Методы и оборудование для испытаний элементов машин на

Изнашивание

Существующие методы испытаний механизмов на изнашивание можно разделить на эксплуатационные, стендовые и лабораторные. При эксплуатационных испытаниях износ элементов можно оценивать с по­мощью интегральных методов. Машина работает в обычном режиме. По содержанию продуктов износа в масле, по величине зазора, подавлению в системе или изменению какого-либо другого показателя, значения которого периодически измеряют во время исследований, определяют закономерность изнашивания отдельных деталей или сопряжений в целом. Основные недостатки эксплуатационных исследований — большая продолжительность и низкая точность результатов. Преимущество — не тре­буется дополнительных затрат на оборудование и проведение испытаний.

При стендовых испытаниях на специализированных стендах (как правило, уникальных) испытывают сборочные единицы машины: двигатели, редукторы, гидромоторы. Износ деталей и сопряжений оценивают интегральным или дифференциальным методами. Режимы испытаний сборочных единиц устанавливают или в соответствии с эксплуатационными режимами работы (нормальные испытания), или ужесточенные, форсированные по одному из параметров: нагрузке, температуре, скорости, времени (форсированные испытания).

Стендовые испытания обеспечивают более высокую точность результатов, позволяют сократить продолжительность исследований. Основной недостаток стендовых испытаний заключается в необходимости создания специальных дорогостоящих стендов.

Лабораторные испытания проводят на универсальных установках — машинах для испытания материалов на трение и изнашивание. Характерной особенностью таких испытаний является то, что исследование проводят на физической модели сопряжения, обеспечивающей подобие явлений изнашивания в условиях эксплуатации и при испытаниях. Лабораторные испытания используют для решения задач по подбору материалов деталей сопряжений, смазочных материалов, по обоснованию рациональных режимов работы и смазки сопряжения, по определению ресурса деталей сопряжения, периодичности проведения регулировочных и смазочных операций и т. п. При лабораторных испытаниях исключают влияние внешних условий на контрольно-измери­тельные приборы, обеспечивают максимальную точность результатов измерений при минимальной продолжительности исследований.

Рис. 13.13. Типовые схемы образцов, испытываемых на машинах трения: а — четырехшариковая; б — «Фалекс»; в — «Тимкен»; г — дисковая; д — «Амен»; е — «палец—диск»; ж — «палец—цилиндр» (машина Арчарда)

Для испытаний материалов на трение и изнашивание в лабораторных условиях применяют установки различных типов и моделей, основными из которых являются: ПРУ-1 (машина для испытаний элементов стеклоочистителей); ИМ-58 (машина для испытаний фрикционных элементов тормозов и муфт сцепления в условиях динамического нагружения); АЕ-5 (испытательная установка для исследования материалов на трение, изнашивание и заедание в условиях самосма­зывания и искусственного терморегулирования); ЛТС, М22-М, МТ-66 (машины трения, предназначенные для исследования антифрикционных материалов); МАСТ-1, МАСТ-2 (четырехшариковые машины для исследования эксплуатационных свойств смазочных материалов); 77МТ-1 (стенды для испытаний материалов на изнашивание при воз­вратно-поступательном движении); СМЦ-2, УМТ-1 (универсальные машины трения).

Установки для испытания элементов машин на трение и изна­шивание классифицируют по конструкции образцов и кинематике их относительного перемещения (рис. 13.13).

Рис. 13.14. Установка УМТ-1 для испытания материалов на трение и изнашивание: 1 — станина; 2 — панель; 3 — силоизмерительное устройство; 4 — образец «палец»; 5 — образец «диск»; 6 — клиноременная передача; 7 — кожух

Четырехшариковые машины (рис. 13.13, а) используют как в нашей стране, так и за рубежом для исследования эксплуатационных свойств масел и пластичных смазочных материалов. Среди машин трения, выпускаемых отечественной промышленностью, наибольшее распространение получили универсальные установки для испытания матери­алов на трение и изнашивание типа СМЦ-2 и УМТ-1 (рис. 13.14). Эти установки сходны по конструкции и позволяют моделировать трение и изнашивание всех основных типов сопряжений в присутствии смазочного материала, в абразивной среде или в условиях трения без смазочного материала. При помощи контрольно-измерительных приборов и оборудования, которыми оснащена установка, в процессе испытаний регистрируют все основные параметры, характеризующие режим работы сопряжения и условия трения образцов. Режимы работы сопряжений при испытаниях устанавливают на основании условий подобия и физического моделирования изнашивания.