SU1698699A1 - Способ испытани на изнашивание покрытий, имеющих переменные физико-механические свойства по глубине - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к трибологии. Цель изобретени  - повышение точности результатов испытаний. Изготавливают образец , сопр гают его покрытие с контробразцом и нагружают сжимающей силой. С помощью центросместител  со вмещают ось вращени  подложки образца с ее геометрической осью и привод т во вращение. Периодически останавливают вращение образца, совмещают в одной плоскости ось вращени  подложки, участки наибольшей и наименьшей толщины покрыти , ось вращени  контрообразца и снимают показани  с средства измерени . Далее поворачивают образец на 180° и так же снимают показани . Сравнивают оба показани  и при вы влении разности,  вл ющейс  эксцентриситетом, устран ют ее, смеща  ось вращени  подложки в сторону эксцентриситета на половину его величины . 6 ил. С/)

Description

Изобретение относитс  к технике исследовани  триботехнических свойств материалов покрытий, имеющих переменные физико-механические свойства по глубине.

Известен способ испытани  на изнашивание покрытий, имеющих переменные физико-механические свойства по глубине, заключающийс  в том, что на, цилиндрическую подложку нанос т покрытие плавно измен ющейс  толщины таким образом, что участки наибольшей и наименьшей толщины диаметрально противоположны, привод т подложку с покрытием в контакт с цилиндрическим контробразцом, осуществл ют вращение подложки и определ ют износ покрыти .

Существенным недостатком известного способа  вл етс  низка  точность результатов испытани , так как не учитываетс  различна  скорость изнашивани  покрыти  по глубине.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ ис- пытани  на изнашивание покрытий, имеющих переменные физико-механические свойства по глубине, заключающийс  в том, что на цилиндрическую подложку нанос т покрытие плавно измен ющейс  толщины таким образом, что участки наибольшей и наименьшей толщины диаметрально противоположны, привод т подложку с покрытием в контакт с цилиндрическим контробразцом, осуществл ют вращение подложки, смещают ось вращени  подложки от ее геометрической оси в сторону покрыти  большей толщины и определ ют

О

чэ

00

Оч

чэ ю

износ покрыти  на участках наибольшей и наименьшей толщины.

Недостатком данного способа  вл етс  низка  точность результатов испытани , так как не учитываетс  в процессе испытани  различна  скорость изнашивани  покрыти  по глубине,

Целью изобретени   вл етс  повышение точности результатов испытани  путем учета различной скорости изнашивани  покрыти  по глубине.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу испытани  на изнашивание покрытий, имеющих переменные физико-механические свойства по глубине, заключающемус  в том, что на цилиндрическую подложку нанос т покрытие плавно измен ющейс  толщины таким образом, что участки наибольшей и наименьшей толщины диаметрально противоположны, привод т подложку с покрытием в контакт с цилиндрическим контробразцом, осуществл ют вращение подложки, смещают ось вращени  подложки от ее геометрической оси и определ ют износ покрыти  на участках наибольшей и наименьшей толщины, при этом в начале испытани  совмещают ось вращени  подложки с ее геометриче- скрй осью, в процессе вращени  подложки периодически фиксируют эксцентриситет изнашиваемой поверхности покрыти  относительно оси вращени  подложки, а смещение оа вращени  подложки осуществл ют каждый раз в сторону эксцентриситета на половину его величины.

На фиг. 1 изображено устройство, реализующее данный способ общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 4; на фиг. 4 - вид В на фиг. 3; на фиг, 5 - вид Г на фиг. 3; на фиг. 6 - установленное на образце приспособление дл  измерени  износа участка наименьшей толщины покрыти , общий вид,

Устройство дл  реализации способа содержит основание 1, на котором расположен шпиндельный узел 2 с держателем 3 кснтробразца 4 и кронштейн 5. На кронштейне 5 шарнирно установлена с возможностью перемещени  относительно держател  3 контробразца 4 каретка 6 с механизмом 7 нагружени . Держатель 3 контробразца 4 кинематически св зан с приводом 8. На основании 1 установлена также стойка 9 с средством 10 измерени  перемещени  каретки б, например, головкой измерительной пружиной ИГПВ, Основными част ми каретки 6  вл ютс ; держатель 11 образца 12, центросмести- тель 13, вал 14с подшипниками и корпус 15. Вал 14 кинематически св зан с приводом 8.

