Способ оценки фрикционной совместимости пар трения

Авторы патента:


Способ оценки фрикционной совместимости пар трения
Способ оценки фрикционной совместимости пар трения
Способ оценки фрикционной совместимости пар трения
Способ оценки фрикционной совместимости пар трения

 


Владельцы патента RU 2495400:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "СамГТУ") (RU)

Изобретение относится к области триботехники, а именно к оценке совместимости конструкционных и смазочных материалов в парах трения. Сущность: производят триботехнические испытания пар трения при различных нагрузках и определяют критическую нагрузку и температуру в момент схватывания. При испытаниях на трение при критических нагрузках определяют время до начала схватывания пары трения, на основе полученных результатов оценивают энергию активации разрушения материала поверхностного слоя и структурно-чувствительный коэффициент. В качестве критерия фрикционной совместимости пар трения используют расчетное значение времени до схватывания при заданных условиях эксплуатации пары трения. Технический результат: повышение точности и информативности оценки фрикционной совместимости пар трения. 4 ил.

 

Изобретение относится к области триботехники, а именно к оценке совместимости конструкционных и смазочных материалов в парах трения.

Известен аналогичный способ оценки фрикционной совместимости [1], в котором снимают фрикционно-износные характеристики пар трения и определяют стабильность коэффициента трения. Если стабильность коэффициента трения ниже 0,7 пара трения является несовместимой.

Недостаток способа заключается в низкой точности и информативности оценки фрикционной совместимости, поскольку нестабильность коэффициента трения не всегда свидетельствует о низкой работоспособности пары трения, а используемый критерий фрикционной совместимости не позволяет оценить технический ресурс испытываемой пары трения.

В качестве прототипа выбран способ испытания пар трения на трибостойкость при переходных режимах, описанный в [2], который заключается в том, что осуществляют повторные пуски исследуемых пар трения со ступенчатым повышением нагрузки. Оценивают износостойкость, антифрикционность и фрикционную теплостойкость по характеристикам нестационарности, основанных на измерении стабилизированных значений интенсивности изнашивания, силы трения и температур фрикционного разогрева, а также значения этих величин в переходном процессе после пуска или ступенчатого изменения нагрузки.

Недостаток способа-прототипа заключается в недостаточной точности и информативности оценки фрикционной совместимости пар трения, поскольку не учитывается время до возникновения задира.

Технический результат настоящего изобретения заключается в повышении точности и информативности оценки фрикционной совместимости пар трения.

Технический результат достигается тем, что производят триботехнические испытания пар трения при различных нагрузках и определяют критическую нагрузку и температуру в момент схватывания, при этом во время испытаний на трение при критических нагрузках определяют время до начала схватывания пары трения, на основе полученных результатов оценивают энергию активации разрушения материала поверхностного слоя и структурно-чувствительный коэффициент, а в качестве критерия фрикционной совместимости пар трения используют расчетное значение времени до схватывания при заданных условиях эксплуатации пары трения.

Процесс схватывания является механо- и термоактивируемым процессом, связываемым с разрушением граничного слоя смазочного материала вследствие термодеструкции или десорбции. При высоких нагрузках схватывание может быть вызвано началом усталостного выкрашивания охрупченного поверхностного слоя материала, при котором граничный слой разрушается вместе с поверхностью, и обнажаются нижележащие слои со склонными к схватыванию поверхностями.

В источнике [3] отмечается, что время до разрушения материалов даже в условиях сложного режима нагружения может быть удовлетворительно описано уравнением долговечности академика С.Н. Журкова

τ p = τ 0 exp ( u 0 γ σ R T ) , ( 1 )

в котором параметры γ и u0 являются стабильными (в пределах рассматриваемого вида разрушения) параметрами, характеризующими ведущий в данных условиях элементарный механизм разрушения межатомных связей.

Исходя из предположений о термофлуктуационной природе прочности поверхностных слоев трущихся материалов, о схожести температурно-временных закономерностей разрушения материалов при одноосном растяжении и трении, а также принимая допущение о стабильности параметров u0, γ и τ0 в пределах одного и того же физического механизма повреждаемости поверхностей можно оценить активационные параметры разрушения поверхностных слоев пар трения в области критических нагрузок.

