CN104458555B - 一种内燃机轴瓦穴蚀试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种内燃机轴瓦穴蚀试验方法，包括制作轴瓦试件、清洗烘干后初始称重、放入盛水容器、超声波振荡、宏观形貌观察拍照和试验后烘干称重等步骤。本发明通过模拟穴蚀的形成条件，使轴瓦试件发生穴蚀现象，并得出穴蚀后的形貌变化图像及质量损失率，以此来判断轴瓦材料的耐穴蚀能力，具有试验操作简单、方便，测试时间短，结果准确、可靠等特点。
Description
技术领域
本发明属于轴瓦性能试验的技术领域，特别涉及内燃机轴瓦的穴蚀试验方法。
背景技术
内燃机轴瓦在运行过程中，在高压油作用下，极易产生穴蚀现象。穴蚀使轴瓦表面涂层材料脱落，造成影响带涂层轴瓦的外观，严重情况下会造成衬层合金材料表面划痕、凹坑，深至钢背并使钢背形成凹坑等，使轴瓦局部早期疲劳失效；供油量或油压降低；影响轴瓦的使用，严重情况下会造成轴瓦早期失效。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种内燃机轴瓦穴蚀试验方法，以试验轴瓦材料的耐穴蚀能力。
本发明的技术方案如下：一种内燃机轴瓦穴蚀试验方法，包括以下步骤：
1)制作轴瓦试件(1)，该轴瓦试件(1)为矩形平板结构，且轴瓦试件(1)的材料与实际轴瓦的材料一致；
2)清洗轴瓦试件(1)的表面油污和杂物，清洗后将轴瓦试件(1)放入烘箱中，在105℃下烘干50-70分钟，然后放置在干燥器中冷却到室温，取出轴瓦试件(1)用电光分析天平称重，得出初始重量；
3)将轴瓦试件(1)固定在定位装置(2)上，然后放入盛水的容器(3)中，使轴瓦试件(1)的测试面朝向容器(3)内放置的超声波振荡器(4)，轴瓦试件(1)和超声波振荡器(4)均浸没在水中，且轴瓦试件(1)与超声波振荡器(4)之间具有0.5-1mm的间隙，所述容器(3)中的水温由恒温装置(5)控制，使整个试验过程水温恒定为18-22℃；
4)开启超声波振荡器(4)作用10-30分钟，使超声波振荡器(4)对轴瓦试件(1)发出20-28KHz的谐振频率；
5)关闭超声波振荡器(4)，取出轴瓦试件(1)，并对轴瓦试件(1)的测试面进行宏观形貌观察拍照；
6)将轴瓦试件(1)放入烘箱中在105℃下烘干50-70分钟，然后放置在干燥器中冷却到室温，取出轴瓦试件(1)用电光分析天平称重，得出试验后重量。
本发明模拟穴蚀试验，由一台超声波振荡器在水中对轴瓦试件发出振荡频率。水(自来水或蒸馏水)作为介质，由于其密度大，试验中受到超声波发出的冲击波影响，在恒定温度下形成汽化，形成气爆条件。轴瓦试件为一平板，蒸汽水泡的内爆引起穴蚀。试验结束后，通过拍照可以宏观观察轴瓦试件穴蚀后的形貌变化，通过比较轴瓦试件试验后重量与初始重量的差值，并结合轴瓦试件的尺寸，即可得出轴瓦试件单位面积的质量损失率。本发明通过形貌观察情况及质量损失率，可以对轴瓦试件的穴蚀情况进行综合评价，从而判断轴瓦材料的耐穴蚀能力，为轴瓦材料抗穴蚀性能研究提供了可靠地依据。
作为优选，所述恒温装置(5)、定位装置(2)和超声波振荡器(4)基本位于一条直线上，且定位装置(2)位于恒温装置(5)与超声波振荡器(4)之间。
作为优选，所述电光分析天平的精度为0.1mg。
有益效果：本发明通过模拟穴蚀的形成条件，使轴瓦试件发生穴蚀现象，并得出穴蚀后的形貌变化图像及质量损失率，以此来判断轴瓦材料的耐穴蚀能力，具有试验操作简单、方便，测试时间短，结果准确、可靠等特点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1所示，试验所需要的装置由定位装置2、容器3、超声波振荡器4、恒温装置5和电源6等构成。其中，容器3优选为上端敞口的方箱，用于盛装自来水或蒸馏水。在容器3中设置定位装置2、超声波振荡器4和恒温装置5，超声波振荡器4的工作频率为20-28KHz，该超声波振荡器4由容器3外面的电源6供电。定位装置2位于超声波振荡器4的正面，用于固定轴瓦试件1，使试验过程中轴瓦试件1保持固定状态及保证轴瓦试件1与超声波振荡器4之间的固定间距，定位装置2的具体结构根据实际需要确定。恒温装置5与定位装置2及超声波振荡器4基本位于一条直线上，且定位装置2位于恒温装置5与超声波振荡器4之间。
