Способ определения кавитационной стойкости деталей

 

Изобретение относится к испытаниям на изнашивание и может быть использовано в двигателестроении для определения кавитационной стойкости материала, применяемого для изготовления цилиндровых втулок, головок цилиндров, корпусов турбокомпрессоров и др. вибронагруженных деталей. Цель изобретения - повышение точности испытаний за счет учета параметров эксплуатации и свойств материала детали. Возбуждают в образце 4 ультразвуковые колебания, определяют показатель σ<SB POS="POST">ус</SB> кавитационной стойкости материала образца σ<SB POS="POST">ус</SB>=(F<SB POS="POST">O</SB><SP POS="POST">.</SP>Σ<SB POS="POST">O</SB>)/(V<SB POS="POST">O</SB>ρ), а о стойкости детали судят по предельно допустимому времени T<SB POS="POST">пр</SB> работы: T<SB POS="POST">пр</SB>=(H<SB POS="POST">пр</SB>σ<SB POS="POST">ус</SB><SP POS="POST">.</SP>ρ)/F<SB POS="POST">д</SB>σ<SB POS="POST">д</SB>, где F<SB POS="POST">о</SB> и F<SB POS="POST">д</SB> - частота колебаний образца и детали

V<SB POS="POST">0</SB> - скорость изнашивания образца

σ<SB POS="POST">о</SB> и σ<SB POS="POST">д</SB> - напряжения на поверхности образца и детали

ρ - плотность материала

H<SB POS="POST">пр</SB> - предельнодопустимая глубина разрушения. 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

,51) 5 G 01 N 3/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ж

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

) ,(2)) 4446765/25-28 (22) 27.05.88 (46) 23.0).90. Бюл. )) 3 (7)) Центральный научно-исследовательский дизельньф институт (72) ) .П. Стативкин и В.А.Янчеленко (53) 620.178.)6(088.8) (56) Акустический журнал, )976, т.22, Р 4, с. 326-331. (54) спОсОБ ОпреДелениЯ кАВитАЦионной стойкости детАлей (57) Изобретение относится к испытаниям на изнашивание и может быть использовано в.двигателестроении для определения кавитационной стойкости материала, применяемого для изготовления цилиндровых втулок, головок ци,линдров, корпусов турбокомпрессоров

ÄÄSUÄÄ1538100 А1

2 и др. вибронагруженных деталей. Цель изобретения — повышение точности испйтаний за счет учета параметров зксплуатации и свойств материала детали.Возбуждают в образце 4 ультразвуковые колебания, определяют показатель 6, кавитационной стойкости материала образца б„ = (Е0 ° 4 ) /

/(V р ), а о стойкости детали судят по предельно допустимому времеHH Tpp работы: T „Р (Ьпр ус 9)/

/Е й,), где f u f — частота колебаний образца и детали, 7 — скорость изнашивания образца,, и 6 — напряжения на поверхности образца и детали; р — плотность материала, h „ - предельно допустимая глубина разрушения. ) ил. ) табл.

1538100

Изобретение относится к области испытаний на изнашивание и может быть использовано в двигателестроении для определения кавитационной

5 стойкости материала, применяемого для изготовления цилиндровых втулок, головок цилиндров, корпусов турбокомпрессоров и других вибронагруженных, водоохлаждаемых деталей двигателей внутреннего сгорания„

Цель изобретения - повышение точности испытаний за счет учета параметров эксплуатации и свойств матери ала детали, 15

На чертеже изображена установка для реализации способа.

Устройство состоит из ультразвукового генератора с магнитострик.ционным вибратором 2 и концентратором 3, испытуемого образца 4, ванны

5 с жидкостью (водой) . Образец 4 помещен в ванну 5, заполненную жидкостью. К ванне 5 присоединен нагревательный элемент 6 и терморегулятор. 25

Способ реализуется следующим образом.

