31.03.12

Отпечатки наносят с помощью приборов для определения твердости ПМТ-3 или Виккерса. Износ измеряют по изменению длины диагонали (d₀—d₁) в результате изнашивания:

U=h₀ -h₁ = ½ ctg ½ (d₀ - d₁)

Диагональ отпечатка измеряют с помощью микроскопа. Основным недостатком этого метода является вспучивание поверхности при нанесении отпечатка.

Метод вырезанных лунок получил очень широкое распространение. В рабо­чей поверхности детали с помощью вращающегося резца вырезают лунку, по уменьшению размеров которой в результате изнашивания судят о величине износа. Обычно в качестве контрольного параметра используют длину лунки . определяемую с помощью микроскопа. Лунки вырезают вращающимся алмазным резцом, заточен­ным в виде трехгранной пирамиды с отрицательным передним углом. Соотношение между глубиной лунки и длиной ее составляет 1:50—1:80, что обеспечивает высокую точность измерения износа.

Приборы, предназначенные для определения износа методом вы­резанных лунок, должны обеспечивать вырезание лунки в выбранном месте поверхности трения исследуемой детали, точное координирова­ние места лунки (чтобы ее не трудно было обнаружить после испыта­ний), точное определение длины лунки до и после испытаний.

Для определения износа методом вырезанных лунок применяют обычные микроскопы с градуированным окуляром.

Размеры лунки определяются особенностями деталей и условия­ми испытании — при больших износах наносят лунки с наибольшей длиной, а следовательно, и глубиной. Глубина лунки должна быть несоизмеримо больше высоты микронеровностей. Рекомендуются следующие соотношения размеров лунки: глубина 20,8; 48,0; 83,0 мкм, длина соответственно 1,0; 1,5; 2,0 мм.

Износ плоских, а также цилиндрических поверхностей при лун­ке, расположенной по образующей цилиндра,

И=0,125(-)1/r,

где l₁ и l₂, - длина лунки до и после изнашивания, мм;

r - радиус вращения вершины резца, мм.

Износ лунки, расположенной на выпуклой цилиндрической по­верхности.

И=0,125(-)(1/r+ 2/R)

где R – радиус кривизны поверхности трения в месте расположения лунки, мм.

Износ лунки, расположенной на вогнутой цилиндрической по­верхности, соответственно :

И=0,125(-)(1/r - 2/R)

Этот метод проще, чем метод отпечатков. При вырезании лунок на поверхности детали материал не вспучивается. Точность метода 0.0005 – 0.002 мм.

Метод слепков (негативных оттисков) используя в тех случаях когда измерение отпечатков лунок или рисок правильной геометрической формы на рабочей поверхности детали непосредственно произведе­но быть не может. Предусматривается нанесение на поверхность детали специальной быстро твердеющей массы (например, стиракрила) и сня­тие слепка или оттиска Износ оценивают по разнице в форме и размерах слепков, полученных до и после изнашивания, U= h₀ —h₁

Недостатки метода искусственных баз:

1) низкая точность измерения

2) большая трудоемкость операций

3) необходимость разборки механизма.

Метод измерения износа по изменению параметров сопряжения основан на определении потери массы или объема детали, а также зазо­ра между поверхностями трения.

Метод определения износа по потере массы заключается в периодическом взвешивании детали. Измеритель­ными средствами являются весы различных типов: приборные (ПР-500), аналитические (ВЛА-200, ВНЗ-2) и др. Точность метода зависит от точ­ности весов и составляет (0,05—5) *г.

Метод измерения износа по изменению объема детали или зазора между поверхностями трения по существу близок к методу микромет­рических измерений: при определении контролируемых параметров применяют тс же инструменты и методы измерений. Основными не­достатками метода измерения износа по изменению параметров сопря­жения являются 1)необходимость разборки механизма для проведения измерений;

2) ограничение массы и размеров деталей

3 возможностями применяемых измерительных средств.

Метод измерения износа по содержанию продуктов износа в масле применяют, как правило, при определении износа металлических деталей. Содержание металлических частиц в отработанном масле определенное физико-химическими методами, является показателем весового износа деталей механизма.

Этот метод используют при определении интегрального износа различных сборочных едениц в условиях эксплуатации и при испытаниях. Применяя этот метод, можно избежать разборки механизмов. Точность метода зависит от чувствительности используемых приборов к содержанию металлических примесей в масле. Масса металлических частиц составляет в среднем - г. в 1 масла.

При отборе проб масла необходимо обеспечить условия, при ко­торых содержание металла в пробе могло бы характеризовать среднюю концентрацию продуктов износа в масле с достаточной достовернос­тью. Для этого перед отбором проб масло тщательно перемешивают.

Для анализа содержания металлических частиц в масле использу­ют

1) химический,

2) спектральный,

3) радиометрический,

4) активационный

5) оптико-физический методы.

Химический метод основан на определении содержания частиц износа в продуктах сгорания масляной пробы. Этот метод не позволяет получить необходимую точность результатов, и поэтому для измерения износа его применяют редко.

При спектральном анализе определяют спектральный состав пламени при сгорании пробы масла. Спектральный анализ масел на продукты износа элементов машин проводят с помощью квантомера, представляющего собой многоканальную фотоэлектрическую уста­новку.

