференциатор 21. Затем на программный блок 22 и блок 23 управления узлом 7 через муфту 27, уменьшая 10 усилие нагружения на время, необходимое для вывода из зоны трения частиц износа за счет вымывания поступающей смазкой и под действием центробежных сил. После этого программный блок 22 продолжает работу в заданном режиме нагружения. С помощью ограничителя ?4, ключа 25 и отметчика

26 моменты локальных разрушений покрытия 15 фиксируются во времени. По окончании испытания (или износа покрытия 15) с отметчика 26 времени поступает сигнал на отключение привода 10 и узла 7 нагружения. При этом

I обесточивается муфта 27, ползун 11 с помощью пружины 29 перемещается вверх, образцы 4, 14 и контртело 6 разгружаются. По разности трибо-ЭДС определяют износостойкость покрытия с помощью формулы где ЬЦ вЂ” разность трибо-ЭДС при установившемся трении до момента первого локального разрушения покрытия; аБ — разность текущих значений трибо-ЭДС, мВ, Полному износу покрытия 15 соответствует hU О.

Положительный эффект обусловлен повышением точности и производительности определения износостойкости покрытия, что обусловлено измерением разности трибо-ЭДС в ходе изнашивания покрытия.