РАЗДЕЛ 2
МЕТОДИКА ЛАБОРАТОРНЫХ ТРИБОИССЛЕДОВАНИЙ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА
2.1. Лабораторная установка и методика для исследования механизма трения и
смазки
2.1.1. Обоснование методики и анализ схем трения для исследования механизма
трения и смазки
Для изучения процессов трения и изнашивания разработано большое количество
лабораторных установок (трибометров), основанных на различных схемах трения.
Достаточно полный обзор схем трения и установок приведен в работах [25, 115 -
117]. По кинематическому признаку все установки для испытания на трение и
изнашивание разделяются на два класса: 1 - установки однонаправленного
относительного перемещения; II- установки знакопеременного относительного
перемещения [25]. Наиболее широко используются установки с однонаправленным
относительным перемещением, поскольку в таких установках изучаются трение и
изнашивание радиальных и торцовых подшипников скольжения. На рис. 2.1.
приведены известные схемы трения с однонаправленным относительным перемещением
[1, 4, 25, 115 - 118]. Трибометры, работающие по таким схемам более пригодны
для изучения механизма граничной и жидкостной смазки, чем работающие по схемам
трения со знакопеременным относительным перемещением. Это объясняется тем, что
движение смазочного материала в зоне контакта в процессе трения должно быть
однонаправленным и устойчивым, позволяющим надежно фиксировать результаты
измерений.
Исходя из анализа многих работ, посвященных изучению механизма смазки трущихся
поверхностей [1, 26, 28, 30, 33, 41, 108, 109, 119 - 123] мож-
Трение по образующей
Торцовое трение
Рис. 2.1. Схемы трения с однонаправленным перемещением
но сформулировать основные требования, предъявляемые к узлу трения:
1. Исключение погрешностей расположения образца и контробразца, приводящих к
возникновению клиновидных зазоров.
2. Сведение к минимуму влияния погрешностей формы трущихся поверхностей и
волнистости, создающих замкнутые или частично замкнутые полости, в которых
находится смазочный материал.
3. Обеспечение постоянства номинальной площади контакта трущихся поверхностей в
процессе их изнашивания.
4. Применение пар трения, номинальные площади контакта которых позволяют
наиболее полно обнаружить эффект смазки. С этой целью исключается точечный или
линейный контакт, при котором искажается механизм подачи смазочного материала в
зону трения.
5. Для обнаружения явления «пленочного голодания» необходимо применение как
можно более протяженного контакта в направлении скольжения.
6. Возможность технологического обеспечения и варьирования параметров качества
исследуемых поверхностей трения.
Нужно подчеркнуть, что соблюдение первых двух требований необходимо при
лабораторных трибоисследованиях природы явлений, например, при изучения
смазочного действия микроуглублений. Невыполнение выше указанных требований
приводит к тому, что эффект действия технологических микроуглублений на
механизм смазки нивелируется действием полостей, возникающих вследствие
погрешностей расположения, формы и волнистости.
В большинстве случаев выполнение первых двух требований обеспечивается
макроприработкой. (Предлагается разграничить понятие «приработка» на:
макроприработка - устранение в процессе трения погрешностей формы, расположения
и волнистости; микроприработка - образование равновесной шероховатости и
устойчивых физико-химических свойств поверхностей трения). Макроприработка
намного более длительный процесс, чем микроприработка, продолжительность
которого может достигать нескольких часов. Съем и переустановка образца
приводят к возникновению новых погрешностей расположения и к новой
макроприработке. Макроприработка нежелательна при изучении влияния
физико-химических свойств поверхности на трение и изнашивание, поскольку в
процессе макроприработки эти свойства существенно изменяются.
Изучение механизма граничной смазки накладывает более жесткие требования к
выбору схемы трения. В этом случае нужно исключить жидкостную и полужидкостную
смазку. На это обращалось внимание Дерягиным Б.В. Он не рекомендует проводить
исследование граничной смазки на плоских или соосных цилиндрических
поверхностях. Для испытания на трение и износ в условиях граничной смазки им
совместно с Лазаревым В.П. предложен проволочный трибометр [123].
Погрешности расположения образца и контробразца стараются исключить или
уменьшить различными конструктивными мерами. Например, применением
самоустанавливающихся жестких контробразцов [27] или гибких контробразцов
[123]. Иногда нагрузка на гибкий контробразец передается через упругий элемент
[108], но в этом случае ухудшается теплоотвод из зоны трения. Чаще всего и эти
мероприятия не могут устранить макроприработку. Уменьшение погрешностей формы
возможно за счет высокоточной и качественной подготовки испытуемых деталей узла
трения, что намного усложняет и удорожает эксперимент.
Анализ схем трения, представленных на рис. 2.1, в соответствии с выше
приведенными требованиями позволяет сделать следующие выводы:
1. При отсутствии макроприработки первому требованию соответствуют схемы №№ 11,
12, 13, 14, 15, 16, 19, 20, 21;
2. Второму требованию при том же условии соответствуют схемы №№11, 12, 15, 16,
19, 20,21;
3.Третье требование выполняется в схемах №№ 1, 2, 4, 10, 17, 18, 19, 22, 23,
24, 25;
4. Четвертому требованию отвечают схемы №№ 1, 2, 4, 17, 18, 19, 22, 23, 24;
5. Пятое требование реализуется в схемах №№ 1, 4, 15, 17, 18, 22;
6. Шестому требованию отвечают все схемы, кроме №№ 11, 12, 19, 20, 25.
Наибольшему количеству требований, но не по всем пунктам, отвечают схемы №№ 1,
15, 17, 18, 19. Поверхности т
- Київ+380960830922