Оценка износа композиционных материалов

Трение, как физическое явление из области механики, проявляет свои свойства по сути дела в любом механизме или машине. Трение вы­зывает в подвижных соединениях износ деталей и приводит к потере первоначальных технических характеристик машины. Факторы трения учитываются при проектировании машин и их эксплуатации. Для большинства конструкционных материалов данные по коэффициенту трения приводятся в справочной технической литературе.

Между тем, при конструировании машин используются новые материалы с неизвестными фрикционными свойствами, в том числе и композицион­ные материалы. Стойкость к износу является важной характеристикой и подлежит количественной оценке. Для этих целей применяются так называемые машины трения (трибометры). В настоящей работе используется машина трения барабанного типа.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ УСТАНОВКИ

ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ИЗНОСА МАТЕРИАЛОВ

Кинематическая схема привода ба­рабана установки и ее технические характеристики приведены на рисунке 1.

1 – электродвигатель N = 0,6 кВт, n = 1500 об/мин; 2 и 4 – муфты;

3 – червячный редуктор (i =32); 5 и 7 – подшипники, 5 – барабан (ø= 80 мм).

Рисунок 1 – Кинематическая схема привода барабана

Машина трения состоит из следующих основных узлов: барабана с приводом, узла трения и узла нагружения образца. Принципиальная схема машина показана на рисунке 2. Стальной барабан 7 вращается в под­шипниках и служит контртелом – по поверхности барабана при его вра­щении скользит образец испытуемого материала 1. Образец в виде цилиндра диаметром 6 мм и длиной 15 мм устанавливается в держателе 2 и с помощью рычажной системы, состоящей из малого 6 и боль­шого 4 рычагов, способных поворачиваться вокруг оси 5, прижимается к поверхности барабана 7. Образец в зоне соприкосновения с барабаном имеет диаметр 3 мм.

1 – образец испытуемого материала; 2 – держатель; 3 – груз (1,55 кг);

4 – большой рычаг; 5 – ось; 6 – малый рычаг (во = 75 мм); 7 – барабан

Рисунок 2 – Принципиальная схема установки для

Необходимое усилие поджатия образца к поверхности барабана достигается с помощью груза 3 и подбором длины рычага 4.

ПОРЯДОК РАБОТЫ НА УСТАНОВКЕ

При снятой грузовой подвеске рычажная система опрокидывается до упора, как показано на рисунке 3.

1 – регулировочный винт; 2 – держатель; 3 – стопорный винт; 4 – образец.

Рисунок 3 – Исходное положе­ние рычажного механизма

Испытуемый образец 4 вставляется в держатель 2 и фиксируется стопорным винтом 3. Регулировочный винт 1 устанавливается в положение до упора в образец. С помощью микрометра, с точностью до 0,005 мм измеряется величина и записывается в таблицу испытаний.

Рычажная система ставится в рабочее положение, показанное на рисунке 2. На большой рычаг 4, на заданном расстоянии в устанавливается подвеска 3 с грузом 1,55 кг. После этого включается привод барабана и происходит фрик­ционное взаимодействие поверхности барабана с образцом. Фиксируется время начала испытаний. Время испытания задается руководителем практики, но не менее двух часов.

В процессе испытаний, через определенные интервалы времени, останавливается привод машины, с рычага 4 снимается груз, рычаг от­кидывается до упора и производится измерение величины h_i.