Способ определения момента разрушения покрытия пары трения

 

Изобретение относится к области физико-механически с испытаний материалов при трении. Целью изобретения является повышение точности определения мо; мента разрушения покрытия пары трения благодаря исключению возможности определения по ложному повьппению параметров акустического излучения за счет определения момента не только по параметрам акустического излучения из зоны контакта, но и по коэффициенту отражения зоны контакта. В начале работы пары трения излучают в зону контакта акустический импульс, принимают и измеряют амплитуду А эхо-сигнала, отраженного зоной контакта. Затем принимают и измеряют -параметры акустического излучения, возникающего при контактном взаимодействии пары тре- :ния. После скачка параметров излучения опять излучают в зону контакта акустический импульс, принимают и измеряют .амплитуду А эхо-сигнапа, отраженного зоной контакта. Момент разрушения покрытия .определяют по времени скачка параметров излучения при условии, что отношение Aj/A, превышает единицу. - з.п. ф-лы, 4 ил. i (Л 00 00 о ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (594 601 N356

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАЫ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4032877/25-28 (22) 07,03.86 (46) 15.08.87. Бюл. У 30 (71) Московский инженерно-физический институт (72) А.Н.Быков, Г.А.Сарычев и В.M.Ùàâåëèí (53) 620,179.16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 407211, кл. G 01 Ы 3/56,. 1971.

Авторское свидетельство СССР

М- 849046, кл. С 01 Я 3/56,, 1979. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА РАЗРУШЕНИЯ ПОКРЫТИЯ ПАРЫ ТРЕНИЯ (57) Изобретение относится .к области физико-механических испытаний материалов при трении. Целью изобретения является повышение точности определениямо мента разрушения покрытия пары трения благодаря исключению возможности опре- деления положному повышениюпараметров

„Л0„„1330и 6 А1 акустического излучения за счет определения момента не только по параметрам акустического излучения из зоны контактар но и по коэффициенту отражения зоны контакта. В начале работы пары трения излучают в зону контакта акустический импульс, принимают и измеряют амплитуду А эхо-сигнала, отраженного зоной контакта. Затем принимают и измеряют параметры акустического излучения, возникающего при контактном взаимодействии пары трения. После скачка параметров излучения опять излучают в зону контакта акустический импульс, принимают и измеряют .амплитуду А эхо-сигнала, отраженного зоной контакта. Момент разрушения покрытия определяют по времени скачка параметров излучения при условии, что отношение Ае/А, лреви шает единицу. -2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1330516

Изобретение относится к физикомеханическим испытаниям материалов при трении и может быть использовано при контроле и диагностике работо5 способности узлов трения.

Целью изобретения является повышение точности определения момента разрушения покрытия нары трения, в том числе и при испытаниях по схеме 10 плоскость — палец за счет определения момента не только по параметрам акустического излучения иэ зоны контакта, но и по коэффициенту отражения зоны контакта. 15

На фиг.1 представлена блок-схема устройства, реализующего способ определения момента разрушения покрытия пары трения;. на фиг.2 — временные диаграммы напряжений на пьезопреобра- 2р зователе устройства в ходе его рабо-t

1 ты; на фиг. 3 — качественный график зависимости приведенной амплитуды

А„ /А, акустического сигнала, прошедшего через зону контакта, от длитель- ?5 ности t излучаемого сигнала; нафиг.4то же, от длины Ъ волны излучаемых акустических колебаний.

Способ определения момента разру- шения покрытия пары трения эаключа- 30 ется в следующем.

Формируют пару трения, излучают в .зону контакта акустический импульс, принимают эхо-сигнал, отраженный от зоны контакта, и измеряют его амплитуду. В качестве излучаемого импульса используют цуг колебаний с длиной h волны и длительностью t. Длительность

t импульса выбирают из условия

L=d/V где d — средний размер пятна фактического.контакта;

V — скорость скольжения пары трения.

