Способ определения толщины граничных смазочных пленок при испытаниях материалов зубчатых передач

 

Изобретение относится к измерительной технике и касается определения толщины граничных смазочных пленок по падению электрического напряжения в режиме нормального тлеющего разряда применительно к условиям работы зубчатых передач. Целью изобретения является повышение информативности путем определения не только общей толщины граничных смазочных пленок на рабочих поверхностях обоих образцов, но и толщины граничных смазочных пленок, образовавшихся на рабочих поверхностях каждого образца в отдельности. Цилиндрические образцы пары трения приводят во вращение, подают в контакт образцов смазку, нагружают образцы сжимающей силой, пропускают через образцы постоянный ток и в режиме нормального тлеющего разряда измеряют падение электрического напряжения в начальный момент подачи смазки в зону контакта вращающихся образцов и через 50 - 60 мин после подачи смазки в зону их контакта. Затем определяют разность этих падений электрического напряжения, по которой оценивают общую толщину граничных смазочных пленок, образовавшихся в процессе испытания на рабочих поверхностях образцов. Прекращают вращение образцов пары трения, раполагают между рабочими поверхностями образцов жесткую токопроводящую пластину, пропускают через образцы и жесткую токопроводящую пластину постоянный ток, нагружают образцы и жесткую токопроводящую пластину сжимающей силой и в режиме нормального тлеющего разряда между образцами устанавливают падение электрического напряжения, пропорциональное общей толщине граничных смазочных пленок на их рабочих поверхностях. Затем измеряют величину падения электрического напряжения между жесткой токопроводящей пластиной и каждым образцом в отдельности, по которой оценивают толщину граничных смазочных пленок на рабочей поверхности каждого из них. 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и касается определения толщины граничных смазочных пленок по падению электрического напряжения в режиме нормального тлеющего разряда применительно к условиям работы зубчатых передач.

Известен способ определения толщины граничных смазочных пленок при испытаниях материалов зубчатых передач, заключающийся в том, что цилиндрические образцы пары трения приводят во вращение, подают в контакт образцов смазку, нагружают образцы сжимающей силой, пропускают через образцы постоянный ток и в режиме нормального тлеющего разряда измеряют падение электрического напряжения, по которому оценивают толщину граничных смазочных пленок [1] Однако такой способ не обеспечивает достаточную информативность, так как позволяет определять только общую толщину граничных смазочных пленок на рабочих поверхностях образцов.

Известен также способ определения толщины граничных смазочных пленок при испытаниях материалов зубчатых передач, заключающийся в том, что цилиндрические образцы пары трения приводят во вращение, подают в контакт образцов смазку, нагружают образцы сжимающей силой, пропускают через образцы постоянный ток и в режиме нормального тлеющего разряда измеряют падение электрического напряжения в начальный момент подачи смазки в зону контакта вращающихся образцов и через 50-60 мин после подачи смазки в зону их контакта, затем определяют разность этих падений электрического напряжения, по которой оценивают общую толщину граничных смазочных пленок, образовавшихся в процессе испытания на рабочих поверхностях образцов [2] Однако такой способ также не обеспечивает достаточную информативность, так как не позволяет кроме общей толщины граничных смазочных пленок на рабочих поверхностях обоих образцов определять еще и толщину граничных смазочных пленок, образовавшихся на рабочих поверхностях каждого образца в отдельности.

Цель изобретения повышение информативности путем определения не только общей толщины граничных смазочных пленок на рабочих поверхностях обоих образцов, но и толщины граничных смазочных пленок, образовавшихся на рабочих поверхностях каждого образца в отдельности.