Центросместитель 13 состоит из закрепленной на валу 14 планшайбы 16с микрометрическим винтом 17, имеющей центрально расположенные направл ющие 18 в форме

ласточкина хвоста, в которых установлены салазки 19. На салазках 19 жестко закреплены держатель 11 образца 12 и гайка 20 микрометрического винта 17. Салазки 19 имеют отверстие 21, в котором находитс 

фиксатор 22 углового положени  образца 12. К образцу 12 фиксатор 22 прижимаетс  пружиной 23. На цилиндрической поверхности планшайбы 16 нанесены диаметрально противоположно друг другу две маркк 4

(штрихи), а на корпусе 15 одна марка 25 Марки нанесены так, что при совмещении любой из марок 24 на планшайбе 1 б и марки 25 на корпусе 15 каретки б оси держател  3 контробразца 4, держател  11 образца 12,

вала 14, винта 17 и фиксатора 22 устанавливаютс  в одну плоскость.

Образец 12 дл  реализации способа имеет форму ролика, образованного подложкой 26 с посадочным отверстием 27 и испытуемым покрытием 28, имеющим переменные по глубине расположени  .от изнашиваемой рабочей поверхности физико-механические свойства. Толщина покрыти  28 материала плавно измен етс  по периметру таким образом, что участки наибольшей и наименьшей толщины диаметрально противоположны и лежат в одной плоскости с центром посадочного отверсти 

27, а наружна  цилиндрическа  поверхность покрыти  28 концентрична оси вращени  образца 12. На одной из боковых поверхностей подложки 26 образца 12 выполнены два углублени  в виде клиновид-.

ных канавок 29 одинаковой длины, не выход щих на покрытие 28. Оси этих канавок 29 лежат в плоскости, проход щей через участок наименьшей толщины испытуемого покрыти  28, центр посадочного отверсти 

27 и участок наибольшей толщины. Тчкое расположение канавок 29 позвол ет точно базировать образец 12 на держателе в то же врем  устран ет вли ние канавок 29 на динамические свойства образца 12. На

другой боковой поверхности подложки 26 образца 12 выполнены три углублени , не выход щие на покрытие 28, в виде таких же клиновидных канавок 29. Оси этих канавок 29 проход т через центр посадочного отверсти  27 и расположены под углом 120° друг к другу, при этом ось одной из канавок лежит в плоскости, проход щей через участок наименьшей толщины испытуемого покрыти  28 и центр посадочного отверсти  27, Такое расположение канавок 29 на боковой

поверхности образца 12 позвол ет точно базировать его на средстве измерени  из- носов цилиндрической поверхности, точно базировать на нем средство измерени  износа участка наименьшей толщины покрыти  28 и в врем  устран ет вли ние канавок 29 на динамические свойства образца 12. Наименьша  толщина покрыти  28 при этом должна быть не менее величины , достаточно достоверно измер емой используемым при данных исследовани х средством измерени  износов.

В качестве средства измерени  износа участка наименьшей толщины испытуемого покрыти  28 используетс  приспособление, состо щее из Г-образного корпуса 30, измерительной головки 31, например, типа микатор и трех упоров 32, снабженных сферическими наконечниками 33. Упоры 32 образуют в плане равносторонний треугольник , при этом ось измерительного стержн  головки 31. ось ближайшего к головке упора 32 и проведенна  мысленно из него медиана треугольника лежат в одной плоскости .

Способ реализуетс  следующим образом .

Берут заготовку подложки 26 в виде валика с центровыми отверсти ми и, враща  его, нанос т на цилиндрическую поверхность покрытие 28, например, путем наплавки . Далее из заготовки вырезают ролик, шлифуют его боковые поверхности (торцы) и растачивают посадочное отверстие 27 эксцентрично наружной цилиндрической поверхности покрыти  28 с величиной эксцентриситета, равной половине разности наибольшей и наименьшей толщины покрыти  28. Затем фрезеруют на одной из боковых поверхностей подложки 26 по линии, проход щей через центр наружной цилиндрической поверхности ролика и центр посадочного отверсти  27, т.е по линии наибольшего эксцентриситета, две клиновидные канавки 29 одинаковой длины не выход щие на покрытие 28. На второй боковой поверхности подложк1 26 фрезеруют три такие же канавки 29 одинаковой длины , не выход щие на покрытие 28. Оси этих канавок 29 проход т через центр посадочного отверсти  27 и расположены под углом 120° друг к другу, при этом ось одной из них лежит на линии наибольшего эксцентриситета в направлении большего рассто ни  от центра посадочного отверсти  27 до наружной поверхности ролика. После чего ролик базируют по посадочному отверстию 27 и осуществл ют шлифование наружной цилиндрической поверхности до устранени  эксцентриситета.

