Способ испытания материалов на газоабразивное изнашивание Советский патент 1990 года по МПК G01N3/56 

Изобретение относится к испытаниям на износ и может быть использовано для исследования газоабразивной износостойкости материалов, эксплуатируемых в авиационной и газовой промышленности.

Цель изобретения - повышение точности испытаний за счет уменьшения отклонения фактического угла атаки струи от номинального и уменьшение трудоемкости изготовления образца.

На фиг.1 показана схема установки для испытаний на изнашивание; на фиг.2 - вид установки в направлении, совпадающем с осью вращения ротора; на фиг. 3 - 5 - варианты расположения образцов относительно радиальных каналов ротора.

Установка для реализации способа содержит корпус 1 с прозрачной крыгакой 2, бункер 3 для абразива, встроенный в крышку 2, ротор 4 центробежного ускорителя с радиальными каналами 5, установленный с возможностью вращения от привода 6, закрепленного на корпусе 1, образцы 7,закрепленные в держателях 8, установленных по окружности ротора 4.

Способ реализуется следующим образом.

Рабочую поверхность образца 7 выполняют цилиндрической, Лорму цилиндра задают направляющей, определяемой из соотношения

ел

ОЭ 0

to

б - arctg

Јl- R%inP

R sin/Ь

180 ,. - --- tgctln

(R sin A lpa-R sin P

tgo6

),

где П, 9 полярные координаты направляющей ; R - радиус ротора; } - угол выпета частиц;

st - угол атаки; ty - свободный член уравнения, определяемый начальным условием

л ™° г ( R sinA ч 90 90 -( arcsin (-fa),

где П0 1,02 R - расстояние от оси вращения ротора до заданной точки рабо- чей поверхности образца.

Устанавливают образцы 7 в держателях 8, разгоняют газоабразивную среду в радиальных каналах ротора 4 центробежного ускорителя, устанавливают поверхность образца 7 параллельно оси вращения ротора 4, воздействуют образовавшейся струей на поверхность образца 7, угол атаки струи регулируют поворотом образца 7 в плоскости, перпендикулярной оси вращения ротора, и оценивают износ образца.

Поверхность образца 7 может быть выполнена как часть кругового цилинц- ра, профиль поверхности определяют радиусом из соотношения

R

4„« „«..«

01

PLi RlsiniЈ

sin ti

а поверхность образца 7 устанавливают так, чтобы ее центр лежал на пересечении оси канала ротора с поверхностью образца,

Профиль поверхности при углах эта- ки свыше 40 определяют радиусом из соотношения

Угол атаки, образуемый касательной к точке, соответствующей геометрическому центру, и траекторией абразивных частиц имеет значения oL 60 и с противоположной стороны точки об -60°.

Для угла атаки оС 60 уравнение кривой запишется в виде (с учетом начальных условий)

,624-arctgSl-|}p--- 18°° tg 60°lnl81,915 Т

Р - , t-t ftn°i

tg 60

Для ряда значений р; получаем углы 0; , которые после преобразований в систему х-у имеют координаты х;, у;. Значения сведены в таблицу.

Для угла атаки oi -60° уравнение кривой запишется в виде

9- -358,775 - .r«g -

180

-i- ---- tg 60°ln|81,915 +

+ JjlLl-SI IsJ tg 60°

Значения Л;, Q; , x; , у; сведены в таблицу.

Радиус окружности кругового цилиндрического образца по второму варианту составит

01

-ilI§l I I2ol5isl55l

Изобретение относится к испытаниям на износ и может быть использовано для исследований газоабразивной износостойкости материалов, эксплуатируемых в авиационной и газовой промышленности. Цель изобретения - повышение точности испытаний за счет уменьшения отклонения фактического угла атаки струи от номинального. Установка для реализации способа содержит ротор с радиальными каналами и держатели образцов. Поверхность образцов выполняют цилиндрической, а форму цилиндра задают направляющей, определяемой из уравнения с учетом радиуса ротора, угла вылета частиц и угла атаки. 1 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

R

04

R sinjb cos ot

Пример. Используют установку для испытаний на изнашивание с радиусом ротора 4 R 100 мм, угол вылета частиц из канала ротора 4 составил ft 55 , расстояние от оси вращения ротора до геометрического центра поверхности образца, лежащего на пересечении поверхности образца с плос- , проходящей через каналы ротора 4, 00 118 мм. Начальный угол QO определяют из соотношения

,100 ТТ8

Q0« 90 - 55 - arcein (-)

78,963 .

98,074 мм.

Значения ряда промежуточных точек сведены в таблицу.

Радиус окружности кругового цилиндрического образца по третьему варианту составит

5Гб5 163-830 мм

R

,

Установка образцов с углом атаки cxL О предпочтительнее, поскольку для таких углов меньше погрешность по длине и больше площадь взаимодействия рабочей поверхности с абразивным потоком

515

Формула изобретения 1. Способ испытания материалов на газоабразивное изнашивание, заключающийся в том, что разгоняют газоабразивную среду в радиальных каналах ротора центробежного ускорителя, устанавливают образец так, что его рабочая поверхность параллельна оси вращения ротора, воздействуют обра- зовавшейся струей на рабочую поверхность образца, угол атаки струи регулируют путем поворота образца в плоскости, перпендикулярной оси вращения ротора, и оценивают износ образца,

отлич ающийся тем, что, с целью повышения точности испытания за счет уменьшения отклонения фактического угла атаки струи от но

минального, рабочую поверхность образца выполняют цилиндрической с направляющей, определяемой из соотношения

я ,,тРг R2sinP

Q у . arctg .

1Р

180

tgoUn(R sinfb

ill.:

sin /Э

tgot

Номинальный угол атаки Ы. 60

р , 9 полярные координаты направляющей;R - радиус ротора; f - угол вылета частиц абразива;

of- - угол атаки; - свободный член уравнения, определяемый начальным условием:

еа 9о

-n + arc sin

де

Р

,02 R

( . п

. г°

расстояние от оси вращения ротора до заданной точки рабочей поверхности образца,

20

2a Способ по п„I, отличающийся тем, что, с целью уменьшения трудоемкости изготовления образца, его рабочую поверхность выпол- 25 няют круговой цилиндрической, а устанавливают образец так, чтобы ось цилиндра проходила через . точку пересечения оси канала ротора с рабочей (поверхностью образца.

Фиг 2

ft/r.4

Риг.5