Для экспериментальной оценки активационных параметров u0 и γ достаточно получение двух достоверных оценок времени до начала схватывания, полученных при двух различных режимах нагружения, для которых, исходя из постоянства u0, можно записать равенство

R T 1 ln [ t з 1 τ 0 ] + γ σ 1 = R T 2 ln [ t з 2 τ 0 ] + γ σ 2 , ( 2 )

из которого можно вывести величину структурно-чувствительного коэффициента

γ = ( T 2 ln [ t з 2 τ 0 ] T 1 ln [ t з 1 τ 0 ] ) R / ( σ 1 σ 2 ) , ( 3 )

после чего можно рассчитать энергию активации разрушения поверхностного слоя по формуле

u 0 = R T ln [ t з τ 0 ] + γ σ . ( 4 )

В качестве критерия оценки фрикционной совместимости пар трения предлагается использовать расчетное время до начала их схватывания при заданных условиях эксплуатации с использованием полученных значений параметров u0 и γ по уравнению (1).

Способ реализуется по следующим этапам.

- Проводят триботехнические испытания по оценке времени до схватывания пары трения в среде заданного смазочного материала при нагрузке σ1, находящейся в области критических нагрузок. В процессе испытаний оценивают значения силы (коэффициента, момента) трения и температуру фрикционного разогрева Т1.

- Определяют время до схватывания tз1 по резкому скачку силы (коэффициента, момента) трения.

- Повторяют испытания при другой нагрузке σ2 и оценивают значения параметров T2, tз2.

- Рассчитывают параметры u и γ по формулам (3, 4).

- Рассчитывают время до появления схватывания пары трения при заданных эксплуатационных нагрузках по уравнению (1) и сравнивают это время со значениями, полученными для других пар трения. Чем больше величина расчетного времени, тем больше фрикционная совместимость пары трения.

Пример. Проводили триботехнические исследования по оценке времени до схватывания пары трения «серебряное покрытие-сталь» в среде двух пластичных смазок (штатной JBL-713R и перспективной Probe А) при двух различных нагрузках. Время до схватывания определяли по резкому скачку момента трения (фиг.1-4). Рассчитывали значения параметров γ и u0, которые составили соответственно для смазки JBL-714R: γ=0,3, u0=143 кДж/моль, а для смазки Probe А: γ=1,07, u0=270 кДж/моль. Далее определяли долговечность исследованных пар трения при следующих условиях: σ=150 МПа, Т=350 К. При использовании смазки JBL-713R время до схватывания составило 422 с, а при использовании смазки Probe А время до схватывания составило 4688 с, следовательно, трение со смазкой Probe А обеспечивает более высокую фрикционную совместимость.

Графические материалы заявки содержат:

Фиг.1. - Результаты экспериментов по оценке времени до появления задира на поверхности серебряных покрытий при трении в среде смазки Probe A фирмы Beghem в условиях форсированных испытаний при контактном давлении 167 МПа.

Фиг.2. - Результаты экспериментов по оценке времени до появления задира на поверхности серебряных покрытий при трении в среде смазки Probe А фирмы Beghem в условиях форсированных испытаний при контактном давлении 157 МПа.

Фиг.3. - Результаты экспериментов по оценке времени до появления задира на поверхности серебряных покрытий при трении в среде смазки JBL-713R в условиях форсированных испытаний при контактном давлении 167 МПа.

Фиг.4. - Результаты экспериментов по оценке времени до появления задира на поверхности серебряных покрытий при трении в среде смазки JBL-713R в условиях форсированных испытаний при контактном давлении 146 МПа.

Используемая литература

1. Шведков Е.Л. и др. Словарь-справочник по трению, износу и смазке деталей машин: Справочник / Д.Я. Ровинский, В.Д. Зозуля, Э.Д. Браун. - Киев: Наукова думка, 1979. - 188 с.

2. Методические указания. Методы экспериментальной оценки фрикционной совместимости материалов трущихся сопряжении. РД 50-662-88. Госстандарт СССР. - М.: Изд-во СТАНДАРТОВ, 1988. - 29 с.

3. Регель В.Р., Слуцкер А.И., Томашевский Э.Е. Кинетическая природа прочности твердых тел, М., 1974.

Способ оценки фрикционной совместимости пар трения, заключающийся в том, что производят триботехнические испытания пар трения при различных нагрузках и определяют критическую нагрузку и температуру в момент схватывания, отличающийся тем, что при испытаниях на трение при критических нагрузках определяют время до начала схватывания пары трения, на основе полученных результатов оценивают энергию активации разрушения материала поверхностного слоя и структурно-чувствительный коэффициент, а в качестве критерия фрикционной совместимости пар трения используют расчетное значение времени до схватывания при заданных условиях эксплуатации пары трения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для испытания блочных полимерных материалов. Машина трения состоит из станины с приводом моторредуктора с вертикальным расположением вала и закрепленным на нем цилиндрическим полимерным телом трения, к которому прижимается металлическое контртело, помещенное вместе с телом трения во внутреннюю полость элемента приложения к узлу трения магнитного поля, элемента приложения к узлу трения потенциала от внешнего источника электрической энергии и элементов передачи регистрируемых сигналов.

