Способ определения износа металлов Советский патент 1984 года по МПК G01N3/56 

:р м

:р 4 X) Изобретение относится к способа измерения износи трущихся тел в вы сокоскоростных узлах трения с крат ковременным режимом работы и интен сивным тепловыделением на границе контакта и может быть использовано в машиностроении и приборостроении Известен способ определения изн са металлов, заключающийся в том, что истирают образец, измеряюттемnepaTj-py и определяют износ с учетом температуры ij . Недостатком известного способа является недостаточная эффективнос износа металлов, что обусловлено н возможностью учета температуры поверхностных слоев и ее изменения: по глубине. Цель изобретения - повышение эф фективности определения износа металлов при трении с интенсивным тепдовьщелением и кратковременным режимом работы. Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения износа металлов, заключающемуся в том, что истирёиот образец,изглеряют температуру и .определяют износ с учетом температуры, измеряемую температуру определяют в приповерхностном слое и на различной глубине от него, а износ рассчитывают по формуле f.,.5iiiHl::5iHl(t к. iu,- J cpVcpU; rt где , с, о - соответственно коэф фициент теплопроводности, удельная тепл емкость и плотность образца; ср и iVcp соответственно средняя температура поверхности трения и средняя разность тем ператур в приповерхностном слое за пери од времени от tj до iiM-, Л((llt;+0 площади под кривыми измерения температуры по длине образца в моменты 1; и i;., j средний удельный тепловой поток, направ ленный в образец; глубина измерения те пературы в приповерх ностном слое. Средний удельный поток. г. пропорционален uVcp . Величину д, рассчитывайт fio формуле u u,-.2:uh;, где д, - расстояние от поверхностей трения до точки региЛрации температуры в приповерхностном слое до испытаний;uhj - износ поверхности за цикл тепломассопереносаУ количество циклов. Способ осуществляется следующим образом. на поверхности трения образца, а также в дополнительных точках внутри его на различной глубине от поверхности трения в том числе в приповерхностном слое, подвергаемом износу, и на поверхности противоположной истираемой устанавливают термопары. Образец истирают о контробра эец, регистрЬруя при этом изменения температур на поверхности трения образца и внутри образца за время истирания. .По результатам измерений находят участки (отрезки времени), на которых наблюдаются резкие уг/1еньыения разности температур на поверхности трения и в приповерхностном слое. Эти участки соответствуют циклам тепломассопереноса (износа) материала образца на контроль. Для фиксированных моментов времени с экстремальными значениями разностей температур (максимальной и минимальной в приповерхностном слое для каждого обнаруженного цикла тепломассопереноса строят кривые распределения температуры по длине образца, опредепяют площади под этими кривьи-ш (например графически). По результа- там измерений температур находят среднюю разность температур в приповерхностном слое и средний удельный тепловой поток за время каждого цикла тепломассопереноса. После этого вычисл$пот износ образца за время испытаний по формуле, последовательно вычисляя износ в течение каждого цикла тепломассопереноса и суммируя полученные данные. Пример . Цилиндрический образец из титана, диаметромс) 6 мм и длиной h 9 мм истирают торцем по цилиндрической поверхности диска из стали 1Х18Н10Т диаметром 300 мм. Температуру измеряют на глубине и,, равной 0,5; 3 и 8,85 мм. Линейная скорость V 25 м/с, время процесса i 9 с. В результатеИзмерения температур в период от fc 0 до 2,25 с получено резкое повышение средней температуры поверхности до 447 К, возрастание разности температурV.0,t)- ,,) и температурного V(0.tbV(u,.t) градиента . /.. 1 за время от1, 2,25 до 3,3 с получе но резкое уменьшение градиента от 4 4 7-4 2 7 40 до I VlO,-tjl-V(u,,taV 451-443 .,К При ЭТОМ температура поверхности увели.чилась с 447 до 451 К. Для титана ,1§|-, C 582ffg, Я 4500- 1V Средний удельный тепловой поток .40|16.. .сМВт 0,. Средняя температура V St-tV.ii :blLlli2Lb} 447+451 Чр1Ч Ч 449 величины si(t) 0,44 Км и fl izlfOr l Тогда износ составитдЬ( 2,3«10 т.е. за время от t до 2 прон-зошел тепломассоперенос поверхностных сло ев ббразца на диск и высота образц уменьшилась на высоту 0,023 мм. За время от i2 -3,3 с дot5 4,7 с i по измерениям получено повторное уве личение температуры и его градиента до значения УЮЛъУ илЛ 475-461 20 К Г 0,477 мм, где д, л,-U h (tj - В промежутке от А,7 с до t 3 с получено резкое-уменьшение температурного-градиента до значения f(0.t4bU,,i4) 481-473 0,477 - Ь. тем тература поверхности повысилась Ът 475 до 481 К. Тогда Ь 29+17 .„3- МВт 16,1 ,37 -j- , ; К, cptN- 3l 5г{Ц} 0,757 Км, Я(,854 Км, uh(Vt,,2-105M.. Общий износ образца металла составляет . . bh bbCi2 i,)kh(i4--y 0/085 1М, что близко к экспериментально замеренному значению. Положительный эффект обусловлен повышением эффективности определения износа металлов.

СПОСОБ ОЛРЕДЕЛЕНИЯ ИЗНОСА МЕТАЛЛОВ, заключаюршйся в том, что истирают образец, измеряют температуру и определяют износ с учетом температуры, отличаю-/ щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности, измеряемую температуру- определяют в приповерхностном слое и ни различной глубине от него,а износ рассчитывают по формуле Г bVcp nlt;«,VnUi)l,, . ., i....i. H ,,-t) где Ъ, с, о .- соответственно коэффициент теплопроводности, удельная теплоемкость и плотность ... образца, Ve«,KAYcp- соответственно средняя температурй поверхности трения и средняя , разность температур в приповерхностном слое за период времени от . 1 , J а