6.6. Методика проведення експериментальних досліджень.

6.6.1. Будова та принцип роботи машини тертя смц–2.

Дослідження проводяться на одній із установок, принципова схема вузла тертя котрих зображена на рисунку 3.2.

Машина тертя моделі СМЦ-2 складається із наступних основних вузлів: каретка, механізм навантаження, привідний шпиндель нижнього зразка, вимірювальний датчик, привід, пульт керування.

Рис. 6.2. Принципові схеми вузлів тертя лабораторних установок для визначення триботехнічних характеристик матеріалів: машини тертя СМЦ–2.

Рухомий зразок 2 (рис. 6.2.) досліджуваної пари тертя встановлюється на привідному шпинделі та в процесі роботи обертається із заданою швидкістю. Рухомий зразок виконується у вигляді стального диска  50 мм і товщиною 10 мм. Нерухомий зразок 1 (виготовлений із полімерного матеріалу) виконується у вигляді колодки і закріплюється у спеціальному зразкоутримувачі, за допомогою котрого забезпечується необхідне навантаження Р у парі тертя. Для вимірювання моменту тертя М_ТР у системі використовуються безконтак-тні індуктивні датчики.

Основним елементом датчика є торсіон, який включено в силову схему машини. Під час досліджень виникає момент тертя, котрий скручує торсіон і призводить до перерозподілення магнітних потоків у датчику. При цьому електрорушійна сила (ЕРС) у вимірювальних котушках змінюється пропор-ційно зміні моменту тертя. Електричні сигнали подаються на електронний потенціометр КСП-4 та записуються на діаграмній стрічці.

Перед проведенням досліджень характеристики вузла навантаження визна-чаються шляхом тарування.

Привід машини електричний із ступеневим регулюванням швидкості. Змінення числа обертів нижнього зразка забезпечується кінематикою машини.

Обертання на рухомий зразок передається від електродвигуна змінного струму через клинопасову передачу. Верхній (нерухомий) зразок розміщу-ється в зразкоутримувачі каретки. Навантаження створюється спеціальним пристроєм, який включає таровану пружину і гвинтовий механізм наван-таження.

6.7. Методика проведення антифрикційних досліджень.

При проведенні експериментальних досліджень необхідно визначити наступні триботехнічні характеристики досліджуваної пари тертя:

- коефіцієнт тертя;

- температуру поблизу поверхні тертя;

- величину зношення матеріалів за певний проміжок часу, та визначити їх залежність від величини питомого навантаження.

Перед початком роботи необхідно перевірити справність установки, включити напругу в систему вимірювання та прогріти вимірювальні прилади (КСП-4) протягом 30 хв.

Ретельно протерти дослідні зразки та знежирити їх розчинником. Після висихання зразків їх зважують на аналітичних терезах ВЛР 200.

Під час проведення досліджень на машині тертя СМЦ–2 попередньо проводиться побудова графіків тарування, типові приклади яких наведені на рис. 6.3.

а б

Рис. 6.3. Типові графіки тарування систем навантаження (а) та моменту тертя (б) машини тертя СМЦ-2.

Рухомий зразок 2 пари тертя у вигляді стального диска з радіусом r = 0,025 м (рис. 6.2.) закріплюється на шпинделі приводу, а полімерний зразок 1 закрі-плюється в спеціальному утримувачі для зразків. Потім, за допомогою гвинта механізму навантаження, відповідно до графіка тарування, встановлюється необ-хідне навантаження в парі тертя Р. Режим навантаження, швидкість ковзання та тривалість експерименту визначаються викладачем, котрий проводить роботу.

В отвір на нерухомому зразку ( 1 мм) встановлюється спай ХК термопари. Далі включається механізм протяжки стрічки електронного потенціометра і записується нульове значення моменту тертя, а потім включається привід установки і починається відлік часу проведення експерименту, під час якого іде постійний запис дискретних значень моменту тертя і температури поблизу зони контакту досліджуваної пари.

Зупинка машини тертя СМЦ-2 здійснюється шляхом натискання кнопки «СТОП» на пульті керування. Після цього проводять зняття навантаження в парі тертя та знімають досліджувані зразки, які ретельно протирають від залишків продуктів зношення, просушують та зважують на аналітичних терезах ВЛР 200.

Фрикційний нагрів ΔТ визначається різницею показань температури до і в кінці досліду. Показання знімаються з відповідної кривої на діаграмній паперовій стрічці приладу КСП-4.

Потім з кривої моменту тертя на діаграмній стрічці знімають значення l в мм, що відповідають відхиленню рухомої каретки потенціометра КСП-4 для різних режимів навантаження. Користуючись графіком тарування визначають відповідні моменти тертя М_ТР за величиною відхилення l каретки потенціо-метра.

Силу тертя визначають за формулою:

F_тр=М_тр/r, (6.3)

де М_ТР – момент тертя, який визначається із відповідної кривої на діаграмній стрічці та за допомогою графіка т арування, Н·м;

r – радіус рухомого ролика, м, (r = 0,025 м).

Коефіцієнт тертя f визначається за формулою:

f= F_тр /Р, (6.4)

де Р – загальне навантаження в парі тертя, Н.