Изобретение относится к области артиллерийского оружия и может быть использовано для определения износа канала ствола артиллерийского оружия. Устройство для определения износа стволов многоствольных пушек артиллерийского оружия содержит первый и второй датчики, непосредственно закрепленные на стволе, на определенном расстоянии друг от друга, блок измерения скорости снаряда, дифференцирующую цепь, генератор сигналов, сдвиговый регистр, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой элементы И, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой блоки учета стрельбы, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой блоки анализа скорости снаряда, аналого-цифровой преобразователь, блок памяти, передающее устройство, приемное устройство и индикатор.

Изобретения относится к области артиллерийского оружия и может быть использовано для определения износа канала ствола артиллерийского оружия. Устройство для определения износа канала ствола оружия содержит первый и второй датчики, непосредственно закрепленные на стволе, на определенном расстоянии друг от друга, и блок измерения скорости снаряда, причем выходы первого и второго датчиков подсоединены с первым и вторым входами блока измерений скорости снаряда.

Изобретение относится к триботехнике, а именно к экспериментальным устройствам и способам исследования свойств масел для целей смазки. .

Изобретение относится к средствам определения качественных параметров поверхностного слоя оптически прозрачных поверхностей путем моделирования воздействия на оптически прозрачную поверхность различных природных факторов.

Изобретение относится к области антифрикционных покрытий, наносящихся на хвостовики лопаток ротационных машин, и контроля его качества. .

Изобретение относится к стоматологическому материаловедению и может быть использовано для определения прочности соединения стоматологических восстановительных материалов (стоматологических реставрационных материалов) с твердыми тканями зуба пациента - дентина и эмали, в т.ч.

Изобретение относится к области испытания противозадирных свойств масел и смазочных материалов, а именно к области определения критерия задиростойкости этих материалов, и может быть использовано в качестве оценки надежности и эффективности эксплуатации масел и смазочных материалов.

Изобретение относится к технологии машиностроения, к устройствам для определения пластических деформаций и износа, испытаний на контактную выносливость плоских поверхностей деталей машин, изготовленных из металлических материалов.

Изобретение относится к технологии оценки качества жидких смазочных материалов, в частности к определению их смазывающей способности. .