В состав установки входят полихроматор 4, электронно-регистрирующее устройство с цифровым вольтметром 6, источник возбуждения спектра, штатив для сжига­ния проб масел. В основу работы установки положен общепринятый принцип спектрального анализа. Анализируемая проба масла помещается в шта­тив. В ванночку с маслом погружают вращающийся угольный диск 2, ко­торый является нижним электродом при анализе масла. При вращении диска масло с находящимися в нем продуктами износа проходит между нижним дисковым и верхним стержневым 3 угольными электродами. Под действием разряда происходит испарение масла и возбуждение излучения элементов, присутствующих в пробе масла. Каждый элемент находящийся в масле возбуждает свечение с ему одному характерной длиной волны. Полихроматор 4 разлагает излучение в спектр, характеризующий химический состав вещества пробы. Интенсивность спектраьных линий зависит от концентрации элементов в данной пробе. С помощью выходных щелей установленных на фокальной поверхности полихроматора , выделяют из спектра пробы 16 аналитических линий различных элементов. Выделеные таким образом монохроматические излучения проецируются на фотокатоды фотоэлектронных умножителей 5 и вызывают фототоки в их анодных цепях. Электронно – регистрирующее устройство 6 автоматически высвечивает результат на шкале цифрового вольтметра.

Ниже приведена таблица химических элементов, определяемых в пробе масла с помощью квантометра:

Номер щели	Элемент	Длина волны, нм
1	Са	239,8
2	Fe	226,0
3	Fc	259,9
4	Cr	267,7
5	Ва	279,5
6	Pb	287,7
7	Mo	313,2
8	Sn	317,5
9	Si	288,1
10	Al	308.2
11	P	255.3
12	Ti	324,2
13	Cu	327.4
14	Zn	334.5
15	Ni	341,4
16	Si 298.7

Радиометрический метод используют для оценки износа радиоактивных деталей по содержанию радиоактивных частиц в масле. Радиоактивность деталей создается введением изотопов в плавку или с помощью покрытия детали радиоактивным слоем.

Активационныи метод представляет собой комбинацию спектраль­ного и радиометрического методой. Содержание продуктов изнашивания определяют по величине радиоактивности путем анализа спектров излу­чения пробы после облучения ее нейтронами. Более просто и с меньшей трудоемкостью можно определить износ по содержанию металлических примесей в масле с помощью весового анализа. Суть этого метода заклю­чается в том, что пробу масла установленного объема пропускают через фильтр с тонкостью фильтрации не выше 3—5 мкм. Если исходная масса фильтра известна, то его взвешивание после фильтрации и тщательного просушивания позволит определить массу отфильтрованных механичес­ких примесей. При применении этого метода необходимо учитывать, что в состав механических примесей входят не только продукты износа, но так­же и загрязняющие частицы, поступающие в масло из окружающей сады. Это значительно снижает точность оценки износа по результатам весового анализа механических примесей, содержащихся в масле.

В последнее время все шире применяют при оценке износа опти­ко-физические методы. Для определения содержания продуктов износа в масле могут быть использованы современные приборы, предназна­ченные для автоматической регистрации механических частиц, находя­щихся в прозрачной жидкости во взвешенном состоянии. Перспекти­вен в исследованиях изнашивания метод феррографии, позволяющий с помощью соответствующего оптического оборудования определить не только вид и количество частиц механических примесей в масле, но также их форму и размеры. Однако сложность и высокая стоимость феррографического оборудования ограничивают область применения этого метода.

Общими недостатками разновидностей методов определения износа сопряжений по содержанию металлических примесей в масле являются низкая точность и высокая стоимость применяемого оборудования.

Метод измерения износа но изменению показателей функционирования основан на определении утечек расхода или давления рабочей среды; линейных и угловых перемещений деталей сопряжения, уровня шума и вибрации.

Метод определения износа по расходу рабочей среды(смазочного масла или рабочей жидкости) заключается в том, что на машине устанавливают прибор, автоматически регистрирующий расход жидкости (как правило масла) проходящий через зазор между трущимися деталями сопряжения. Повышение расхода свидетельствует об увеличении зазора и таким образом о увеличении износа поверхностей деталей. Основной недостаток метода состоит в том, что расход рабочей среды является косвенным показателем износа сопряжения, и непосредственно измерить износ детали невозможно.

Метод определения износа по изменению давления рабочей среды отличается от предыдущего тем, что об износе в данном случае судят по уменьшению давления жидкости или газа вследствие увеличения зазора между деталями. Для измерения и автоматической записи изме­нения давления рабочей среды в процессе работы машины используют самопишущие манометры.

Для измерения износа по линейным или угловым перемещениям деталей используют метод тензометрического микрометрирования. В контакт с изнашивающейся деталью вводят упругий элемент с накле­енными на него тензометрическими датчиками. При изменении поверхности детали вследствие изнашивания упругий элемент деформируется и посылает электрический сигнал с помощью тензометрических датчиков на гальванометр или осциллограф. К недостаткам этого метода следует отнести большую техническую сложность измерения и сравнительно узкие пределы измерения износа – 0,0001-0.1 мм.

Конец курса

41