Результаты расчетной оценки активационных параметров

На- грузка, кгс	Давление, МПа	Температура, К	Наработка до схватывания, с	Структурно-чувствительный коэффициент	Энергия активации, U0	Пара трения
250	167	333	270	1,148	117,5	Серебро+ смазка Probe A
240	160	353	1800	1,147	128,2
238	159	356	2850	1,147	130,3
Среднее значение:				1,147	125,3

 

Расчетно-экспериментальные исследования показали, что использование указанных параметров позволяет удовлетворительно прогнозировать время до задира серебряного покрытия, что позволяет использовать их в качестве критерия задиростойкости пар трения.

Оборудование и материалы:

- триботехнический комплекс «Универсал – 1А»;

- микроскоп с увеличением ×200.

- сверлильный станок;

- образец штатной консистентной смазки для опор буровых долот;

- подвижный образец (трубка из долотной стали с хромовым покрытием);

- натурный образец посеребренной шайбы упорного подшипника;

- микроскоп с увеличением ×200.

- х/б перчатки;

- уайт-спирит (или другое средство для обезжиривания поверхности);

- ватный тампон.

Порядок выполнения работы

1. Изучить устройство и инструкцию по эксплуатации триботехнического комплекса «Универсал-1А». Усвоить основные функции программного обеспечения «PowerGraph». Уяснить принцип сбора данных о нормальной нагрузке, моменте трения и температуре саморазогрева. Установить частоту вращения шпинделя максимально близкую к расчетной величине, обеспечивающей линейную скорость скольжения, максимально близкую к эксплуатационной. Выбрать длину рычага и установить на рычаге груз, обеспечивающий приложение на контакт нагрузки в области критических значений (140 кгс). Включить питание моноблока. Включить компьютер и запустить с рабочего стола программу PowerGraph.exe выбрать в меню «Файл» настройки «Кольцо-плоскость».

3. Выбрать оправку и зафиксировать на ней упорную шайбу таким образом, чтобы испытываемый участок шайбы находился в центре оправки. Тщательно обезжирить испытываемый участок поверхности и нанести на него равномерный слой пластичной смазки. Поместить оправку с шайбой на ось моноблока триботехнического комплекса таким образом, чтобы поводок моноблока вошел в отверстие на нижней части оправки. Вставить в боковое отверстие оправки термопару для оценки средней температуры разогрева узла трения. Обнулить показания датчиков нормальной нагрузки и момента трения. Опустить на поверхность шайбы контробразец. Проверить показания датчика нормальной нагрузки, при необходимости скорректировать ее величину, управляя длиной рычага. Установить частоту сбора данных 100 Гц (показания всех каналов измерений будет обновляться 100 раз в секунду). Запустить сбор данных и одновременно запустить вращение шпинделя. При необходимости установить величины вертикальных и горизонтальных разверток по всем каналам измерений на экране компьютера.

4. Наблюдать за изменением момента трения в процессе испытаний. После начала схватывания, отображаемого резким повышением момента трения и температуры остановить шпиндель и прекратить сбор данных. Зафиксировать и занести в протокол величину нагрузки, температуры саморазогрева перед схватыванием и время наработки пары до схватывания.

5. Разгрузить рычаг и поднять контробразец. Распечатать полученную эпюру экспериментальных данных. Надеть перчатки, после чего вынуть термопару из оправки, снять оправку с моноблока, отвинтить упорную шайбу. Положить шайбу на металлическую поверхность до полного ее остывания, после чего обезжирить ее тампоном, смоченным в уайт-спирите.

6. По полученным эпюрам изучить рассчитать коэффициент нестабильности коэффициента трения, а также коэффициент прирабатываемости.

7. Поместить образец под микроскоп так, чтобы в поле наблюдения оказалась зона трения. Изучить особенности вешнего вида поверхности трения и убедиться, что на поверхности трения присутствуют следы схватывания.

8. Повторить п. 2-7 на новом участке поверхности шайбы при нагрузке 160 кгс если время наработки на схватывание на предыдущем этапе превысило 10 минут. В противном случае повторное испытание провести уменьшить нагрузку до 120 кгс.  

9. Рассчитать структурно-чувствительный коэффициент и энергию активации разрушения граничного слоя смазочного материала. На основе полученных данных рассчитать долговечность граничного смазочного слоя при работе в эксплуатационных условиях, а также критическую нагрузку, при которой работа подшипника без обновления смазочного материала в зоне контакта составит в среднем 100 часов.

 

Протокол испытаний № ____ (номер протокола) / _____ (дата)

Исполнитель: ___________________

Исходные данные:

Испытуемый образец:   упорная шайба долота

Материал основы:     б ериллиевая бронза БрБ2

Покрытие:                       с еребряно-алмазное, гальваническое

Толщина покрытия:               22-24 мкм

Шероховатость:                 R_a= 1,5 мкм, R_z =4,72 мкм

Микротвердость по Виккерсу H_m= 80 кгс/мм²

Прочность сцепления покрытия с основой: хорошая

Условия эксплуатации:

Материал контртела долотная сталь (указывается марка)

Смазка                    Долотол-АУ

Нагрузка на долото   18 тс

Давление на упорную шайбу (рассчитывается)

Средняя температура опоры долота 80°С

Режимы триботехнических испытаний на совместимость:

- схема трения        кольцо (контртело) –плосткость (шайба)

- контртело            (указываются марка материала, форма и

                                 геометрические характеристики)

- смазка                   Долотол-АУ

- номинальная площадь контакта      15 мм²

- нормальная нагрузка на первом режиме 140 кгс

- частота вращения:                                  600 мин^-1

Результаты испытаний по оценке совместимости