Изобретение относится к области контроля качества антифрикционных покрытий для хвостовиков лопаток турбомашины. Сущность: испытательный образец диска содержит опорную поверхность, испытательный образец лопатки содержит опорную поверхность, на которую нанесено указанное покрытие. Испытательный образец лопатки состоит из двух половин, выполненных с возможностью контакта с обеих сторон испытательного образца диска. Подвергают испытательный образец лопатки, введенный в контакт с испытательным образцом диска, циклам растяжения, во время которых испытательные образцы испытывают растягивающее напряжение относительно друг друга в направлении растяжения. Деформация растяжения передается через опорные поверхности, контактирующие с испытательным образцом лопатки и испытательным образцом диска. Оценивают покрытие в зависимости от заданного критерия оценки. Технический результат: возможность получить высококоррелированные результаты с действительными оценками устойчивости во времени покрытий хвостовика лопатки как полученные в продолжение срока службы лопатки. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области артиллерийского оружия и может быть использовано для определения износа канала ствола артиллерийского оружия. Устройство для определения износа канала ствола артиллерийского оружия содержит два датчика, непосредственно закрепленных на стволе на определенном расстояние друг от друга, и блок измерения скорости снаряда, последовательно соединенные блок анализа скорости движения снаряда, аналого-цифровой преобразователь, блок памяти, передающее устройство, приемное устройство, индикатор, при этом выход блока измерения скорости снаряда соединен с входом блока анализа скорости движения снаряда, блок анализа скорости движения снаряда состоит из первого, второго и третьего пороговых устройств, задатчика сигналов, элемента ИЛИ, причем выход блока измерения скорости снаряда соединен с входом блока анализа скорости движения снаряда, вход которого является первыми входами пороговых устройств, вторые входы которых соединены с соответственно с первым, вторым и третьим выходами задатчика сигналов, выходы первого, второго и третьего пороговых устройств соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого является выходом блока анализа скорости движения снаряда. Технический результат заключается в повышении сроков эксплуатации за счет определения фактического износа ствола артиллерийского оружия на основе анализа начальной скорости движения снаряда. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к испытательной технике и используется для исследования воздействия гидроабразивных сред на материалы и покрытия. Установка содержит бак, гидроабразивную головку, держатель испытываемого образца, регулирующий расстояние от плоскости образца до гидроабразивной головки и поворот его на определенный угол по отношению к ее оси, бункер для абразива, автономную систему подачи жидкости. Бак разделен на отделы, один из которых снабжен быстросъемным контейнером, расположенным под откидывающейся крышкой бака с установленными на внутренней стороне крышки и взаимосвязанными гидроабразивной головкой с держателем и испытываемым образцом. Контейнер снабжен перегородкой с фильтром, образующей два отдела, один из которых снабжен сливным краном и патрубком уровня жидкости. Сущность: осуществляют заполнение бака жидкостью, бункера абразивом, приведение гидроабразивной головки с держателем и испытываемым образцом в рабочее положение, включение источника давления, открытие крана подачи абразива. До приведения гидроабразивной головки с держателем и испытываемым образцом в рабочее положение закрывают сливной кран контейнера и далее ведут испытание затопленной струей. Технический результат - возможность испытаний на гидроабразивный износ затопленной струей; обеспечение условий испытаний, позволяющих максимально приблизиться к естественным условиям обтекания деталей конструкций, эксплуатирующихся в среде гидроабразивных течений жидкости; достижение максимального удобства и уменьшения трудоемкости обслуживания установки. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Настоящее изобретение относится к способу повышения износостойкости пар трения путем обработки смазочного материала, работающего в узлах трущихся деталей, при этом обработку смазочного материала осуществляют непосредственно в трибоузле, при этом на одну трущуюся поверхность детали трибоузла подают постоянный ток положительной полярности, регулируемый по величине от 100 до 300 мкА, который через слой смазочного материала и поверхность контрдетали трибоузла образует замкнутую цепь, при этом подачу тока через трибоузел осуществляют от источника питания, соединенного с потенциометрами и регулятором величины и полярности тока. Техническим результатом настоящего изобретения является повышение износостойкости пар трения при снижении трудоемкости и упрощении осуществления способа.

Изобретение относится к способам триботехнических испытаний, в частности к исследованиям приработки. Сущность: трибосистему смазывают, осуществляют трение и нагружают ступенчатой внешней нагрузкой до достижения максимальной нагрузочной способности. Диапазон границ нагружения трибосистемы контролируется по параметрам дискретной и непрерывной акустической эмиссии в определенном диапазоне частот, отражающем частоту и характер моментов схватывания, а также изменение структурных характеристик поверхностей трения в ходе их приработки. В качестве основных информативных параметров акустико-эмиссионного сигнала выступают спектральная плотность, количество выбросов и амплитуда сигнала. Технический результат: улучшение качества приработки трибосистемы, повышение точности и оперативности обратной связи для поддержания заданного режима трения в процессе приработки. 2 ил.

Изобретение относится к способам испытаний узлов трения механических систем. Сущность: оценка состояния трибосистемы осуществляется по анализу интегральных оценок (функция диссипации, степени диссипации, приведенных к выходу энергетических потерь фрикционной системы, квадрата модуля когерентности), запаса устойчивости по амплитуде и фазе амплитудо-фазочастотных характеристик. На физико-механических моделях натурных систем производится набор базы данных триботехнических, трибоспектральных и выходных характеристик, при этом изменение этих оценок на заданную величину пик-фактора определяет чувствительность систем автоматического управления трибосистемой или систем автоматического регулирования параметрами трибосистемы и служит идентификационным признаком перехода из одного стационарного состояния в другое. Технический результат: возможность краткосрочного либо долгосрочного прогнозирования динамического состояния механической системы и, в частности, фрикционного контакта с возможностью управления его динамическими характеристиками. 13 ил., 4 табл.