Изготовленный таким образом.образец

12 устанавливают на кругломер, например модель 290, так, чтобы три клиновидные канавки 29 образца 12, расположенные на одной из его сторон, опирались на сферические наконечники, размещенные на кругломере и образующие в плане равносторонний треугольник упоров. Осуществл ют в пол рных координатах при выбранном масштабе профилографирование рабочей поверхности покрыти  28 путем непрерывного или дискретного ее ощупывани  при вращающемс  шпинделе кругломера. Далее образец 12 снимают с кругломера и устанавливают на держатель

11 устройства так, чтобы конус фиксатора 22 полностью вошел в углубление одной из двух диаметрально противоположных клиновидных канавок 29. После установки на держатель 3 контробраэца 4 нагружают образец 12 и контробразец 4 с помощью механизма нагружени  7 сжимающей силой, Затем, поворачива  планшайбу 16, совмещают одну из марок 24 на ее цилиндрической поверхности с маркой 25 на корпусе

каретки 15 и считывают показани  с индикатора средства 10 измерени . Эту операцию повтор ют дл  другой марки 24 планшайбы 16. Далее сравнивают оба показани  средства 10 измерени  и при вы влении разности , т.е. наличи  эксцентриситета, устран ют последний, враща  микрометрический винт 17 и перемеща  тем самым салазки 19 и держатель 11 с образцом 12 в плоскости, проход щей через участок наименьшей толщины испытуемого покрыти  28, центр посадочного отверсти  27 и участок наибольшей толщины. Величина перемещени  должна быть равна половине вы вленной разности. Затем с помощью

приспособлени  дл  измерени  износа участка наименьшей толщины покрыти  28 определ ют величину отсчета износа участка наименьшей толщины, Дл  этого помещают сферические наконечники 33 упоров 32 в

три клиновидные канавки 29 образца 12 и, прижав приспособление к образцу 12, считывают показани  с индикатора головки 31. После этого измерени  включают привод 8 устройства. Через некоторый период времени привод 8 выключают и повтор ют, как и после установки образца 12 на держатель 11, операции по определению и устранению эксцентриситета, вызванного различными скорост ми изнашивани  поверхности участка наименьшей толщины и поверхности

участка наибольшей толщины покрыти  28. С помощью приспособлени  дл  измерени  износа участка наименьшей толщины покрыти  28 определ ют также накопившийс  за этот период работы устройства износ уча- стка наименьшей толщины. После этих изменений привод 8 включают. Весь комплекс выше описанных операций повтор ют до тех пор. пока полностью не износитс  элементарный участок наименьшей толщины покрыти  28. Далее образец 12 устанавливают на кругломер и снимают с изношенной рабочей поверхности покрыти  28 профилограмму, как и при первом профилографировании. Разность этих двух профилограмм  вл етс  круглограммой износа покрыти  28 образца в пол рных координатах . Дискретную величину износа испытуемого покрыти  на некоторой глубине определ ют как среднее между иэмере- ни ми иэносов покрыти  28 в направлении двух радиус-векторов, выход щих из центра посадочного отверсти  27 и образующих с пол рной осью, проход щей через участок наименьшей или наибольшей толщины и центр посадочного отверсти  27, положительный и отрицательный пол рные углы, равные по абсолютной величине.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ испытани  на изнашивание покрытий , имеющих переменные физико-механические свойства по глубине, заключающийс  в том, что на цилиндрическую подложку нанос т покрытие плавно измен ющейс  толщины таким образом что участки наибольшей и наименьшей толщины диаметрально противоположны, привод т подложку с покрытием в контакт с цилиндрическим контробразцом, осуществл ют вращение подложки, смещают ось вращени  подложки от ее геометрической оси и определ ют износ покрыти  на участках наибольшей и наименьшей толщины, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности результатов испытани  путем учета различной скорости изнашивани  покрыти  по глубине, в начале испытани  совмещают ось вращени  подложки с ее геометрической осью, в процессе вращени  подложки периодически измер ют эксцентриситет изнашиваемой поверхности покрыти  относительно оси вращени  подложки, а смещение оси вращени  подложки осуществл ют каждый раз в сторону эксцентриситета на половину его величины.

   6

   10 9 4 Ј

   .

   &

   &

   А-А

   Ы 13 Р г Ј5

   уг

   Ф&г. Ј

   6-6

   Фиг. 3

   Ј6

   &

   &

   В Г

   Фиг. S

   за

   33 JW

   &АУ: #

   Составитель Н.Вартанова Редактор М.Недолуженко Техред М.Моргентал

   2

   29

   Корректор Т.Малец