Способ испытаний на фрикционную усталость

 

Г, - С.,1,, *1

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социвлистическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено, 290377 (21) 2470093/25-28 (51) М. КЛ. с присоединением заявки №

G 01 N 3/56

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300580. Бюллетень ¹ 20 I 1 (53) УДК 678.6:620, .178.169. (088. 8) Дата опубликования описания 300580

В.С. Комбалов, И.В. Крагельский, A. 1 . Логинов, Б.Я..Сачек и В.Н, Шпинев (72) Авторы изобретения

Государственный научно-исследовательский институт машиностроения им. акад. A ..A . .Благонравова

I (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИИ HA ФРИКЦИОННУЮ

УСТАЛОСТЬ

Целью изобретения является повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что индентор закрепляют жестко, образец устанавливают с зксцентриситетом относительно его оси вращения и для сечений дорожки трения определяют относительное внедрение и момент трения, по которым определяют контактные напряжения.

Изобретение относится к методам исследования физико-механических свойств твердых материалов, в частности к определению их усталостных характеристик при трении. 5

Известен способ испытаний на фрикционную контактную усталость, основанный на том, что единичный индентор со сферической головкой внедряют в исследуемую поверхность образца, 10 задают им относительное перемещение и ведут испытания до появления признаков износа, которые фиксируют по изменению силы трения или другим параметрам (1) . Испытания повторяют 15 при разных нагрузках, на новых дорожках трения.

Недостатком этого способа является большая длительность испытаний, т.е. низкая производительность и обусловленная этим низкая точность, так как трудно обеспечить повторяемость опытов, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату 25 к изобретению является способ испытаний на фрикционную усталость, заключающийся в том, что индентор с радиусной головкой приводят в контакт с цилиндрическим образцом, кото-З0

2 рый вращают, обеспечивая внедрение индентора на глубину, не превышающую глубину внедрения, соответствующую порогу внешнего трения. Испытания ведут до появления признаков разрушения на всей дорожке трения, регистрируя момент трения в зависимости от числа циклов до появления признаков разрушения на всей дорожке трения (2).

Существенным недостатком этого способа является низкая точностью оценки параметров фрикционной усталости. Это связано с тем, что внедрение индентора получается постоянным эа один оборот образца, следователь « но невозможно оценить истинные приведенные контактные напряжения, которые фактически определяют износ.

737а11

На чертеже схематически показан один иэ вариантов реализации данного способа.

Образец 1, выполненный в виде дисi

В процессе испытаний иепре1.ывно регистрируют число циклов и момент трения, который н пределах каждого обо рота изменяется от 0 до И„ак, образуя характерные точки перегиба на кривой зависимости момента трения.

Сопоставляя график момента трения за оборот с разверткой продольного

"-сеченйя дорбжки трения и делая радиальные сечения через указанные характерные точки перегиба, определяют конкретные значения относительного внедрения (h/R), соответствующего началу изнашивания после N циклов взаимодействия под действием конкретного (М ) момента трения, из комакс торого определяется конкретное значение силы трения F, Знание относительного внедрения

h/R позволяет по известным расчетным формулам (по Герцу) найти контактное давление р на фактической площади

Р контакта, а следовательно и нормальную нагрузку Р, что, в свою очередь, позволяет определить фактический коэффициент трения f на контактной площадке, необходимый для расчета — приведенных контактных напряжений

6, обусловливающих износ на этой пие площадке.

Зная число циклов, после которого начинается износ под действием найряже н "й н иЬ а логарифми ческих координатах строят кривую усталости, тангенс угла наклона которой к оси напряжений является искомым параметром t фрикционной усталости.

Другой параметр фрикционной усталсрти определяется известным путем экстраполяции полученной кривой до значений N i.

Достоинство предложенного способа состоит н том, что повышение точности оценки параметрон фрикционной усталости достигается путем учета фактических коэффициентов трения на контактных площадках. Этот способ может

10 быть использован в качестве экспрессметода для испытаний на фрикционную усталость в различных, приближенных к натуральным, условиях. При этом в качестве индентора может быть при4э менен жестко закрепленный ролик что к даст возможность определить параметры фрикционной усталости не только при трении скольжения, но и при трении качения.

Предложенный способ может быть

20 реализонан также и при торцовой схеме взаимодействия, когда диск установлен с торцсвыч биением.

Формула изобретения

Способ испытаний на фрикционную

15 усталость, заключающийся в том, что йндентор с радиусной головкой приводят в контакт с образцом, выполненным в виде цилиндра, вращают образец, обеспечивают внедрение индентора на глубину, не превышающую глубину ннедренин, соответствующую порогу внешнего трения, и регистрируют момент трения н зависимости от числа циклов до появления признаков разрушения на всей дорожке трения, о т л н ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, индентор закрепляют жестко, образец устанавливают с экс— центриситетом относительно его ocu нращения и для сечений дорожки трения определяют относительное внедрение и момент трения, по которым определяют контактные напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

4Э 1. КрагЕльский И.В. Трение и износ . М ., Машиностроение, 1 968, с. 200-220, 369-370.

2. Авторское свидетельство СССР

М 279152, кл, G 01 N 3/56, 1969 щ() (прототип).

ЦНИИПИ Заказ 26 5 3/24

Тираж 1019 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4