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для прогнозирования - контроля износостойкости твердосплавных режущих инструментов при их изготовлении, использовании или сертификации. Сущность: проводят испытание на изменение величины исходного параметра от свойств структуры, сформированной в процессе изготовления твердосплавного режущего материала. Проводят эталонные испытания на износостойкость в процессе резания материалов, вызывающих интенсивный адгезионный износ при оптимальной или близкой к ней скорости резания. Строят эталонную - корреляционную зависимость «исходный параметр - износостойкость». Осуществляют статистический контроль у текущей партии твердосплавных режущих инструментов только величины исходного параметра, в качестве которого используют величину концентрации водорода, содержащегося во внутренней структуре твердого сплава, с уменьшением которой износостойкость твердосплавных режущих инструментов группы применяемости К возрастает. Прогнозирование износостойкости для текущей партии твердосплавных инструментов осуществляют на основании зависимости. Технический результат: повышение точности и снижение трудоемкости при прогнозировании износостойкости твердосплавных режущих инструментов. 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для испытания на износ плоских поверхностей, и, преимущественно, может быть использовано при испытании панелей пола. Стенд содержит пространственный каркас, имеющий опорное основание, служащее для закрепления на нем испытуемого образца панели пола, вертикальный приводной вал, связанный с мотор-редуктором, смонтированным на каркасе, закрепленный на конце приводного вала держатель с роликовыми опорами, установленными с возможностью обкатывания испытуемого образца, узел создания вертикальной нагрузки на роликовые опоры для прижатия их к испытуемому образцу с заданным усилием. Узел создания вертикальной нагрузки на роликовые опоры включает рычаг, установленный посредством скрепленного с ним опорного узла, имеющего симметрично расположенные относительно оси приводного вала боковины, на оси с возможностью поворота в вертикальной плоскости и опирающийся через два тензодатчика, закрепленных на боковинах, на дисковую пяту с основанием в форме сферического сегмента, сидящим в ответном гнезде корпуса роликового конического подшипника, установленного на приводном валу и передающего усилие на указанный вал. На плече рычага закреплена подвеска, несущая съемные грузы. Технический результат: расширение технологических возможностей стенда и упрощение обслуживания стенда при изменении нагрузки на роликовые опоры. 3 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкции стендов для испытаний на износ дисковых ножей рабочих органов для бестраншейной замены трубопроводов. Стенд содержит пару трения, состоящую из контробразца и испытательного образца в форме диска, закрепленного на валу электродвигателя, и нагружающее устройство. Пара трения состоит из контробразца, выполненного в виде сменной пластины, закрепленной в держателе, и испытательного образца, представляющего собой дисковый нож рабочего органа для бестраншейной замены трубопроводов. Нагружающее устройство включает в себя гидродомкрат, под которым на вертикальных несущих стойках с возможностью перемещения установлена нажимная коробка с закрепленным на ней динамометром сжатия. Стенд содержит установленный под дисковым ножом контейнер, внутри которого на его боковых стенках посредством пружин закреплены пластины, между которыми расположена модель грунта, и бесконтактный микрометр, установленный на опоре. Плоскость измерения бесконтактного микрометра перпендикулярна к плоскости поперечного сечения дискового ножа. Внутри нажимной коробки с возможностью фиксированного горизонтального перемещения установлен держатель со сменной пластиной. Технический результат: возможность в ходе проведения испытаний на износ исследуемого дискового ножа моделировать этапы резания трубопровода в условиях проведения бестраншейной замены трубопроводов, приближенных к реальным. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к технологии машиностроения, к устройствам для определения пластических деформаций и износа упрочненных материалов при испытаниях на контактную выносливость плоских поверхностей импульсной нагрузкой деталей вибрационных машин. Предлагаемое устройство предназначено для определения пластических деформаций и износа упрочненных материалов при испытаниях на контактную выносливость плоских поверхностей деталей вибрационных машин путем определения пластических деформаций и износа упрочненных материалов. Устройство содержит вращающийся обкатник с деформируемыми телами, сепаратор и испытуемый образец, при этом оно снабжено гидроцилиндром, в котором расположен боек, волноводом, выполненным с возможностью приложения к нему статической нагрузки и посредством бойка периодической импульсной нагрузки, гидравлическим генератором импульсов для питания гидроцилиндра. При этом волновод соединен подвижно с помощью упорного подшипника с обкатником, последний приводится во вращение от индивидуального привода, расположенного в корпусе и состоящего из электродвигателя, клиноременной передачи и вала, на котором на одном конце на шлицах установлен обкатник, на другом конце шкив клиноременной передачи, а на средней части - подшипники опорного узла. Технический результат - расширение технологических возможностей испытаний и создание условий их проведения к реальным условиям эксплуатации образцов деталей вибрационных машин, повышение производительности, возможность установления влияния на контактно-усталостное изнашивание соотношения качения и проскальзывания 7 ил.,1 табл.,1пр.
Наверх