Проведение испытаний на совместимость по критерию стойкости к контактной усталости

Оборудование и материалы:

- триботехнический комплекс «Универсал – 1А»;

- образец используемого для рассматриваемой пары трения смазочного материала (часто при исследовании контактной усталости используют сухое трение);

- роликовый образец испытуемого материала (материала с покрытием);

- сферический контробразец (шарик из материала контртела);

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

- ватный тампон.

Порядок выполнения работы

1. Изучить условия работы рассматриваемой пары трения (вид контакта, скорость относительного перемещения и давление в зоне контакта. Выбрать схему испытаний (шар-диск, шар-ролик и т.п.). Занести исходные данные в протокол испытаний. Рассчитать требуемую частоту вращения шпинделя и нагрузку на контробразец.

2. Изучить устройство и инструкцию по эксплуатации триботехнического комплекса «Универсал-1А». Усвоить основные функции программного обеспечения «PowerGraph». Закрепить образец в державке и установить ее в патроне токарного станка. Установить частоту вращения шпинделя максимально близкую к расчетной величине, обеспечивающей линейную скорость относительного перемещения, максимально близкую к эксплуатационной. Закрепить моноблок в резцедержателе токарного станка. Закрепить в моноблоке сферический образец. Включить питание моноблока. Включить компьютер и запустить с рабочего стола программу PowerGraph.exe выбрать в меню «Файл» настройки «Шар-ролик».

3. Обезжирить испытываемый участок поверхности трения цилиндрического образца и нанести на него равномерный слой смазочного материала. Обнулить показания датчиков нормальной нагрузки и момента трения. Прижать сферический образец к поверхности цилиндрического контробразца, обеспечив расчетную нормальную нагрузку. Установить частоту сбора данных 100 Гц.

4. Запустить сбор данных и одновременно запустить вращение шпинделя. В процессе испытаний наблюдать за изменением момента трения. При начале роста и возникновении резких скачков на эпюре момента трения (признак начала выкрашивания) остановить шпиндель, выключить сбор данных. Разгрузить пару трения. Распечатать полученные эпюры экспериментальных данных. Снять образцы с моноблока и с патрона токарного станка и обезжирить тампоном, смоченным в уайт-спирите.

7. По полученным эпюрам оценить время до начала контактной усталости. Рассчитать число циклов до усталостного выкрашивания поверхности. Сопоставить число циклов до разрушения, приведенное в требованиях к данному виду изделий с полученным при испытаниях. Сделать выводы о совместимости исследованной пары трения по критерию стойкости к контактной усталости.

8. Изучить особенности вешнего вида поверхности трения (наличие питтингов, отслаиваний и т.п.). Увязать увиденную картину с картиной изменения эпюры момента трения, температуры саморазогрева.

9. Составить протокол испытаний, имеющий следующую форму (курсивом выделен текст, в качестве примера заполнения формы, в скобках даны комментарии)

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

Исполнитель: _________________________

Исходные данные:

Испытуемый образец: (указываются данные о материале)

Шероховатость: R_a= ____мкм, R_z =_____ мкм

Микротвердость по Виккерсу H_m= ________ кгс/мм²

Прочность сцепления покрытия с основой: хорошая.

Эксплуатационные требования: (заполняются на основе изучения объекта исследования)

Число циклов до разрушения, не менее - _________ циклов

Коэффициент трения – не более _______.

Режимы триботехнических испытаний на совместимость: