[pic] где ?b - глубина отпечатка, С - диаметр проекции отпечатка на испытуемой поверхности (индексы 1 и 2 соответствуют измерениям диаметра до и после испытания), Z - коэффициент пропорциональности, постоянный по всей глубине отпечатка, если отпечаток выполнен конусом с углом при вершине ? - 120°, Z - 3,464 тогда:
[pic]
Получение отпечатков с помощью шариков приводит к большой погрешности, т. к. в этом случае форма отпечатков вследствие упругого восстановления получается отличной от формы шарика, а необходимые поправки производить сложно, потому что они зависят не только от свойств испытуемого материала, но и от величины отпечатка. Основными отрицательными явлениями при всяком вдавливании следует считать упругое восстановление исследуемого материала, но и от величины отпечатка. Основным отрицательным явлениями при всяком вдавливании следует считать упругое восстановление исследуемого металла и выдавливание части металла, которое образует возвышение на поверхности вокруг отпечатка. Эти явления искажают исходную шероховатость поверхности и первое определение диаметра отпечатка, а поэтому требуют выяснения величины вспучивания и деформации для того, чтобы установить, как велика будет ошибка при определении износа у различных материалов, если не учитывать эти явления. Вспучивание металла в данной работе удалялось в ручную мелкозернистым наждачным бруском или на наждачной бумаге. Такие операции производились для пары трения «диск-кольцо», где поверхности трения плоские [23]. Для пары трения «диск-колодка» вспучивание удалялось предварительной приработкой.
Время проведения эксперимента выбиралось эмпирическим путем из условия получения достоверных данных об износе.
Лунки наносились на твердомере БО-2 алмазным конусом с углом при вершине 120°. Измерение отпечатков конуса проводилось на микроскопе МЕТАМ Р- 1.
Первая серия испытаний проводилась по четырехшарикововой схеме (рис. 3.2.1.) согласно ГОСТ 9490-75. Испытания имели целью определить противоизносные свойства масел (базового и масел с присадками) и проранжировать их по способности снижать износ.
В качества параметра, оценивающего противоизносные свойства, применялся показатель износа Dи по ГОСТ 9490-75.
Показатель износа Dи определяли при постоянной нагрузке 500Н, время испытаний 60 мин.
Показателем износа Dи в миллиметрах считают среднее арифметическое значение диаметров пятен износа нижних шариков двух параллельных испытаний.
Результаты испытаний представлены в таблице 3.1.
Если показатель износа, характеризующий противоизносные свойства базового масла, равный 1,0, принять за 100%, то улучшение противоизносных свойств можно оценить в процентах по отношению к базовому маслу, что и отражено в таблице 3.1.
Вторая серия испытаний - определение коэффициента трения (антифрикционных свойств) производилась по схеме испытаний «диск-диск» (рис. З.1.). Материалы дисков соответствовали материалу шариков для четырехшариковой схемы (сталь ШХ15 HRC62). Результаты испытаний представлены в таблице 3.2.
Таблица 3.1 - значение показателей износа для различных смазочных материалов. |№ |Смазочный материал |Ср. значение |Улучшение | |п/п| |показ-ля износа |противоизносных | | | |Dи, мм |св-в, % | |1 |Индустриальное масло И-20 (базовое |1,0 |0 | | |масло) | | | |2 |И-20 с присадкой RVS |0,9 |10 | |3 |И-20 с присадкой 0128 |0,9 |10 | |4 |И-20 с присадкой 0228 |0,85 |15 | |5 |И-20 с присадкой 0328 |0,83 |17 | |6 |И-20 с присадкой ГТН-1 |0,83 |17 | |7 |И-20 с присадкой ГТН-12 |0,87 |13 |
Таблица 3.2 - Значение коэффициента трения для различных смазочных материалов. |№ |Смазочный материал |Коэффициент трения|Улучшение | |п/п| | |антифрикционных | | | | |св-в, % | |1 |Индустриальное масло И-20 (базовое |0,85 |0 | | |масло) | | | |2 |И-20 с присадкой RVS |0,075 |10 | |3 |И-20 с присадкой 0128 |0,08 |0 | |4 |И-20 с присадкой 0228 |0,072 |10 | |5 |И-20 с присадкой 0328 |0,047 |41 | |6 |И-20 с присадкой ГТН-1 |0,056 |30 | |7 |И-20 с присадкой ГТН-12 |0,064 |20 |
На основании полученных результатов, которые предоставлены в таблице 3.1 и 3.2, можно проранжировать смазочные материалы в ряд, с убыванием противоизносных и антифрикционных свойств:
1 И-20 с присадкой 0328
2 И-20 с присадкой ГТН-1
3 И-20 с присадкой ГТН-12
4 И-20 с присадкой 0228
5 И-20 с присадкой RVS
6 И-20 с присадкой 0128
7 Базовое масло
Третья серия испытаний проводилась по схеме «кольцо-кольцо» (торцы колец), рис. 3.1, согласно ГОСТ 23.224-86 «Обеспечение износостойкости изделий» по группе А.
