Исследование влияния методов обработки
Министерство образования и науки Российской Федерации
Пермский национальный исследовательский политехнический
университет
Кафедра “Инновационные технологии машиностроения”
Исследование влияния методов обработки
Поверхности детали на ее износостойкость
Методические указания для выполнения практической работы по курсу “Методология научных исследований в технологииИсследование влияния методов обработки поверхности детали на ее износостойкость
Цель работы: ознакомиться с методами исследований материалов на трение и износ, изучить методы оценки износа и износостойкости.
Основные теоретические сведения
Подавляющее большинство показателей эффективности работы механизмов, машин и… Изнашивание — процесс разрушения и отделения материала с поверхности твердого тела и накопления его остаточной…Методика проведения испытаний на износостойкость
Методика испытаний на износостойкость определяется целью исследования, выбранными критериями оценки износа, возможностью измерения их без разборки… Ниже приведены две методики лабораторных испытаний на износостойкость…Методика испытаний на износостойкость при оценке износа интегральным методом по критерию изменения массы образца.
Цель испытаний – установление влияния метода обработки на параметры процесса износа (износ приработки, длительность приработки и др.) Испытанию подвергались образцы в виде колец с наружным диаметром 50 мм,… · шлифованию с получением шероховатости Ra ≤ 0,40 мкм;Величина уменьшения массы образцов по сравнению с исходной
№ варианта задания Метод обработки поверхности трения Количество циклов испытаний (тыс. циклов) (1…Методика испытаний на износостойкость пар трения
Дисковых фрикционных муфт.
Цель испытаний – изучение влияния вида рельефа вибронакатанной поверхности пар трения на параметры износа приработки. Износ определялся… Испытывались 4 серии из 4-х пар деталей-дисков муфты каждая, изготовленных из…Величина уменьшения высоты волн рельефа вибронакатанных поверхностей пар трения фрикционной муфты по сравнению с исходной за периоды испытаний на износ приработки (мкм).
| № варианта задания | Метод обработки поверхности трения | Количество циклов испытаний (об) | ||||
| (20,9 м) | (41,9 м) | (70,3 м) | (94,4 м) | (141,6 м) | ||
| 13, 14 | Вибронакатывание (рельеф I вида) | 1,8 | 3,2 | 3,8 | 4,0 | 4,9 |
| 13, 15 | Вибронакатывание (рельеф II вида) | 3,2 | 3,8 | 4,5 | 4,7 | 4,8 |
| 14, 15 | Вибронакатывание (рельеф III вида) | 2,7 | 3,6 | 3,9 | 4,6 | 4,7 |
Таблица 4
Величина момента трения дисковых пар фрикционной муфты
№ варианта задания Метод обработки поверхности трения Количество циклов испытаний (об) …Задание
Используя результаты исследований на износостойкость, приведенные в табл. 1-4, выполнить:
1. Вычисление параметров процесса износа:
· скорости изнашивания по формуле 
, в которой h – величина износа (массового или линейного); t – период испытаний;
· интенсивности изнашивания 
, где s – длина пути трения;
· износостойкости 
;
· коэффициента трения в отдельные периоды приработки
,
где Mтр – момент трения в рассматриваемый период приработки, Н∙м; Pос – осевая сила сжатия дисков муфты, Н; n – число пар трения муфты; R - средний радиус диска муфты.
2. Графическое отображение зависимостей параметров процесса износа от метода обработки поверхностей трения и периода испытаний.
3. Составление выводов по результатам исследования.
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с теоретическими основами проведения испытаний на износостойкость. 2. Уяснить задание, подготовить таблицу результатов испытаний (по форме… 3. Вычислить параметры процесса износа: коэффициента трения, скорости изнашивания, интенсивности изнашивания и…Содержание отчета
1. Название темы практической работы.
2. Задание с таблицей результатов испытаний на износ.
3. Результаты расчетов параметров процесса износа (последовательность расчетов, формулы и т. п.).
4. Графики зависимостей коэффициента трения и скорости изнашивания (интенсивности ) от времени работы трущейся пары.
5. Выводы.
Пример выполнения и оформления отчета
Тема. Исследование влияния методов обработки
Поверхности детали на ее износостойкость
Задание
На машине трения 2070 СМТ-1 по схеме 3, в масле проведены испытания образца [3]. Величина износа определялась на профилографе-профилометре (модели 252) по уменьшению высоты ступеньки, заранее проточенной на образце. Момент трения измерялся бесконтактным индуктивным датчиком. Радиус образца r = 0,025 м. Нормальная сила, прижимающая контртело к образцу, Р = 1000 Н. Данные представлены в табл. 6.
По результатам испытаний произвести расчет параметров процесса износа: коэффициента трения, скорости изнашивания, износостойкости рабочей поверхности. Построить графики зависимостей коэффициента трения и скорости изнашивания от времени работы трущейся пары.
Таблица 5
Значения величины износа h и момента трения M в зависимости
от времени испытания t.
| t, ч | |||||||
| h, мкм | |||||||
| M, Н∙м | 2,2 | 2,4 | 2,2 | 1,8 | 1,7 | 1,6 | 1,6 |
Результаты выполнения задания
Расчет скорости изнашивания. Используя формулу (3)
для периода испытаний t = 5 ч, получим:
.
Поступая аналогично для последующих периодов испытаний, находим:
; 
; 
; 
; 
; 
.
Износостойкость найдем по результату изнашивания за весь период испытаний
.
Коэффициент трения ƒ для каждого замера рассчитываем по формуле (2):
; 
; 
; 
; 
; 
; 
Анализ построенных графиков показывает (рис. 7):
а) скорость изнашивания за время приработки уменьшается до минимальной величины, сохраняясь практически постоянной во время установившегося износа.
 |
б) коэффициент трения на начальной стадии приработки возрастает до максимального значения ƒ» 0,1. В дальнейшем по мере приработки трущихся поверхностей снижается до значения 0,07…0,06.
Выводы.
1. Можно выделить две стадии протекания процесса приработки. Начальная стадия характеризуется резким снижением скорости изнашивания при постепенном возрастании коэффициента трения. На второй стадии наблюдается постепенное снижение скорости изнашивания и коэффициента трения до минимальных значений, характерных для процесса установившегося износа.
2. Приработка данного образца длилась порядка 20 часов; после приработки устанавливаются минимальные значения скорости изнашивания и коэффициента трения, характерные для процесса установившегося (нормального) изнашивания.
Контрольные вопросы
1. Понятие износостойкости материалов.
2. Способы определения величины износа.
3. Расчет коэффициента трения и его физическая сущность.
4. Явления, происходящие при изнашивании металлических поверхностей.
5. Виды изнашивания.
6. Виды испытаний материалов на износостойкость.
Литература
1. Кане М. М. Основы научных исследований в технологии машиностроения: Учеб. пособие для вузов. – Мн.: Выш. шк., 1987. – 231 с.
2. Исследования и изобретательство в машиностроении. Практикум. Под общ. ред. М.М. Кане.: Учеб. пособие для вузов. – Мн.: УП «Техноприн», 2003. – 237 с.
3. Шнейдер Ю. Г. Эксплуатационные свойства деталей с регулярным микрорельефом. – Л.: Машиностроение, 1982. -248 с.
[1] В скобках приведена длительность периода испытаний.
[2] В скобках указана длина пути трения соответствующего периода испытаний.