Цель достигается тем, что согласно способу определения толщины граничных смазочных пленок при испытаниях материалов зубчатых передач, заключающемуся в том, что цилиндрические образцы пары трения приводят во вращение, подают в контакт образцов смазку, нагружают образцы сжимающей силой, пропускают через образцы постоянный ток и в режиме нормального тлеющего разряда измеряют падение электрического напряжения в начальный момент подачи смазки в зону контакта вращающихся образцов и через 50-60 мин после подачи смазки в зону их контакта, затем определяют разность этих падений электрического напряжения, по которой оценивают общую толщину граничных смазочных пленок, образовавшихся в процессе испытания на рабочих поверхностях образцов, прекращают вращение образцов пары трения, располагают между рабочими поверхностями образцов жесткую токопроводящую пластину, пропускают через образцы и жесткую токопроводящую пластину постоянный ток, нагружают образцы и жесткую токопроводящую пластину сжимающей силой и в режиме нормального тлеющего разряда между образцами устанавливают падение электрического напряжения, пропорциональное общей толщине граничных смазочных пленок на их рабочих поверхностях, затем измеряют величину падения электрического напряжения между жесткой токопроводящей пластиной и каждым образцом в отдельности, по которым оценивают толщину граничных смазочных пленок на рабочей поверхности каждого из них.

На фиг.1 представлено устройство для определения толщины граничных смазочных пленок при испытаниях материалов зубчатых передач; на фиг.2 изображены зависимости изменения падения электрического напряжения от скорости скольжения зубчатых передач, полученные последовательно в начальный момент подачи смазки (минерального масла МК-8) в зону контакта вращающихся образцов (кривая 1) и через 50-60 мин после подачи смазки в зону их контакта (кривая 2); на фиг.3 изображены зависимости действительного изменения падения электрического напряжения от скорости скольжения зубчатых передач пропорционально общей толщине граничных смазочных пленок на рабочих поверхностях обоих образцов пары трения (кривая 1), толщине граничной смазочной пленки на рабочей поверхности отстающего при трении качения со скольжением образца (кривая 2) и толщине граничной смазочной пленки на рабочей поверхности опережающего при трении качения со скольжением образца (кривая 3).

Устройство для определения толщины граничных смазочных пленок при испытаниях материалов зубчатых передач содержит (фиг.1, а и б) цилиндрические образцы 1 и 2 испытуемой пары трения, источник 3 постоянного тока, реостат 4, амперметр 5, выключатель 6, жесткую токопроводящую пластину 7 толщиной δ, вольтметры 8, 9 и 10, а также масляную ванну 11 со смазочным маслом 12. Один вольтметр 8 подключен к обоим образцам 1 и 2, а два остальных вольтметра 9 и 10 подключены к жесткой токопроводящей пластине 7 и каждому образцу 1, 2 в отдельности.

Способ определения толщины граничных смазочных пленок при испытаниях материалов зубчатых передач осуществляется следующим образом.

Вначале цилиндрические образцы 1 и 2 испытуемой пары трения при отсутствии между их рабочими поверхностями жесткой токопроводящей пластины 7 приводят во вращение ω (фиг.1, а), подают в контакт образцов смазочное масло 12, нагружают образцы сжимающей силой Р, пропускают через образцы постоянный ток и в режиме нормального тлеющего разряда вольтметром 8 измеряют падение электрического напряжения в начальный момент подачи смазки в зону контакта вращающихся образцов U₁ (фиг. 2, кривая 1) и через 50-60 мин после подачи смазки в зону их контакта U₂ (фиг.2, кривая 2), когда смазочная пленка достигнет максимальной своей толщины при образовании на рабочих поверхностях образцов твердообразных и самогенерирующихся в процессе трения граничных смазочных пленок, а затем определяют разность этих падений электрического напряжения Δ U₁ U₂ U₁ (фиг.3, кривая 1, которая получается путем вычитания кривой 1 из кривой 2 на фиг.2), по которой оценивают общую толщину граничных смазочных пленок, образовавшихся в процессе испытания на рабочих поверхностях образцов 1 и 2.

