Способ определения триботехнических характеристик узла трения со смазочным материалом

 

Изобретение относится к методам определения триботехнических характеристик узлов трения машин и механизмов , работающих в условиях смазки различньоти смазочными материалами.-Целью изобретения является повьпиение , точности и расширение диапазона исследуемых материалов элементов узла трения. Исследуемый узел трения со смазочным материалом нагружают. Элементы узла трения приводят в относительное движение: Отбирают пробы смазочного материала до работы узла трения и в различные моменты времени его работы, для каждой из проб измеряют соответствующие значения времени спин-решеточной, и спин-спиновой релаксации методом импульсного когерентного ядерного магнитного резонанса , ji качестве эксплуатационного параметра определяют отношения соответствующих значений времен релаксаций для смазочного материала работающего и исходного узлов трения. По величине эксплуатационного параметра судят о состоянии узла трения и определяют триботехнические характеристики. 4 ил., (Q (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 G 01 N 3/56

ВСЕ®Щр<®

6 I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMV CBMQETEAbCTB Y

B " тв. g

ЯЯ@ЯЯ с ТЕ1:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2I) 4146464/25-28 (2?) 02.10.86 (46) 30.03.88. Бюл. Р 12 (71) Белорусский институт инженеров железнодорожного транспорта. (72) Р,Г.Пинчук, ?О.М. Плескачевский и Е.М.1?ишкин (53) 620.178.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

?"- 983511, кл. G 01 N. 3/56, 1980, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРИБОТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК УЗЛА ТРЕНИЯ СО

СМАЗОЧНЫМ МАТЕРИАЛОМ (57) Изобретение относится к методам определения триботехнических характеристик узлов трения машин и механизмов, работающих в условиях смазки различными смазочными материалами.- Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона ис„„SU„„1385031 А 1 следуемых материалов элементов узла трения. Исследуемый узел трения со смазочным материалом нагружают. Элементы узла трения приводят в относительное движение; Отбирают пробы смазочного материала до работы узла трения и в различные моменты времени его работы, для каждой иэ проб изме— ряют соответствующие значения времени спин-решеточной и спин-спиновой релаксации методом импульсного когерентного ядерного магнитного резонанса. Б качестве эксплуатационного параметра определяют отношения соответствующих значений времен релаксаций для смазочного материала работающего и исходного узлов трения. По величине эксплуатационного параметра судят о состоянии узла трения и определяют триботехнические характеристики.

4 ил.

130503

Изобретение относится к методам определения триботехнических характеристик узлов трения машин и механизмов, работающих в условиях смазки различными смазочными материалами.

Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона исследуемнх материалов элементов узла трения путем осуществления контроля в 10 процессе работы и беэ разборки узла трения.

HR фиг. 1 изобрякенн градуировочные зависимости относительного времени спин-решеточной релаксации 1, оси концентрации продуктов износа различной природы (пьерро-, пара- и диамагнитной), на фиг. 2 — зависимости относительных времен спин-решеточной

R, и спин-спиновой R релаксаций от 20 времени работы узла трения для различных смазочных сред, по которым определялись время приработки и я и время цикла структурных изменейия Т,, а также изменение момента трения и 25 контактной разности потенциалов, на фиг. 3 — зависимости относительного времени спин-спиновых релаксаций

R от времени работы узла трения для различнык смазочных сред, по ко- 30 торнм определялись время приработки и время цикла структурных изменений Тц, на фиг. 4 — зависимости относительных времен спин-решеточной R и спинспиновой R релаксаций от времени работы узла трения для различньй материалов элементов узла трения и.их .„ соответствия изменению концентрации частиц износа пц в смазочной среде.

Способ осуществляют следующим образом.

Исследуемый узел трения со смазочным материалом нагружают, элементы уэ. ла трения приводят в относительное 45 движение, отбирают пробы смазочного материала до работы узла трения и в различные моменты времени его работы, для каждой из проб измеряют соответствующие значения времен спин-реше- я0 точной и спин-спиновой релаксаций методом импульсного когерентного ядерного магнитного резонанса, а в качестве эксплуатационного параметра определяют отношения соответствующих значений времен релаксаций для смазочного материала работающего и исходного узлов трения. По величине эксплуатационного параметра судят о состоянии узла трения и определяют триботехнические .характеристики.

Пример 1. Для осушествления способа был взят узел трения скольжения палец-диск. Материалы элементов узла трения никель технический (99,96/) — материал пальца, молибден материал диска, Размеры элементов уз-: ла трения: диска — 9 200 мм, h = --10 мм пальца — 9 5 мм, h = 15 мм. Угловая скорость вращения диска составила

10 с, нормальная нагрузка 10 Н/м, расстояние от оси пальца до оси вращения диска 70 мм. В качестве смазочных материалов использовали масло авиационное MC-20 и пластичную смазку ЦИАТИМ-201. Работа узла трения осуществлялась в замкнутом объеме смазочного материала, подаваемого на фрикционный контакт. Пробы смазочного материала (массой 0,2-1,5 r) брали че- . рез каждый 0,6 кс работы узла трения без его остановки. Пробы смазочного материала последовательно помещали в датчик спектрометра, осуществляющего метод импульсного когерентного ядерного магнитного резонанса, и измеряли времена спин-решеточной Т; и спин-спиновой Т ° релаксации. Нахо2,1 дили отношения каждой из этих величин в данной серии измерений к их соответствующим значениям для проб смазочного материала, не участвовавшего в процессе трения Т„о и Т о - В ре эультате получали серии значений

