Лабораторная работа № 2

Тема: Методы и оборудование для испытаний элементов машин на изнашивание.

Цель работы: Ознакомиться с основными видами оборудования и методиками проведения лабораторных испытаний на примере четырехшариковой машины.

Приборы, материалы и инструмент:

1) Четырехшариковая машина

2) Шарики (12,70 ± 0,01) мм - 10, 16 или 20 по ГОСТ 3722 из стали ШХ-15 по ГОСТ 801.

3) Микроскоп с увеличением не менее чем 20×, снабженный отсчетной шкалой с ценой деления не более 0,01 мм.

4) Секундомер.

5) Нефрас марки СЗ-80/120 (БР-1 «Галоша») по ТУ 38.401-67-108 или другой растворитель, удаляющий смазочный материал с деталей узла трения и не оставляющий пленки и другие загрязнения.

6) Шабер трехгранный или другой инструмент для удаления заусенцев, образующихся вокруг пятен износа на шариках.

7) Вата медицинская гигроскопическая по ГОСТ 5556 или мягкая ткань (типа фланели).

Порядок выполнения работы:

1. Шарики промыть нефрасом, удаляющим смазочный материал с деталей, и просушить на воздухе. Затем три нижних шарика закрепить неподвижно в чашке машины. Верхний шарик, закрепить в шпинделе машины.

2.Жидкий смазочный материал залить так, чтобы шарики были полностью покрыты им.. Затем установить чашку со смазочным материалом в машину, плавно приложить заданную нагрузку и включить электродвигатель. Продолжительность работы машины от момента включения до момента выключения электродвигателя при текущей нагрузке в процессе определения критической нагрузки, нагрузка сваривания и индекса задира должна быть (10,0 ± 0,2) с, при определении показателя износа - (60,0 ± 0,5) мин.

3. Испытание состоит из серии определений. Каждое определение проводят на новой пробе испытуемого смазочного материала и с четырьмя новыми шариками.

4. Измерить диаметры пятен износа каждого из трех нижних шариков во взаимно перпендикулярных направлениях с помощью микроскопа. За результат измерения принимают среднее арифметическое значение измерений пятен износа трех нижних шариков.

5.Результаты измерений заносят в протокол по форме, приведенной в приложении 3.

Методы и оборудование для испытаний элементов машин на

изнашивание.

Существующие методы испытаний механизмов на изнашивание можно разделить на: эксплуатационные, стендовые и лабораторные. При эксплуатационных испытаниях износ элементов можно оценивать с помощью интегральных методов. Машина работает в обычном режиме. По содержанию продуктов износа в масле, величине зазора, давлению в системе или изменению какого-либо другого показателя, значения которого периодически измеряют во время исследований, определяют закономерность изнашивания отдельных деталей или сопряжения в целом. Основные недостатки эксплуатационных исследований – большая продолжительность и низкая точность результатов. Преимущество – не требуется дополнительных затрат на оборудование и проведение испытаний.

При стендовых испытаниях на специализированных стендах (как правило, уникальных) испытывают сборочные единицы машины: двигатели, редукторы, гидромоторы. Износ деталей и сопряжений оценивают интегральным или дифференциальным методами. Режимы испытаний сборочных единиц устанавливают или в соответствии с эксплуатационными режимами работы (нормальные испытания), или ужесточенные, форсированные по одному из параметров: нагрузке, температуре, скорости, времени (форсированные испытания).

Стендовые испытания обеспечивают более высокую точность результатов, позволяют сократить продолжительность исследований. Основной недостаток стендовых испытаний заключается в необходимости создания специальных дорогостоящих стендов.

Лабораторные испытания проводят на универсальных установках – машинах для испытания материалов на трение и изнашивание. Характерной особенностью таких испытаний является то, что исследование проводят на физической модели сопряжения, обеспечивающей подобие явлений изнашивания в условиях эксплуатации и при испытаниях. Лабораторные испытания используют для решений задач по подбору материалов деталей сопряжений, смазочных материалов, по обоснованию рациональных режимов работы и смазки сопряжений, по определению ресурса деталей сопряжений, периодичности проведения регулировочных и смазочных операций и т.п. При лабораторных испытаниях исключают влияние внешних условий на контрольно-измерительные приборы, обеспечивают максимальную точность результатов измерений при минимальной продолжительности исследований.

Установки для испытания элементов машин на трение и изнашивание классифицируют по конструкции образцов и кинематике их относительного перемещения

Смазывающие свойства проявляются в способности масла подавлять изнашивание и задиры, а также снижать трение.

Смазывание. При работе пары трения можно наблюдать разные явления смазывания, которые зависят от нагрузки, скорости скольжения и от состояния и материала смазки. В нормальных условиях между поверхностями трения находится жидкий слой масла. Такое смазывание называется гидродинамическим, когда сила трения зависит только от вязкости масла. Обычно на самой поверхности металла образуется адсорбированная пленка масла толщиной около 0,1 мкм в результате естественной активности - липкости масла (в следствии взаимодействия полярных групп соединений масла с поверхностью металла). Особо высокой липкостью отличаются растительные масла (и их эфиры), жиры животных, а также полярные соединения, содержащиеся в минеральном масле: смолы, жирные и нафтеновые кислоты и др.

Нагрузочная, несущая способность – способность масляной плёнки к самоудержанию на поверхности металла и к защите металла от интенсивного износа в условиях высокой нагрузки, скорости сдвига и температуры. Нагрузочная способность масла определяется методами исследования смазочных свойств (метод четырёх шариков, метод FZG и др.) по изменению скорости износа и по величине предельной нагрузки. Иногда нагрузочную способность в конкретном испытании называют ОК нагрузкой и выражают в ньютонах.