实施例1
内燃机轴瓦穴蚀试验方法包括以下步骤：
1)制作轴瓦试件1，该轴瓦试件1为矩形平板结构，且轴瓦试件1的材料与实际轴瓦的材料一致；
2)清洗轴瓦试件1的表面油污和杂物，清洗后将轴瓦试件1放入烘箱中，在105℃下烘干50分钟，然后放置在干燥器中冷却到室温，取出轴瓦试件1用电光分析天平称重，得出初始重量，电光分析天平的精度优选为0.1mg；
3)将轴瓦试件1固定在定位装置2上，然后放入盛水的容器3中，使轴瓦试件1的测试面正对超声波振荡器4，轴瓦试件1和超声波振荡器4均浸没在水中，且轴瓦试件1与超声波振荡器4之间具有0.5mm的间隙，容器3中的水温由恒温装置5控制，使整个试验过程水温恒定为18℃；
4)开启超声波振荡器4作用10分钟，使超声波振荡器4对轴瓦试件1发出28KHz的谐振频率；
5)关闭超声波振荡器4，取出轴瓦试件1，并对轴瓦试件1的测试面进行宏观形貌观察拍照；
6)将轴瓦试件1放入烘箱中在105℃下烘干50分钟，然后放置在干燥器中冷却到室温，取出轴瓦试件1用电光分析天平称重，得出试验后重量，电光分析天平的精度优选为0.1mg。
实施例2
内燃机轴瓦穴蚀试验方法包括以下步骤：
1)制作轴瓦试件1，该轴瓦试件1为矩形平板结构，且轴瓦试件1的材料与实际轴瓦的材料一致；
2)清洗轴瓦试件1的表面油污和杂物，清洗后将轴瓦试件1放入烘箱中，在105℃下烘干60分钟，然后放置在干燥器中冷却到室温，取出轴瓦试件1用电光分析天平称重，得出初始重量，电光分析天平的精度优选为0.1mg；
3)将轴瓦试件1固定在定位装置2上，然后放入盛水的容器3中，使轴瓦试件1的测试面正对超声波振荡器4，轴瓦试件1和超声波振荡器4均浸没在水中，且轴瓦试件1与超声波振荡器4之间具有0.75mm的间隙，容器3中的水温由恒温装置5控制，使整个试验过程水温恒定为20℃；
4)开启超声波振荡器4作用20分钟，使超声波振荡器4对轴瓦试件1发出24KHz的谐振频率；
5)关闭超声波振荡器4，取出轴瓦试件1，并对轴瓦试件1的测试面进行宏观形貌观察拍照；
6)将轴瓦试件1放入烘箱中在105℃下烘干60分钟，然后放置在干燥器中冷却到室温，取出轴瓦试件1用电光分析天平称重，得出试验后重量，电光分析天平的精度优选为0.1mg。
实施例3
内燃机轴瓦穴蚀试验方法包括以下步骤：
1)制作轴瓦试件1，该轴瓦试件1为矩形平板结构，且轴瓦试件1的材料与实际轴瓦的材料一致；
2)清洗轴瓦试件1的表面油污和杂物，清洗后将轴瓦试件1放入烘箱中，在105℃下烘干70分钟，然后放置在干燥器中冷却到室温，取出轴瓦试件1用电光分析天平称重，得出初始重量，电光分析天平的精度优选为0.1mg；
3)将轴瓦试件1固定在定位装置2上，然后放入盛水的容器3中，使轴瓦试件1的测试面正对超声波振荡器4，轴瓦试件1和超声波振荡器4均浸没在水中，且轴瓦试件1与超声波振荡器4之间具有1mm的间隙，容器3中的水温由恒温装置5控制，使整个试验过程水温恒定为22℃；
4)开启超声波振荡器4作用30分钟，使超声波振荡器4对轴瓦试件1发出20KHz的谐振频率；
5)关闭超声波振荡器4，取出轴瓦试件1，并对轴瓦试件1的测试面进行宏观形貌观察拍照；
6)将轴瓦试件1放入烘箱中在105℃下烘干70分钟，然后放置在干燥器中冷却到室温，取出轴瓦试件1用电光分析天平称重，得出试验后重量，电光分析天平的精度优选为0.1mg。
实施例4
内燃机轴瓦穴蚀试验方法包括以下步骤：
1)制作3个轴瓦试件1并做好相应标记，该轴瓦试件1为矩形平板结构，且轴瓦试件1的材料与实际轴瓦的材料一致；
2)清洗各轴瓦试件1的表面油污和杂物，清洗后将3个轴瓦试件1放入烘箱中，在105℃下烘干60分钟，然后放置在干燥器中冷却到室温，取出轴瓦试件1分别用电光分析天平称重，得出各轴瓦试件1的初始重量，电光分析天平的精度优选为0.1mg；