По полученным значениям Rii и имеющимся градуировочным графикам (фиг. 1).находили соответсувующие эна= чения концентрации нерастворимых продуктов износа в смазочном материале (определялся износ материалов элементов узла при трении со смазочным материалом). Для нахождения соответствия относительных значений времени спин-решеточной релаксации R

= Т,; /Т „о с концентрацией продуктов износа п ц снимали градуировочные зависимости по описанной методике. С этой целью были приготовлены контрольные пробы смазочного материала — пробы исходного масла авиационного MC-20, перемешанные до однородного состава с мелкодисперсными примесями различной природы (ферро-, пара- и диамагнитной) и при различной концентрации nö. В качестве примесей использовали мелкодисперсные

1385031 порошки: ферромагнитной (Xi), парамагнитной (А1), диамагнитной (Cu).

Кррме того, по полученным значениям R и R, и известным временам наработки узла трения t ° строиФ ли графики R, = q; (t) и R = f (t) .

Полученные графические зависимости приведены на фиг. 2, 3 (кривая 1 для смазки ЦИАТИМ-201), кривая 2 для масла MC-20). По этим кривым определяли еще две триботехнические характеристики исследуемого узла трения (время приработки и время цикла структурных изменений). При смазывании пластичной смазкой ЦИАТИМ-201 время приработки t „ = 6,8 кс, время цикла структурных изменений Тц =

11,5 кс; при смазывании маслом авиационным MC-20 время приработки

2,1 кс, время цикла структур; ных изменений Тц = 7,2 кс.

При ослцествлении способа одновременно контролировали моменты трения и контактную разность потенциалов 25 трущихся поверхностей элементов узла трения. На фиг. 2 эти данные представлены кривыми 3 и 4 соответственно и относятся к испытанию узла трения с маслом авиационным MC-20. 30

Пример 2. По методике примера 1 исследовали узел трения, элементами которого являлись: диск— материал молибден, палец — фторопласт .3М. В качестве смазочной среды использовали масло авиационное MC-20.

Результаты экспериментов приведены на фиг, 4 (кр..1,2,3). Для определения соответствия между R и концентрацией продуктов износа в смазочной среде n„ в процессе трения получена градуировочная кривая, аналогичная диамагнитной примеси на. фиг. 1. Исходя из полученных графических зависимостей определено время приработки, 45 которое составило t 7,2 кс. Кроме того, определен износ фторопласта

3М в процессе трения (фиг. 4, кр. 3) .

Время цикла структурных изменений Т определить не представилось возможным, по-видимому, из-. за большой механической разнородности материалов узла при трении преобладает пластическая деформация (пропахивание и микрорезание поверхности тела трения из фторопласта) и многоцикловая усталость материала не проявляется íà фоне малоцикловой.

Пример 3. По методике примера 1, исследовали узел трения, элементами которого являлись: диск— оргстекло (полиметилметаакрилат), палец — фторопласт ЗМ, В качестве смазочной среды использовали .масло авиационное MC-20. Результаты экспериментов приведены на фиг, 4, кр ° 1, 2, 3 .

По полученным графическим зависимостям определено время приработки узла трения, которое составило

1,2 кс. С помощью градуировочнои зависимости, аналогичной для диамагнитной примеси на фиг. 1, определен износ пальца в процессе трения, фиг.. 4, кр. 3. Время цикла структурных изменений определить не предста-. вилось возможным по причине, указанной в примере 2.

Формула изобретения

Способ определения триботехнических характеристик узла трения со смазочным материалом, заключающийся в том, что исследуемый, узел трения нагружают, приводят его элементы в относительное движение, отбирают пробу смазочного материала и регистрируют эксплуатационный параметр смазочного материала, по которому определяют триботехнические характеристики и судят о состоянии узла трения, о т л иЪ ч ающий с я тем, что, с целью повьннения точности и расширения диапазона исследуемых материалов элементов узла трения, пробы смазочного материала отбирают до работы узла трения и в различные моменты времени его работы,. для каждой из проб измеряют соответствующие значения времен. спин-решеточной и спин-спиновой релаксаций методом импульсного когерентного ядерного магнитного резонанса, а в качестве эксплуатационного ( параметра определяют отношения соответствующих значений времен релаксации для смазочного материала работающего и исходного узлов трения.

ФЪ +1д а 080

Фъ

g (60

Й 040

У

" . ОИ

У

1385031

-а iц-з <у-г gg-< > g

Канцентртая проуукае5 износа, и, о

@08.!

\3

-ъ

С С, 2 1. 100 „460

«Ь Ц40

l.

«

Ф3, д

Од®

02Â

Х щЬ ф ф 46 7Z 46 12,0 14,9 10,В 1Ц2 2$,6 Z4,8

Вреия арекоя, t, кс.

Фи2. 2

1385031 тоо

Ф6

". i/0

И О,66

5 040

Ф

И гФ 4,8 7,2 Яд 12,О Ю,а ЮВ ntZ дЮ Л.а

Время треиия, t, кс

Фиг. Х

1385031

g р as 7г 95 >zu

8perts-арения,t, кс.

Фи8.4

Составитель Д.Пичугин

Редактор М.Бандура Текред М.Ходанич

Корректор Л.Пилипенко

Заказ 1407/41 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ф 5,00

Ф Ъ» 06ц ь ф О,бО е 0,40 ф

Ц

ОР0

° ь Ю 4

5 ф у з