Способ определения износа металлов Советский патент 1990 года по МПК G01N3/56 

Изобретение относится к измерению износа металлов и может быть использовано в машиностроении и приборостроении.

Целью изобретения является повышение точности определения износа в условиях длительного фрикционного нагрева с учетом теплоотдачи конвекцией и радиацией.

На фиг.1 представлены результаты измерения температур в различные промежутки времени; на фиг.2 - кривые изменения температуры по длине образца.

Способ реализуется следующим образом,

На поверхности трения образца и поверхности, противоположной истираемой, а также по высоте образца на различных расстояниях от поверхности трения и у поверхности, подвергаемой износу, и у поверхности, противоположной истираемой, устанавливают термопары,, При истирании образца осуществляется регистрация температурных полей по времени, по результатам измерений определяют интервалы времени, на которых наблюдаются резкие уменьшения разности температур на поверхности трения и в приповерхностном слое. Яти участки соответствуют циклам фрикционного переноса

№0.

сл -ч

сл о со

IM

материала образца на контртело. Одновременно измеряют температуру окружаю Йей среды. Для фиксированных моментов времени с экстремальными значениями разностей температур .(максимальной и минимальной) в приповерхностном слое со стороны истираемого торца для каждого цикла строят кривые распределения температуры по длине образца, определяют площади под этими |кривыми. По результатам измерения тем ператур находят средние разности температур истираемой поверхности и (поверхности, противоположной истираемой и боковой поверхностям. Затем определяют износ образца за время испытаний по формуле

xt, 4 л UVcp a(tj)-fc(tj)

&h - 2- V cp tT-tv

у Кг-ус +

5ь-их;

Ph

9(t; ) и Q(t )

в приповерхностном слое до испытаний; &h ; - износ поверхности за i

циклов;

& - глубина измерения температуры в приповерхностном слое у поверхности, противоположной истираемой;

площади под кривыми измерения температуры

по длине образца в моt к менты времени ti и t ;

Р; h; S - соответственно периметр, длина и площадь поперечного сечения образца; 6 - коэффициент излучения;

Вт ,67 JT постоянная.

Пример, Расчеты проводили для 3 цикла фрикционного переноса в промежуток времени от ,15 с до ,00 при истирании образца из матеRT

риала - титана (Ъ 16,1: С

мк

Изобретение относится к области измерения износа металлов и может быть использовано в машиностроении и приборостроении. Целью изобретения является повышение точности определения износа при длительном фрикционном нагреве. На поверхности трения образца и поверхности, противоположной истираемой, а также по высоте образца на различных расстояниях от поверхности трения, у поверхности, подвергаемой износу, и у поверхности, противоположной истираемой, устанавливают термопары. Для каждого цикла фрикционного переноса строят кривые распределения температуры по длине образца и по времени определяют площади под этими кривыми. После этого определяют износ образца за время испытаний по формуле, в которой учитываются интенсивность фрикционного нагрева, поглощенная образцом теплота за счет теплопроводности, теплоотдача в окружающую среду путем конвекции и радиации. 2 ил.

де fl; С;

VCP

bV

за период от t1. до t1/ ;

с

соответственно коэффициент теплопроводности, удельная теплоемкость и плотность образца; средняя разность температур в приповерхностных слоях истираемой поверхности и поверхности, противоположной истираемой, времени - количество циклов;

-соответственно средняя температура поверхности трения;

-средняя температура поверхности, противоположной истираемой;

-средняя температура боковой поверхности образца;

-температура окружающей среды за период времени

от tf до ;

i i

А д - 2ГдЬ. - глубина измерения температуры в приповерхностном (истираемом) слое;

U, - расстояние от поверхнос ти трения до точки регистрации температуры

ср

г

582 -Д;ж-; р- 4500 Р; Ј- 0,8) Л

м

А

0,415 мм; S -Ј- 2,32-10Р 1,88 10 2м; й 0,5.

Используя экспериментальные данные (фиг.1 и 2, определяли значения всех остальных параметров формулы.

Общий износ образца, определенный по предлагаемому способу, равен uh 0,1 13 мм.

Общий износ, определенный по способу-прототипу равен ,138 мм.

Из этих данных видно, что с течением времени погрешность определения износа по способу-прототипу возрастает. Это связано с увеличением теплоотдачи конвекцией, которая не учитывается в способе-прототипе.

Формула изобретения

Способ определения износа металлов по авт.св. Ь 1093948, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности определения износа в условиях длительного фрикционного нагрева, дополнительно регистрируют температуру образца у поверхности, противоположной истираемой, и температуру окружающей среды, с помощью кото5

рых определяют количество тепла, данное конвекцией

- А 6JSLSLГ(у

I . II /т, и %IV.

+ (V

&(vcp vc)

г

ср

V.) +

Phi

vc) Н

и количество тепла, отданное радцией

Јво,, r, РЬ-

пр

г t Phi

-75 K+ cf)-rJих при определении износа, - соответственно периметр,

длина и площадь по- 15 перечного сечения об- раэца;

- средняя разность температур поверхности, противоположной исти#(гДК

О Д,

t

Р

Л Ј в

раемой, эа период времени от t; до t ; { средняя температура поверхности, противоположной истираемой; средняя температура боковой поверхности образца;

температура окружающей среды за период времени

t; до t- ;

глубина измерения температуры в приповерхностном слое у поверхности, противоположной истираемой; коэффициент излучения;

с L-I Вт

Ь,о/ -гг постоянная, м к

t , t; t,c

-ла;)-лси)

95 Я г, мм