Сравнительным экспресс испытаниям подвергались следующие материалы:
- сталь 40Х (HRC52) в сочетании с бронзой Вр. С30;
- чугун специальный ЧС (НВ210) в сочетании с серым модифицированным чугуном С4М (НВ252).
Результаты испытаний.
При испытаниях: сталь 40Х в паре с бронзой (нагрузка 800Н, скорость скольжения 0,5 м/с) в базовом масле И-20 - скорость изнашивания составила 117 мкм/ч, а коэффициент трения 0,066.
При этом микротвердость поверхностей трения:
- сталь 40Х - 5720 Мпа;
- бронза Вр. С30 - 2540 Мпа.
При испытаниях идентичных пар трения, но в масле И-20 с присадкой RVS, при идентичном нагрузочно-скоростном режиме скорость изнашивания составила 100 мкм/ч, а коэффициент трения 0,052.
- сталь 40Х - 6420 Мпа;
- бронза Вр. С30 - 2740 Мпа.
Результаты испытаний приведены в таблице 3.3.
Таблица 3.3 - Результаты испытаний пары трения сталь 40Х бронза Вр. С30. |Смазочный материал|Параметры | | |Скорость |Коэффициент |Микротвердость|Микротвердость| | |износа, мкм/ч |трения |стали, Мпа |бронзы МПа | |И-20 |117 |0,066 |5720 |2540 | |И-20 + RVS |100 |0,052 |6420 |2740 | |Улучшение свойств,|14 |21 |11 |7 | |% | | | | |
При испытаниях: чугун специальный ЧС в паре с серым модифицированным чугуном СЧМ (нагрузка 800Н, скорость скольжения 0,5 м/с) в базовом масле И- 20 скорость изнашивания составила 10 мкм/ч, а коэффициент трения - 0,127.
- ЧС - 3100 Мпа;
- СЧС - 3000 Мпа.
Характер переходного процесса представлен на рис. 3.2.3.
При испытаниях идентичных пар трения, но в масле И-20 с присадкой RVS, при идентичном нагрузочно-скоростном режиме скорость изнашивания составила 8,7 мкм/ч, а коэффициент трения 0,1.
- ЧС - 5140 Мпа;
- СЧС - 7240 Мпа.
Результаты испытаний сведены в таблицу 3.4.
Таблица 3.4 - Результаты испытаний пары трения СЧ - СЧМ. |Смазочный материал|Параметры | | |Скорость |Коэффициент |Микротвердость|Микротвердость| | |износа, мкм/ч |трения |ЧС, МПа |СЧМ, МПа | |И-20 |10 |0,127 |3100 |3000 | |И-20 + RVS |8,7 |од |5140 |7240 | |Улучшение свойств,|13 |21 |39 |59 | |% | | | | |
Выводы и рекомендации по внедрению.
Анализируя результаты лабораторных испытаний, которые предоставлены в таблицах 3.1 - 3.4, можно сделать следующие выводы:
1) Применение присадки RVS в базовых минеральных маслах индустриальном И-20 снижает скорость изнашивания материалов от 8 до 14% и механические потери на трение - от 10 до 21%.
2) Применение присадок RVS в базовом масле значительно интенсифицирует образование на поверхностях трения защитных износостойких пленок (вторичных структур). Особенно твердые пленки образуются на чугунах (микротвердость возрастает от 26% до 59%), затем сталях - 11% и в меньшей степени бронзах - 7%.
3) Применение присадки RVS значительно сокращает время приработки (обкатки). Данная присадка может служить в качестве приработочного и модифицирующего материала.
При применении присадки RVS все пары трения становятся чувствительными к быстрому увеличению нагрузки (скорости нагружения, н/с).
При больших скоростях нагружения эффективности присадки нет, и даже проявляется ее отрицательный эффект. Пары работают неустойчиво и склонны к задиру. Поэтому при применении присадки RVS изделие, агрегаты, двигатель необходимо прирабатывать ступенчато от минимальных нагрузок от минимальных нагрузок до эксплуатационных. Величина нагрузки на каждой из ступеней и время работы определяется в зависимости от конструкции изделия и материалов пар трения, т.е. в каждом конкретном случае отдельно.
Сравнения с альтернативными технологиями.
Таблица 3.5 RVS - технология и классический ремонт на примере тележки трамвайного вагона Т-3 |Технологическая |Виды ремонта тележки трамвайного вагона Т-3 | |операция | | | |Капитальный ремонт с заменой |Ремонт по технологии | | |изношенных деталей |RVS | |Демонтаж и |Требует специально оборудованное |Не требуется | |разборка |помещение и обученный персонал. | | |Дефектация |Требует оборудования и справочных |По косвенным признакам| | |данных | | |Комплектация |Требует наличия складов, системы |Не требуется | |запчастями |учета и дополнительных материальных | | | |затрат на закупку запаса запчастей | | |Сборка и установка|Требует помещения, оборудования и |Не требуется | | |специально обученного персонала | | |Заливка нового |Расходуется объем масла в редукторе |RVS добавляются в | |масла | |старое масло | |Обкатка и замена |Работа с неполной загрузкой, |Приработка в течение | |масла |дополнительный расход масла |20 минут |
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23