Способ контроля режима трения металлических поверхностей узла трения Советский патент 1990 года по МПК G01N3/56 

Изобретение относится к области испытания материалов на трение и износ и, в частности, для контроля режимов трения узла трения при смазке маслами с электропроводящими частицами.

Целью изобретения является повышение достоверности результатов при наличии в смазке электропроводящих частиц.

На фиг. 1 представлено устройство для реализации способа контроля режима трения; на фиг.2 - результаты контроля различных режимов трения узла трения.

Устройство содержит узел 1 трения, который с помощью токосъемников 2 подсоединен к источнику 3 переменного тока и к источнику 4 постоянного тока, блок 5 регистрации постоянной составляющей toKa, сравнения его значения с эталонным и выработки управляющего сигнала начала регистрации амплитуд сигналов акустической эмиссии (АЭ) с помощью подсоединенного к узлу 1 трения пьезодатчика 6, предварительного усилителя 7, а кусто-эмиссионного прибора 8, амплитудного анализатора 9 импульсов АЭ, блока 10 связи и ЭВМ 11.

Способ контроля режима трения металлических поверхностей узла трения осуществляют следующим образом.

Металлические поверхности узла 1 трения смазывают маслом, содержащим элект- ропроводящие частицы, нагружают поверхности и перемещают друг относительно друга. Пропускают через узел 1 трения асимметричный переменный ток и измеряют постоянную составляющую тока с помощью блока 5. В последний вводят эталонное значение, с которым сравнивают текущее значение постоянной составляющей тока. В качестве эталонного значения выбирают постоянный ток асимметрии в режиме износа при граничном трении. В момент равенства текущего значения постоянной составляющей тока эталонному блок 5 вырабатывает управляющий сигнал начала регистрации амплитуд АЭ. Последние от пьезодатчика б поступают в усилитель.7, акусто-эмиссионный прибор 8, амплитудный анализатор 9 импульсов и через блок 10 связи-в ЭВМ 11, С помощью последней определяют информационную энтропию распределения плотности вероятности амплитуд сигналов АЭ по формуле

н ..

t1

где Wi - количество импульсов в 1-м канале; Nf- суммарное количество импульсов по п каналов.

По величине Н судят о характере разрушения (вязкое или хрупкое) поверхностных

пленок вторичных структур и степени насыщения кислородом поверхностей трения.

При режиме граничного трения постоянная составляющая тока складывается из 5 постоянного тока асимметрии и выпрямленной граничными слоями смазки и пленками вторичных структур части переменного тока (фиг,2, участок А).

Режиму трения, характеризуемому ме0 таллическим контактом поверхностей, схватыванием и износом, соответствует постоянная составляющая тока, равная постоянному току асимметрии (фиг.2, участок Б). В гидррдинамическом режиме трения

5 постоянная составляющая тока в цепи отсутствует (фиг.2, участок В). Однако, при наличии электропроводящих частиц в смазке эта составляющая не меньше постоянного тока асимметрии (фиг.2, участки в , в) и

0 зависит от количества частиц.

Пример. Испытания проводят на машине трения 2070 СМТ - 1 на узле трения ролик-колодка. Ролик изготовлен из стали ШХ - 15 (HRC 60 ... 62) диаметром 40 мм и

5 шириной 10 мм, колодка - из той же стали. Скорость скольжения 0,7 - 1 ;5 м/с, нагрузка 100 - 2000 Н. Смазывание осуществляют вазелиновым маслом с 3% (по массе) графита. Используют источник 3 переменного то0 ка Тр.ЦФ 4.700.027, источник 4 постоянного тока ИП.С 4-0,1, пьезодатчик 6 ЦТС - 19, предварительный усилитель 7 из комплекта АФ - 15, акусто-эмиссионный прибор АО - 15,.амплитудный анализатор АИ-4096-90,

5 блок 10 связи БПА 2 - 97. ЭВМ 11 - Искра - 1256. Количество каналов п - 4096, диапазон одного канала 2.5 мВ, коэффициент усиления К 64 дБ. Эталонное значение постоянной составляющей тока 0,15 мА.

0 Результаты контроля режимов трения сведены в таблицу.

При ,7 разрушение вторичных структур носит вязкий характер, при ,9 - хрупкий характер. Соответственно по коли5 чественному химическому анализу кислорода в поверхностных слоях, выполненному сканирующим микроскопом КЭМСКАН- 4 ДВ, насыщение составляет до 10 и 20%. Формулаизобретения

0 Способ контроля режима трения металлических поверхностей узла трения, заклю- чающийся в том, что смазанные и нагруженные поверхности перемещают одну относительно другой, пропускают через

5 узел трения асимметричный переменный ток и измеряют постоянную составляющую, по которой определяют режим трения, о т- л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения дострверности.результатов при наличии

в смазке электропроводящих частиц, опре- дел я ют постоя н ную соста вл я ющу ю тока п ри износе в режиме граничного трения которую принимают в качестве эталонного значения, в ходе перемещения поверхностей узла трения регистрируют момент равенства текущего значения постоянной составляющей тока эталонному, при котором измеряют амплитуды сигналов акустической эмиссии и определяют информационную энтропию Н распределения плотности вероятности амплитуд сигналов акустической эмиссии из соотношения

0

L. - NI , NI . Tj..

I N

где NI и NI - соответственно количество импульсов в i-M канале и суммарное количество импульсов акустической эмиссии, а по величине энтропии судят о характере разрушения поверхностных пленок вторичных структур и степени насыщения кислородом поверхностей трения, которые дополнительно учитывают при определении режима трения.

Изобретение относится к способам контроля режима трения металлических поверхностей узла трения при смазке маслом с электропроводящими частицами. Целью изобретения является повышение достоверности результатов при смазке маслом с частицами. Смазанные и нагруженные поверхности узла 1 трения перемещают относительно друг друга, пропускают через узел асимметричный переменный ток и регистрируют постоянную составляющую тока. В момент равенства последней эталонному значению регистрируют амплитуды сигналов акустической эмиссии (АЭ) с помощью пьезодатчика 6, усилителя7, акустоэмиссионного прибора 8, амплитудного анализатора 9 импульсов АЭ. Затем определяют информационную энтропию H распределения плотности вероятности амплитуд сигналов АЭ с помощью ЭВМ 11, а по величине H судят о характере разрушения вторичных структур и степени насыщения кислородом поверхностей узла 1 трения. 1 табл., 2 ил.

Пшгюянный тонасиметрии

ff

в