Длину "h волны при испытаниях по схеме плоскость — палец выбирают равной среднему размеру номинальной зоны контакта. После излучения и приема первого импульса принимайт акустичесхое излучение, возникающее при контактном взаимодействии пары, и измеряют его параметры. При скачке параметров излучения вновь излучают в зону контакта акустический импульс с длиной волны и длительностью t, принимают эхо-сигнал, отраженный от зоны контакта, и измеряют его амплитуду. Если отношенйе .амплитуды эхо сигнала от зоны контакта после скачка к амплитуде первого эхо-сигнала больше единицы, то покрытие разрушается, и момент, разрушения определяют по времени скачка. Если отношение амплитуды эхо-.сигнала от зоны контакта носле скачка к амплитуде первого эхосигнала близко к единице, то покрытие не разрушается, и в дальнейшем осуществляют прием акустического излучения, возйикающего при контактном взаимодействии пары, и измерение его параметров.

Устройство для определения момента разрушения покрытия пары трения со-. держит генератор 1 зондирующих импульсов, канал 2 регистрации отраженных от эоны контакта сигналов, канал

3 регистрации акустического излуче-. ния и механизм 4 испытания пары трения. Устройство также содержит пьезопреобразователь 5, ключ 6 и блок 7 сигнализации. Механизм 4 испытания пары трения, например "Фрикцион-1", включает диск 8 и палец 9; на конце которого укреплен пьезопреобразователь 5. Канал 2 включает последовательно соединенные усилитель 10, пороговое устройство 11 и формирователь 12 управляющего импульса, Канал 2 также включает регистратор 13,, . вход которого соединен с вторым выходом усилителя 10, вход которого в свою очередь соединен с пьезопреобразователем 5., Канал 3 включает последовательно соединенные усилитель

14, дискриминатор 15 и регистратор

16. Канал 3 также включает формирователь 17 управляющего импульса, вход которого соединен с вторым выходом дискриминатора 15, а выход — с управляющими входами генератора 1 и ключа

6. Вход усилителя 14 соединен с конВ тактом ключа 6. Выход генератора 1 соединен с вторым контактом ключа 6.

Выход формирователя 12 соединен свторым управляющим входом ключа 6. Пьезопреобразователь 5 соединен с перекидным контактом ключа 6. Выходы регистраторов 13 и 16 соединены с входами блока 7 сигнализации.

Способ определений момента разрушения покрыться пары трения реализуется следующим образом.

Изготавливают образец — диск 8 и палец 9 из стали 45 с чистотой поверхности Кд=0,6 мкм, Наносят на поверхность диска покрытие N S толщиной

1330516

10 мкм и запускают механизм 4, обеспечивающий скорость V скольжения, равную 1 м/с, и нагрузку на палец диаметром 8 мм, равную 20 Н. Так как при таких условиях средний размерd пятна фактического контакта равен

50 мкм, скорость распространения акустических колебаний в материале пальца 9 составляет 3500.м/с, выбирают длительность с излучаемого импульса равной 50 мкс, а длину волны

440 кГц. Возбуждают пьезопреобразователь 5 электрическим импульсом амплитудой А =1 мВ с выхода генератора

1 (фиг,2а) при соответствующем положении ключа 6. Импульс трансформируется преобразователем 5 в акустические колебания, распространяющиеся по пальцу 9 и отражающиеся от зоны контакта. Преобразователь 5 принимает эхо-сигнал от.зоны контакта и. трансформирует его в электрический сигнал амплитудой А, (фиг.2б). С преобразователя 5 эхо-импульс поступает на усилитель 10 канала 2 и через него на регистратор 13, где измеряется и фиксируется амплитуда А . Одновременно эхо-импульс с выхода усилителя

10 поступает на вход порогового устройства 11, порог срабатывания которого немного превышает А, и через него на формирователь 12. На выходе формирователя 12 вырабатывается управляющий импульс, который подается

I на второй управляющий вход ключа 6 и размыкает связь генератора 1 с преобразователем 5, соединяя последний с входом усилителя 14 канала 3. При таком соединении сигналы акустического излучения, возникающие при контактном взаимодействии пары и принимаемые пьезопреобразователем 5 (фиг.2в), усиливаются усилителем 14, поступают на дискриминатор 15 и через него на регистратор 16. Параллельно с выхода дискриминатора сигналы поступают на вход формирователя 17. При превышении в момент Т . параметров акустического излучения, например интенсивности, уровня дискриминации дискриминатора

