Способ определения степени повреждения образца в виде ролика для испытания материалов зубчатых колес на контактную усталость Советский патент 1991 года по МПК G01N3/56 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при испытаниях материалов зубчатых колес на контактную усталость.

Цель изобретения - повышение точности и снижение трудоемкости за счет исключения ручного подсчета площади выкрашивания и возможности определения степени повреждения боковой поверхности ролика без остановки испытательной машины.

На фиг 1 представлена развертка метки, наносящейся на боковую поверхность основного ролика, план; на фиг. 2 - зависимость интенсивности отраженного луча света от длины окрашенной части окружности в сечениях ролика; на фиг 3 - зависимость степени повреждения боковой поверхности ролика от числа циклов по предлагаемому (а) и известному (б) способам.

Способ осуществляют следующим образом.

Перед испытанием ролики обкатывают т.о получения глянца на боковой поверхности основного ролика, затем на боков ю поверхность ролика наносят TIIIIOI р;нрск ю краску в виде метки, имеющей в плане форму прямоугольного треугольника, катетами которого являются развертка окружности основания и образующая ротика Вдоль образующей вращающегося основного ролика перемещают направленный на боковую поверхность луч источника света, на пример лазера, при помощи фотоприемника воспринимают отраженный луч и определяют зависимость интенсивности отраженного луча от длины закрашенной части окружности ролика в ряде сечений 3 (Л После чего удаляют метку и проводят испытания до

,.

ъз оэ

00

со

выкрашивания поверхности, после чего проводят измерение интенсивности отраженного светового потока, по зависимости Јф) определяют длину поврежденной дуги в сечениях и фактическую степень повреждения ролика.

Для осуществления предлагаемого способа роликовая машина дополнительно снабжена кареткой, имеющей возможность перемещаться вдоль образующей основного ролика. На каретке смонтированы излучатель лазера ИЛГН-204 и фотоприемник, которые ориентированы так, что при работе излучателя луч падает на боковую поверхность ролика, а отраженный луч - на фотоприемник.

Для испытания применяют гладкие роли- ковые образцы, изготовленные из стали 45 закаленной твердостью HRC 32-35. Ширина роликов - основного 34 мм, дополнительно 38 мм. Скорость скольжения составляет 0,17 м/с, а относительное скольжение 3,7%. Все испытания проводились с маслом индустриальным под нагрузкой, которая создает в контакте роликов напряжения сжатия 1198 мПа, т. е. выше предела контактной выносливости.

Ролики обкатывают под нагрузкой с целью получения глянцевой боковой поверхности основного ролика. При обкатке на протяжении 80 тыс. циклов вследствие сми- нания микронеровностей поверхности ролика под нагрузкой получают желаемый глянец. После этого основной ролик обезжиривают и наносят на его боковую поверхность слой краски в виде треугольной метки (фиг. 1) При этом применяют типографскую краску. Затем на вращающийся без контактирования с дополнительным роликом основной ролик направляют луч лазера и при перемещении каретки вдоль образующей ролика от сечения О до сечения фиксируют показания фотоприемника (фиг. 2).

Затем очищают поверхность ролика и проводят испытания. Определение степени выкрашивания боковой поверхности ролика проводят через каждые 5 ч опыта; после появления питтинга по мере накопления повреждений этот интервал времени уменьшается до 0,5 ч. Ипытания прекращают при значительной вибрации испытательной машины.

Для установления степени соответствия данных, полученных предлагаемым способом, данным, полученным по известному способу, одновременно проводят фотосъемку боковой поверхности ролика. Состояние боковой по- верхности фиксируют на 24 негатива при

0

0

5 0 5

rj 5

0

последовательном повороте вала основного ролика на 15° с помощью делительного устройства.

Измерение обоими способами дублируют пять раз. Результирующие кривые по данным, полученным предлагаемым (фиг. 3 а) и известным (фиг. 3 б) способами определяют как средние арифметические пяти измерений. При каждом измерении по предлагаемому способу степень повреждения боковой поверхности определяют как среднее арифметическое степеней повреждения в каждом сечении. Для этого используют зависимость длины выкрашенной части окружности в данном сечении от интенсивности светового излучения (фиг. 2). Среднеквадратичное отклонение в случае определения степени повреждения по известному способу в 1,24 раза превышает эту величину в случае измерения по предлагаемому способу.

Формула изобретения

Способ определения степени повреждения образца в виде ролика для испытания материалов зубчатых колес на контактную усталость,заключающийся в том, что нагружают вращающиеся в контакте образцы в виде основного и дополнительного роликов до выкрашивания, определяют площадь выкрошенной поверхности и по ее отношению к площади боковой поверхности основного ролика определяют степень повреждения его поверхности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и снижения трудоемкости, перед нагружением на боковую поверхность основного ролика наносят краску в виде метки, имеющей в плане форму прямоугольного треугольника, катетами которого являются развертка окружности основания и образующие ролика, перемещают вдоль образующей основного ролика в процессе его вращения источник света с направленным на его боковую поверхность лучом и фотоприемник, регистрирующий отраженный луч, определяют зависимость интенсивности отраженного света от длины окрашенной части окружности сечений ролика, после чего останавливают основной ролик и удаляют метку, затем в процессе нагружения определяют интенсивность отраженного света, а по зависимости интенсивности отраженного света от длины окрашенной части окружности в сечениях определяют длину поврежденной дуги в сечении и площадь выкрошенной поверхности основного ролика.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к испытаниям материалов зубчатых колес на контактную усталость. Целью изобретения является повышение точности, и снижение трудоемкости способа. В соответствии с данным способом ролики обкатывают до получения глянцевой боковой поверхности, на которую наносят треугольную метку, перемещают в дочь образующей вращающегося ролика источник света с направленным на боковую поверхность лучом и фотоприемник, воспринимающий отраженный луч, определяют зависимость интенсивности отраженного светового потока от длины закрашенной части окружности ролика в ряде сечений 1 . /). снимают краску, проводят испытания и после получения выкрашивания повторяют измерение интенсивности отраженного светового потока, по зависимости fQ} определяют длину поврежденной дуги в этих сечениях и фактическую степень повреждения ролика 3 ил

и8ых,В

7

12345 6789 10 Участки

Фие.2

Фиг.

Фиг.Ъ