Способ определения состояния поверхности трения

 

Использование для оценки качества приработки поверхностей. Цель изобретения - повышение достоверности контроля этой приработки. На контактируемые трущиеся поверхности направляют акустическое излучение и принимают отраженное от них излучение. По его амплитуде оценивают качество приработки поверхностей. При этом ступенчато изменяют механическую нагрузку на них. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и ремонтному производству, в частности к способам приработки поверхностей.

Известен способ приработки пары трения [1] , заключающийся в том, что пару трения смазывают, прикладывают к ней нагрузку, создавая заданное контактное давление, включают пару трения в электрическую цепь так, что деталь пары трения из антифрикционного материала является анодом, а другая катодом, и регистрируют параметры пары трения, увеличивают контактное давление на паре трения пропорционально квадрату времени приработки. Напряжение электрической цепи уменьшается из условия постоянства протекающего в цепи тока. Время приработки выбирают из условия достижения эксплуатационных характеристик на детали узла трения из антифрикционного материала. Коэффициент пропорциональности определяют по формуле К= P/T₂ , где Р - контактное давление; Т₂ - время приработки.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ определения момента разрушения покрытия пары трения [2] , заключающийся в том, что принимают акустическое излучение, возникающее при контактном взаимодействии пары, измеряют параметры излучения и определяют момент разрушения по скачку измеряемых параметров излучения, при этом излучают в зону контакта одинаковые акустические импульсы длительностью τ с длиной волны λ , принимают эхо-сигналы, отраженные от зоны контакта, измеряют амплитуду эхо-сигнала, причем первый импульс излучают в начале работы пары трения, 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 эхо-сигнала.

Недостаток указанного способа - низкая информативность измеряемых параметров, т. к. по ним невозможно судить о качестве поверхности трения в процессе работы.

Цель изобретения - повышение достоверности оценки качества приработки.

Указанная цель достигается тем, что через контролируемый образец на контрообразец направляют на трущиеся поверхности акустическое излучение, принимают составляющую этого излучения, отраженную от указанных поверхностей при механической нагрузке, и по амплитуде этой составляющей оценивают состояние поверхностей трения. Механическую нагрузку изменяют ступенчато, переход от одной ступени к другой осуществляют в момент стабилизации указанной амплитуды. Окончание приработки фиксируют по отсутствию изменения амплитуды указанной составляющей при изменении механической нагрузки.

Изобретение отличается от прототипа тем, что оценку качества приработки поверхностей осуществляют при ступенчатом изменении механической нагрузки, переход от одной ступени к другой осуществляют в момент стабилизации амплитуды эхо-импульсов. Окончание приработки фиксируют по отсутствию изменения амплитуды эхо-импульсов при изменении механической нагрузки. Это отличие позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна".

Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежной областей техники и, следовательно, обеспечивает соответствие критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 показано устройство для реализации данного способа; на фиг. 2 - график зависимости амплитуды отраженного сигнала от ступенчато увеличивающейся нагрузки.

Устройство, реализующее заявляемый способ приработки, состоит из образцов 1 и 2, пьезопреобразователя 3, измерительного устройства 4, ЭВМ ДВК-3 5.

П р и м е р. Образец 1 в виде диска из материала Сталь 45 и образец 2 размерами 20х40х60 мм из материала текстолит ПТГ1, оснащенный пьезопреобразователем с частотой f= 2,5 мГц, устанавливается в машину трения, причем диск 1 вращается со скоростью 63 об/мин. Осуществляется фрикционный контакт и производится зондирование акустическими сигналами плоскости трения и измерение амплитуды отраженного сигнала с частотой 5 измер/с. При стабилизации амплитуды отраженного сигнала прикладывается следующая нагрузка.

Испытание проводилось в масляной среде. Максимально приложенная нагрузка - 150 кг, минимальная А_отр сигнала - 1,75 В. Время приработки по данному способу - 40 мин.

Эффективность предложенного способа заключается в возможности исследовать пары трения, состоящие из металла и изолятора. Например: металл-оргстекло, металл-эбонит, металл-графит, металл-керамика.

В результате нагружения плоскости трения за счет интенсивности деформации поверхностного слоя происходит изменение плотности дефектов внутреннего строения материалов, что приводит к увеличению амплитуды отраженного сигнала (точка С на фиг. 2).

Затем, по мере ликвидации образовавшихся дефектов, деформация, вызванная данной нагрузкой, заканчивается, площадь контакта двух трущихся поверхностей для этой нагрузки становится максимальной, следовательно, большая часть зондирующего сигнала проходит в контртело, а меньшая его часть отражается, амплитуда отраженного сигнала стабилизируется. Поэтому можно производить ступенчатое нагружение сразу после того, как закончилась деформация, вызванная предшествующим увеличением нагрузки. По мере нагружения происходит достижение предельной плотности дефектов приработанных поверхностей, постепенное достижение максимальной площади контакта пары трения и снижения А отраженного сигнала до минимального установившегося значения. В этом случае можно утверждать, что поверхности пар трения приработаны.

(56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1250909, кл. G 01 N 3/56, 1985.

2. Авторское свидетельство СССР N 1330516, кл. G 01 N 3/56, 1986.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ТРЕНИЯ , заключающийся в том, что чеpез контpолиpуемый обpазец на контpобpазец напpавляют на тpущиеся повеpхности акустическое излучение, пpинимают составляющую этого излучения, отpаженную от указанных повеpхностей пpи заданной механической нагpузке на них, и по амплитуде этой составляющей оценивают состояние повеpхностей тpения, отличающийся тем, что, с целью повышения достовеpности оценки качества пpиpаботки указанных повеpхностей, указанную механическую нагpузку изменяют ступенчато, пеpеход от одной ступени к дpугой осуществляют в момент стабилизации указанной амплитуды, а окончание пpиpаботки фиксиpуют по отсутствию изменения этой амплитуды пpи изменении механической нагpузки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2