15, сигнал с его второго выхода преобразуется формирователем 13 в управляющий импульс, который подается на первый управляющий вход ключа 6 и размыкает связь усилителя 14 с преобразователем 5, соединяя последний с выходом генератора 1. Одновременно управляющий импульс формирователя 13 включает генератор 1, вырабатывающий электрический импульс с теми же параметрами t, y и А (фиг,2г). Им5 пульс трансформируется преобразователем 5 в акустические колебания, распространяющиеся по пальцу 9 и отражающиеся от зоны контакта. Преобразователь 5 принимает эхо-сигнал

1р от зоны контакта и трансформирует его в электрический сигнал амплитудой

А (фиг,2д). Если амплитуда А не превышает порога срабатывания порогового устройства 11, что имеет место при отсутствии разрушения покрытия пары трения, т.е. при ложном сра6атывании дискриминатора 15, то формирователь 12 опять переводит преобразователь 5 в режим приема акустичес2р кого излучения, возникающего при кон" тактном взаимодействии пары трения.

Если амплитуда А превышает порог 1 срабатывания порогового устройства

11, что имеет место при разрушении

25 покрытия пары трения, то пороговое устройство 11 блокирует этот сигнал, и каналы 2 и 3 не осуществляют более регистрацию принимаемых преобразователем 5 акустических сигналов, Сиг3р налы, поступающие с выходов регистраторов 13 и 16, включают блок 7 сиг" нализации, который фиксирует инфор- мацию о разрушении покрытия. Момент разрушения покрытия пары трения в

З5 этом случае ра"-ен 7 °

Таким образом, способ определения момента. разрушения покрытия пары трения.повышает точность благодаря исключению регистрации момента разру40 шения по скачку параметров акустического излучения, вызванного не разрушением покрытия, а помехой: электромагнитной наводкой, ударом и т.п.

Возникновение зоны разрушения покрытия

45;пары трения размером около 1 мм вызывает увеличение амплитуды А на 303 относительно амплитуды А,.

Выбор длительности с излучаемого импульса обеспечивает наибольшую эф5р фективность передачи акустических .колебаний через зону контакта двух движущихся одно относительно другого тел (фиг. 3), На чувствительность способа и, следовательно, на точность

55 влияет частота или длина волны акустических импульсов, посылаемых в зону контакта. Выбор длины волны при испытаниях по схеме плоскость— палец равной среднему размеру номи5 133051 нальной зоны контакта или диаметру пальца также обеспечивает наибольшую эффективность передачи акустических колебаний через зону контакта, двух тел (фиг.4).

Формула изобретения

1. Способ определения момента раз-, рушения покрытия пары трения, заклю- 1р чающийся в том, что принимают акустическое излучение, возникающее при контактном взаимодействии пары, измеряют параметры излучения и определя.ют момент разрушения по скачку изме- 15 ряемых параметров излучения, о т л.ичающий с я тем, что, с целью повышения тояности, .излучают в зону контакта одинаковые акустические импульсы длительностью t с длиной волны 2р принимают эхо-сигналы, отраженные от зоны контакта, измеряют амплитуду эхо-сигнала, причем первый импульс излучают в начале работы пары трения, I

25 последующие — после скачка измеряемых параметров излучения,. а момент разрушения определяют по скачку измеряемых параметров и отношению амплитуды эхо-сигнала от зоны контакта после скачка к амплитуде первого эхосигнала.

2. Способ по п.1, о т л и ч а— ю шийся тем, что длительность с излучаемых акустических импульсов определяют из соотношения где d - средпий размер пятна фактического контакта;

V — - скорость скольжения пары трения.

3. Способ по пп.1 и 2, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности при испытаниях по схеме плоскость — палец, длину волны излучаемых акустических колебаний выбирают равной среднему размеру номинальной зоны контакта, 1330з16

1330516

Составитель B . .Гондаревский

Техред A.Êðàâ÷óê

Корректор Л.Бескид

Редактор Л.Повхан

Заказ 3575/45

Тираж 776

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное,Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4