Проведение ускоренных ресурсных испытаний с периодическим форсированием режима

42 43 44 45 46 47 48

Оборудование и материалы:

- триботехнический комплекс «Универсал – 1А»;

- образец консистентной смазки для опор буровых долот;

- натурный образец посеребренной упорной шайбы;

- контробразец с износостойким покрытием;

- стойка с индикатором часового типа (цена деления 1 мкм);

- измерительная плита;

- х/б перчатки;

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

- ватный тампон.

Порядок выполнения работы

1. Выбрать схему испытаний. Исходя из геометрических характеристик контробразца (площади и диаметра) рассчитать требуемую частоту вращения шпинделя и нагрузку на контакт.

2. Изучить устройство и инструкцию по эксплуатации триботехнического комплекса «Универсал-1А». Усвоить основные функции программного обеспечения «PowerGraph». 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 расчетной нагрузки, обеспечивающей давление, максимально близкое к эксплуатационному. 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 наработки пары трения. Выполнить приработку пары трения до возникновения установившегося режима, определяемого по стабилизации момента трения и температуры. После этого остановить сбор данных, разгрузить рычаг и поднять контробразец. Надеть перчатки, после чего вынуть термопару из оправки, снять оправку с моноблока и зафиксировать в протоколе время приработки . Разместить образец с оправкой на измерительной плите (не отвинчивая упорную шайбу) и после полного остывания оправки с образцом обезжирить ее тампоном, смоченным в уайт-спирите. Затем методом искусственных баз с помощью индикатора часового типа (с ценой деления 1 мкм) определить линейный износ серебряного покрытия на четырех равноудаленных участках изнашивания. Занести в протокол величину приработочного износа .

4. Вновь поверхность трения смазать, установить на трибометре убедившись, что поверхность трения совпала с изношенным участком, полученным при приработке, и вновь провести испытания в тех же условиях (нормальный режим) в течение 1 часа. По завершении испытаний определить линейный износ, полученный в установившемся режиме как разницу между измеренным и приработочным износом. Оценку износа при установившемся режиме проводить на тех же участках, где оценивали приработочный износ. Рассчитать скорость изнашивания в нормальных условиях и занести полученное значение в протокол. По эпюре трения и виду поверхности трения определить ведущие виды трения и изнашивания и занести сведения в протокол.

5. На новом участке образца провести испытания на изнашивание со ступенчато возрастающей нагрузкой. При этом начать испытания в нормальном режиме. Через каждые 15 минут испытаний ступенчато увеличивать нормальную нагрузку на контакт на 20 МПа. Если в процессе испытаний произойдет скачек момента трения до величины, не характерной для вида трения, реализуемого в нормальном режиме, или температура саморазогрева превысит рабочую температуру смазочного материала необходимо остановить шпиндель, выключить сбор данных. Разгрузить рычаг и поднять контробразец. 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. Нагрузку форсированного режима, соответствующую предыдущей ступени нагружения, занести в протокол.

6. На новом участке образца провести приработку в нормальном режиме в течение времени приработки . Затем установить нагрузку форсированного режима и провести испытания на изнашивание на данном режиме в течение 1 часа. По завершении испытаний определить линейный износ, полученный при форсированном режиме как разницу между измеренным и приработочным износом. Рассчитать скорость изнашивания в нормальных условиях и занести полученное значение в протокол. Убедиться, что на форсированном режиме реализуются те же виды трения и изнашивания, что и на нормальном.

7. Выбрать число количество нормальных и форсированных ступеней испытаний. Исходя из полученных данных рассчитать длительности нормальной и форсированной ступеней для проведения ускоренных испытаний.

8. Провести ускоренные испытания по выбранной схеме. При этом вначале провести приработку. Затем провести испытания, чередуя нормальный и форсированный режимы. После каждой ступени испытаний определять накопленный износ и заносить данные в протокол в графическом виде. Испытания проводить до наступления предельного износа. Для каждой ступени на нормальном режиме рассчитать скорости изнашивания. Построить эквивалентную кривую испытаний, соответствующую нормальному режиму. В точке пересечения эквивалентной кривой с предельным износом определить прогнозируемый ресурс пары трения. Рассчитать коэффициент ускорения испытаний. Сопоставить полученное значение прогнозируемого ресурса с назначенным ресурсом пары трения. Сделать выводы о совместимости пары трения в эксплуатационных условиях по требованиям надежности.

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

Протокол испытаний № ___/ __ (работы номер и дата выполнения)

Исполнитель: _________________

Исходные данные:

Испытуемый образец: упорная шайба опоры бурового долота

Материал основы: бериллиевая бронза БрБ2

Покрытие: серебро (медный подслой), толщина 20 мкм

Шероховатость: R_a= _____ мкм, R_z =_____ мкм

Микротвердость по Виккерсу H_m= ____ кгс/мм²

Прочность сцепления покрытия с основой: хорошая

Условия эксплуатации:

Материал контртела долотная сталь (указывается марка)