После этого прекращают вращение образцов 1 и 2 пары трения (фиг.1, б), располагают между рабочими поверхностями образцов жесткую токопроводящую пластину 7, пропускают через образцы и жесткую токопроводящую пластину постоянный ток, нагружают образцы и жесткую токопроводящую пластину сжимающей силой P_ϕ и в режиме нормального тлеющего разряда по вольтметру 8 между образцами 1 и 2 устанавливают падение электрического напряжения Δ U₁ (фиг.3, кривая 1), пропорциональное общей толщине граничных смазочных пленок на их рабочих поверхностях, затем с помощью вольтметров 9 и 10 измеряют величину падения электрического напряжения Δ U₂ (фиг.3, кривая 2) и Δ U₃ (фиг.3, кривая 3) между жесткой токопроводящей пластиной 7 и каждым образцом 1, 2 в отдельности, по которой оценивают толщину граничных смазочных пленок на рабочей поверхности каждого из них.

В результате такой последовательности определения толщины граничных смазочных пленок вольтметром 8 обеспечивается измерение величины устанавливаемого между образцами 1 и 2 общего падения электрического напряжения Δ U₁, вольтметром 9 обеспечивается измерение величины падения электрического напряжения ΔU₂ между жесткой токопроводящей пластиной 7 и отстающим при трении качения со скольжением образцом 1, а вольтметром 10 обеспечивается измерение величины падения электрического напряжения Δ U₃ между жесткой токопроводящей пластиной 7 и опережающим при трении качения со скольжением образцом 2. Сумма измеренных вольтметрами 9 и 10 падений электрического напряжения Δ U₂ и Δ U₃ между жесткой токопроводящей пластиной 7 и каждым образцом 1, 2 в отдельности должна быть равна общему падению электрического напряжения Δ U₁, измеренному при этом вольтметром 8 между образцами, так как в данном случае располагаемая между образцами 1 и 2 жесткая токопроводящая пластина 7 делит общее падение электрического напряжения Δ U₁ на отдельные составляющие Δ U₂ и Δ U₃ пропорционально толщине граничных смазочных пленок на рабочей поверхности каждого образца в отдельности.

Таким образом, расположение между рабочими поверхностями образцов жесткой токопроводящей пластины и измерение падения электрического напряжения между этой пластиной и каждым образцом в отдельности позволяет по величине падения электрического напряжения определять не только общую толщину граничных смазочных пленок на рабочих поверхностях обоих образцов, но и толщину граничных смазочных пленок, образовавшихся на рабочих поверхностях каждого образца в отдельности, что повышает информативность способа и составляет технико-экономический эффект данного изобретения.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ГРАНИЧНЫХ СМАЗОЧНЫХ ПЛЕНОК ПРИ ИСПЫТАНИЯХ МАТЕРИАЛОВ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ, заключающийся в том, что цилиндрические образцы пары трения приводят во вращение, подают в контакт образцов смазку, нагружают образцы сжимающей силой, пропускают через образцы постоянный ток и в режиме нормального тлеющего разряда измеряют падения электрического напряжения в начальный момент подачи смазки в зону контакта вращающихся образцов и через 50 - 60 мин после подачи смазки в зону их контакта, затем определяют разность этих падений электрического напряжения, по которой оценивают общую толщину граничных смазочных пленок, образовавшихся в процессе испытания на рабочих поверхностях образцов, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности путем определения не только общей толщины граничных смазочных пленок на рабочих поверхностях обоих образцов, но и толщины граничных смазочных пленок, образовавшихся на рабочих поверхностях каждого образца в отдельности, прекращают вращение образцов жесткую токопроводящую пластину, пропускают через образцы и жесткую токопроводящую пластину постоянный ток, нагружают образцы и жесткую токопроводящую пластину сжимающей силой и в режиме нормального тлеющего разряда между образцами устанавливают падение электрического напряжения, пропорциональное общей толщине граничных смазочных пленок на их рабочих поверхностях, затем измеряют величину падения электрического напряжения между жесткой токопроводящей пластиной и каждым образцом в отдельности, по которым оценивают толщину граничных смазочных пленок на рабочей поверхности каждого из них.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3