Определение ударной вязкости
Если та или иная деталь машины по роду своей службы подвергается ударным нагрузкам, то металл для изготовления такой детали подвергают испытаниям динамической нагрузкой. Некоторые металлы (например, чугун, сталь с крупнозернистой структурой) имеют достаточно высокие показатели при статических испытаниях, однако разрушаются при небольших ударных нагрузках.
Для
ударных испытаний применяют образцы
стандартной
формы. Для испытания образец устанавливают
на опорах
маятникового копра (рисунок
8 а;
—
угол подъема маятника;
—остаточный
угол подъема;
h
—
остаточная высота
подъема; l
—
плечо маятника)
надрезом по ходу
маятника (рисунок 8 б).
Маятник 1
массой
Q
поднимают
на высоту Н;
в
этом
положении маятник
обладает известным запасом потенциальной
энергии.
Затем маятник освобождают, и он, свободно
падая, ударяет по образцу и разрушает
его; на это расходуется часть энергии.
Оставшаяся энергия поднимает маятник
на некоторую высоту h.
Работу удара К, поглощенную образцом,
можно определить из выражения
K = Q(H-h).
Работу удара, приходящуюся на единицу площади поперечного сечения образца, называют ударной вязкостью (КС), она вычисляется по формуле
КС = К/So,
где К — работа удара на излом образца, Дж (кгс • м); So — площадь поперечного сечения образца в месте надреза, м2 (см2).
Рисунок 8 – Схема определения ударной вязкости материала
Определение износостойкости материала
Износ – изменение размеров, формы, массы изделия и состояния её поверхности вследствие остаточной деформации от постоянно действующих нагрузок либо из-за разрушения поверхностного слоя при трении.
Износ оценивается:
1. По убыли массы детали за время её работы
где m0 – начальная масса детали,
m1 – конечная масса детали.
2. По размерам канавки износа за время работы
Рисунок 9 – Схема определения канавки износа
Установка для исследования износостойкости показана на рисунке 10. Она состоит из двигателя (поз. 1) постоянного тока, соединенным через муфту (поз. 2) с червячным редуктором (поз.3). Вращение от редуктора передается на вал (поз. 4), на котором жестко закреплена втулка, изготовленная из исследуемого материала (поз. 5). Передача вращения осуществляется ременной передачей, для этого на конце выходного вала и на конце вала с втулкой установлены шкивы (поз. 6) и между ними натяжной ролик (поз.7). Двигатель и редуктор крепятся к плите (поз. 8). Вал (поз. 4) установлен в опорах качения, которые в свою очередь прикреплены к плите. Процесс изнашивания обеспечивает специальное приспособление в виде рычага (поз. 9) с пазами для подвеса груза (поз. 10). Подвес различного груза позволяет производить трение с различными давлениями на образец. Сам процесс трения осуществляется закаленным шариком (поз. 11) установленным в специальном приспособлении.
В результате износа на образце появляется канавка, выработана шариком в процессе вращения втулки. Ширина канавки и характеризует износ, который в свою очередь определяет износостойкость исследуемого материала.
Рисунок 10 – Установка для исследования износостойкости