3)将第一个轴瓦试件1固定在定位装置2上，然后放入盛水的容器3中，使第一个轴瓦试件1的测试面正对超声波振荡器4，第一个轴瓦试件1和超声波振荡器4均浸没在水中，且第一个轴瓦试件1与超声波振荡器4之间具有1mm的间隙，容器3中的水温由恒温装置5控制，使整个试验过程水温恒定为20℃；
4)开启超声波振荡器4作用10分钟，使超声波振荡器4对第一个轴瓦试件1发出28KHz的谐振频率；
5)关闭超声波振荡器4，取出第一个轴瓦试件1，并对第一个轴瓦试件1的测试面进行宏观形貌观察拍照；
6)将第二个轴瓦试件1固定在定位装置2上，然后放入盛水的容器3中，使第二个轴瓦试件1的测试面正对超声波振荡器4，第二个轴瓦试件1和超声波振荡器4均浸没在水中，且第二个轴瓦试件1与超声波振荡器4之间具有1mm的间隙，容器3中的水温由恒温装置5控制，使整个试验过程水温恒定为20℃；
7)开启超声波振荡器4作用10分钟，使超声波振荡器4对第二个轴瓦试件1发出28KHz的谐振频率；
8)关闭超声波振荡器4，取出第二个轴瓦试件1，并对第二个轴瓦试件1的测试面进行宏观形貌观察拍照；
9)将第三个轴瓦试件1固定在定位装置2上，然后放入盛水的容器3中，使第三个轴瓦试件1的测试面正对超声波振荡器4，第三个轴瓦试件1和超声波振荡器4均浸没在水中，且第三个轴瓦试件1与超声波振荡器4之间具有1mm的间隙，容器3中的水温由恒温装置5控制，使整个试验过程水温恒定为20℃；
10)开启超声波振荡器4作用10分钟，使超声波振荡器4对第三个轴瓦试件1发出28KHz的谐振频率；
11)关闭超声波振荡器4，取出第三个轴瓦试件1，并对第三个轴瓦试件1的测试面进行宏观形貌观察拍照；
12)将3个轴瓦试件1放入烘箱中在105℃下烘干60分钟，然后放置在干燥器中冷却到室温，取出3个轴瓦试件1分别用电光分析天平称重，得出试验后重量，电光分析天平的精度优选为0.1mg。
以上试验结束后，通过拍照可以宏观观察轴瓦试件穴蚀后的形貌变化，通过比较轴瓦试件试验后重量与初始重量的差值，并结合轴瓦试件的尺寸，即可得出轴瓦试件单位面积的质量损失率。
以上实施例中，轴瓦试件1的规格优选为长100mmX宽34mmX厚3mm；轴瓦试件1的主体材料为钢背+铝基轴承合金或铜基轴承合金，表面涂层材料为铅锡铜合金或非金属合成材料等。轴瓦试件1的规格可以根据实际需要确定，轴瓦试件1的材料为现有技术，在此不作赘述。
Claims (3)
1.一种内燃机轴瓦穴蚀试验方法，其特征在于包括以下步骤：
1)制作轴瓦试件(1)，该轴瓦试件(1)为矩形平板结构，且轴瓦试件(1)的材料与实际轴瓦的材料一致；
2)清洗轴瓦试件(1)的表面油污和杂物，清洗后将轴瓦试件(1)放入烘箱中，在105℃下烘干50-70分钟，然后放置在干燥器中冷却到室温，取出轴瓦试件(1)用电光分析天平称重，得出初始重量；
3)将轴瓦试件(1)固定在定位装置(2)上，然后放入盛水的容器(3)中，使轴瓦试件(1)的测试面朝向容器(3)内放置的超声波振荡器(4)，轴瓦试件(1)和超声波振荡器(4)均浸没在水中，且轴瓦试件(1)与超声波振荡器(4)之间具有0.5-1mm的间隙，所述容器(3)中的水温由恒温装置(5)控制，使整个试验过程水温恒定为18-22℃；
4)开启超声波振荡器(4)作用10-30分钟，使超声波振荡器(4)对轴瓦试件(1)发出20-28KHz的谐振频率；
5)关闭超声波振荡器(4)，取出轴瓦试件(1)，并对轴瓦试件(1)的测试面进行宏观形貌观察拍照；
6)将轴瓦试件(1)放入烘箱中在105℃下烘干50-70分钟，然后放置在干燥器中冷却到室温，取出轴瓦试件(1)用电光分析天平称重，得出试验后重量。
2.根据权利要求1所述的一种内燃机轴瓦穴蚀试验方法，其特征在于：所述恒温装置(5)、定位装置(2)和超声波振荡器(4)基本位于一条直线上，且定位装置(2)位于恒温装置(5)与超声波振荡器(4)之间。
3.根据权利要求1所述的一种内燃机轴瓦穴蚀试验方法，其特征在于：所述电光分析天平的精度为0.1mg。
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