Метод искусственных баз

Метод искусственных баз заключается в том, что на изнашивающейся поверхности наносят углубление строго определенной формы в виде конуса, пирамиды и т.п. и по уменьшению размеров углубления (отпечатка) судят о величине износа. Это метод позволяет определить местный линейный износ поверхности в тех местах, где нанесены базы, поэтому возможно оценить формы изношенной поверхности.

Метод искусственных баз в зависимости от способа нанесения углублении подразделяется на метод отпечатков, метод высверленных углублении, метод вырезанных лунок.

При методе отпечатков (рис. 5.3, а), для образования углубления применяют алмазную четырехгранную пирамиду с квадратным основанием и углом при вершине между противолежащими гранями в 136°. Такая пирамида применяется в приборах для определения твердости типа ПМТ-3 и Виккерс.

Рис. 5.3. Схема измерения величины износа:

а - методом отпечатков; б - методом высверленных углублений

Пирамида вдавливается под нагрузкой в испытуемую поверхность и измеряется диагональ отпечатка d. Глубина отпечатка вычисляется по формуле

h = d / 7, (5.1)

где d – диагональ отпечатка, мм.

Величина линейного износа плоской поверхности определяется как разность глубин отпечатка до начала изнашивания и после окончания

h = h ₁- h ₂= (d ₁ – d ₂ ) /7, (5.2)

где h ₁ - глубин отпечатка до начала изнашивания, мм;

h ₂ - глубин отпечатка после изнашивания, мм;

d ₁ - диагональ отпечатка до начала изнашивания, мм;

d ₂ - диагональ отпечатка после изнашивания, мм.

Такой метод имеет ряд недостатков. При вдавливании пирамиды вокруг отпечатка происходит вспучивание материала, в результате чего искажается форма отпечатка, после снятия нагрузки происходит некоторое восстановление углубления, оно изменяет свою начальную форму. В тех случаях, когда износ сопровождается пластическим деформированием поверхностного слоя, края отпечатка заплывают и теряют отчетливую форму.

Метод отпечатков является одним из немногих видов, имеющихся в распоряжении исследователей, позволяющих установить действительную величину линейного износа в заранее выбранном месте и точную картину его распределения по поверхности трения. Большим преимуществом данного метода является высокая точность измерения, позволяющая измерять величины линейного износа порядка долей микрона.

Иногда применяется метод высверленных углублений. На рисунке 5.3 (б) представлена схема высверленных конических углублений. Этот метод аналогичен методу отпечатков.

Широкое распространение получил метод вырезанных лунок, заключающийся в том, что на исследуемой поверхности вращающимся резцом вырезается углубление (рис.5.4, а).

Рис. 5.4. Схема измерения величины износа:

а - методом вырезанных лунок; б - методом негативных

оттисков (1 – изнашиваемая поверхность детали;

2 – первичный оттиск; 3 – пуансон; 4 – вторичный оттиск)

Дно углубления является постоянной базой. Разность расстояний от исследуемой поверхности трения до дна лунки, определенных до начала и после испытания, представляет величину линейного износа. Длина лунки определяется при помощи микроскопа. Лунки наносятся вращающимся алмазным резцом, заточенным в виде трехгранной пирамиды с отрицательным передним углом

Точность измерения методом вырезанных лунок выше, чем методом отпечатков, так как соотношение между глубиной лунки и длиной ее находится в пределах 1:50 – 1:80, вместо 1:7 при методе отпечатков.

При исследовании малых величин износа, порядка нескольких микрон, применение метода вырезанных лунок затруднительно, в этом случае следует отдать предпочтение методу отпечатков. Возникают трудности и при определении износа поверхностей, имеющих риски, совпадающие по направлению с длиной лунки, так как при этом очень сложно определить длину лунки. В общем случае, вырезанная лунка должна располагаться перпендикулярно к направлению трения данной детали, чтобы концы лунки не сливались с рисками, возникшими на поверхности в процессе трения. Вследствие глубины лунки этот метод невозможно применить для определения износа грубо обработанных поверхностей.

В случае, когда непосредственный замер лунки или отпечатка при помощи микроскопа затруднен либо вообще невозможен (труднодоступное место, отверстие слишком малого диаметра и т.п.), глубину лунки определяют по слепку. Эта разновидность метода искусственных баз заключается в следующем.

С исследуемой поверхности, на которой сделано искусственное углубление, снимают слепок при помощи самотвердеющей массы, или оттиск на пластичном металле или пластмассе (рис. 5.4, б). Затем измеряют при помощи микроскопа высоту h отпечатка углубления, которое может не иметь закономерного соотношения между глубиной и поперечными размерами. По разности двух измерений до и после испытаний определяют величину износа

, (5.5)

Определение износа по слепкам не требует специального обо­рудования, может производиться как в лабораторных, так и в про­изводственных условиях.

Дата добавления: 2014-12-26