Помещают образец 4 материала детали.в ванну 5 с жидкостью, с цомощью ультрдзвукового генератора

1 и.магнитострикционного вибратора

2 имитируют реальные условия изнашивания путем возбуждения в образце 4 ультразвуковых колебаний, зада- 35 ют постоянную частоту Х и амплитуду .в течение фиксированного времени, с помощью нагревательного элемента

6 и терморегулятора 7 задают температуру жидкости в ванне 5, определяют 40 скорость V изнашивания образца и напряжения 6, и 5,1 на поверхности образца материала детали и детали, определяют показатель Ь кавитационной стойкости материала образца 45 из соотношения о- С y ) о- )» а о стойкости детали при ее колебании с частотой Й судят по предельно допустимому времени Т„ работы:

h р Ь |с Р

Т„ пp (55 где р - плотность материала;

h — предельно допустимая глубина разрушения.

Кроме того, постоянную частоту колебаний поверхности поддерживают путем стабилизации тока и напряжения, подаваемых на генератор колебаний.

Пример. Определяют кавитационную стойкость шести образцов различных материалов (чугуна серого с пластинчатой формой графита, чугуна легированного с пластинчатой формой графита, чугуна вермикулярного, чугуна высокопрочного с шаровидной формой графита, хромистой стали марки

СТ 34ХМ и алюминиевого сплава марки АЛ4). Испытания проводят на ультразвуковом генераторе с магнитострикционным вибратором, образцы материалов опускают в ванну с водой на глубину 4 мм, мощность генератора составляет 1,6 кВт,частота f колебаний образца 20 кГц,амплитуда колебаний А, 0,01 мм, а напряжение на торцовой поверхности образца 235 Y9а стали 34XN.

Для втулок цилиндров двигателей внутреннего сгорания частоту колебаний f и напряжение можно опреде9 лить по известным формулам, а предельно допустимую глубину разрушения

h„ задают равной 0,75h, где Ь толщина втулки цилиндра, м.

Результаты определения предельно допустимого времени работы втулки дизеля 124Н15/18 приведены в таблице.

Приведенные в таблице данные, полученные на основе обработки экспериментальных материалов, показывают, что скорость износа образцов и кавитационная стойкость чугуна существенно зависят ат его плотности. Например, повышение плотности чугуна с

6,45 до 6,61, т.е. всего на 2,5Х, приводит к повьппению кавитационной стойкости в 2,5 раза.

Предельно допустимое время работы втулок дизеля 12ЧН)5/18 также сильно зависит от кавитационной стойкости и для приведенных в таблице значений лежит в пределах 750-21200 ч, т.е. различие достигает 28,3 раза.

Формула изобретения

Способ определения кавитационной стойкости деталей, заключающийся в том, что помещают образец материала детали в ванну с жидкостью, имитируют реальные условия изнашивания путем вибрации поверхности образца материала с постоянной частотой, и амплитудой в

5 1538 течение фиксированного времени, а по параметру. износа образца судят о кавитационной стойкости детали в реаль- ных условиях эксплуатации, о т л и — . ч а .ю шийся тем, что, с целью повышения точности испытаний, определяют показатель 6„ кавитационной стойкости образца материала из соотношения 10

100 где h„< предельно допустимая глубина разрушения, м, f u

f) частота колебаний образца детали, с - ; скорость изнашивания образца, м/с, Ч, р О С а в качестве параметра износа образца определяют предельно допустимое время Т„ работы

6ь и 6, напряжения на поверхности образца и детали, кгс/м плотность материала, кг/м

Плотность

Марка материала

Форма графита чугуна, класс материала

Скорость износа образца

V, 10Э м/с

Кавитамате риала образца, У т/м ционная стойкость.10

820

6,45

2,4

Пластинчатая

14,4

2570

6,61

6,67

8,6

6,95

6,0

7,0

То же

Вермикулярная

2,78

6360

17,0

7,01

Шаровидная

21200

750

57,5

6,3

7,85

2,54

1,04

10,0

Хромистая

Литой, AJI4

Составитель Д. Дергобузов

Техред М.Ходанич Корректор Э.Лончакова

Редактор Н. Бобкова

Заказ 166 Тираж 491 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r,Óæãîðoä, ул. Гагарина,101

Чугун серый

Чугун легированный.

Чугун вермикулярный

Чугун высокопрочный

Сталь 34ХМ

Алюминий

Предельно допустимое время рабаты втулок дизеля

12ЧН15/18

АР