СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ЭТАПОВ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЦИКЛИЧЕСКИ НАГРУЖЕННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам изучения процесса работы поверхностей деталей машин.

Известен следующий аналог - способ определения момента окончания приработки, основанный на определении окончания этапа приработки контактирующих поверхностей электрически связанных с сигнальным устройством (лампа) и регистрирующим прибором (электрочасы). Образцы эксплуатируются в условиях обильной подачи нетокопроводящей смазывающей жидкости в зону контакта. Считается, что в начальный момент контакты поверхностей замкнуты, загорается лампа, включаются электрочасы. В момент окончания этапа приработки опорные контактирующие поверхности настолько возрастают, что исходное давление оказывается недостаточным, чтобы прорвать образовавшуюся масляную пленку, контакт между поверхностями нарушается и выключается регистрирующая аппаратура (лампа и электрочасы) [Авторское свидетельство СССР. №110825].

К недостаткам данного способа можно отнести недостаточную информативность (аналог позволяет определить лишь окончание этапа приработки поверхностей) и наличие нетокопроводящей смазывающей жидкости, оказывающей существенное влияние на текущие параметры электрической цепи (габаритные параметры пленки соизмеримы с габаритами микронеровности), что значительно снижает точность и достоверность полученных результатов, а также принципиальная невозможность использования в случаях контакта нетокопроводящих поверхностей.

Наиболее близким по технической сущности к способу определения длительности этапов работы циклически нагруженных поверхностей деталей машин является способ, суть которого заключается в том, что о длительности этапов эксплуатации контактирующих поверхностей судят по изменению параметра состояния контактирующих поверхностей, т.е. проводят регулярное взвешивание деталей и по изменению массы судят о длительности этапа работы [Ю.Г. Шнейдер. Эксплуатационные свойства деталей с регулярным микрорельефом. - Ленинград, Машиностроение, 1982 г. - стр. 136].

Недостатком наиболее близкого аналога, является недостаточная точность измерений и принципиальная невозможность его использования в случаях неразборных конструкций.

Технической задачей настоящего изобретения является определение длительности этапов эксплуатации контактирующих поверхностей в реальных условиях работы.

Сущность способа заключается в регистрации изменения параметра состояния контактирующих поверхностей, нагруженных в соответствии с реальными условиями эксплуатации, во времени и определении этапов эксплуатации: приработки, установившегося режима работы и катастрофического износа (фиг. 1), в реальных условиях. В качестве оцениваемого параметра состояния рассматривают температуру в зоне контакта, строят график зависимости температуры по времени, выделяют установившийся участок изменения температуры во времени, определяют температуру на этом участке и задаются допустимым отклонением температуры - 8, равным 0,025, определяют точки начала и окончания установившегося режима работы по температуре по зависимости:

где T(t) - температура в зоне контакта;

Т₀ - значение температуры в зоне контакта на установившемся участке экспериментального графика изменения температуры по времени;

δ - допускаемое относительное изменение температуры, на практике принимается равным 0,025;

на график наносят точки начала и окончания установившегося режима работы поверхностей и получают длительность этапов эксплуатации поверхностей деталей машин.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен график зависимости износа от времени работы [И.В. Крагельский, М.Н. Добычин, B.C. Комбалов. Основы расчетов на трение и износ. - Москва, Машиностроение, 1977 г. - стр. 274], на фиг. 2 график изменения температуры по времени.

Способ определения длительности этапов эксплуатации циклически нагруженных поверхностей деталей машин заключается в следующем: на контактную пару устанавливают термодатчики или измеряют температуру неконтактно, контактирующие поверхности нагружают в соответствии с режимом работы в реальных условиях, регистрируют изменение температуры в зоне контакта и по графику изменения температуры по времени судят о длительности этапов работы контактирующих поверхностей.

Примером реализации данного способа может послужить определение длительности этапов эксплуатации контактной пары, выполненной из полиамида. В зону контакта помещают термодатчики, после чего контактную пару нагружают в соответствии с реальными условиями эксплуатации, регистрируют изменение температуры в зоне контакта и получают зависимость изменения температуры в зоне контакта во времени (Фиг. 2). По графику изменения температуры во времени определяют установившийся участок изменения температуры и в соответствии с формулой (1), определяют температуру начала (t₁) и окончания (t₂) установившегося режима работы поверхностей и длительность этапов эксплуатации поверхностей деталей машин в реальных условиях. Значение температуры в зоне контакта на установившемся участке графика изменения температуры по времени составило Т₀=38°C. Температура начала и окончания установившегося режима работы составила t₁=t₂=39°C. Отмечаем на графике изменения температуры значения t₁=t₂=39°C, из чего следует, что установившийся режим работы длился с 47 по 254 минуты работы поверхностей. Начало этапа приработки совпадает с началом работы контактирующих поверхностей, а окончание этапа приработки совпадает с началом этапа установившейся работы и соответствует достижению температуры t₁=39°C, следовательно, этап приработки длился 47 минут. Начало этапа катастрофического износа соответствует окончанию установившегося режима работы поверхностей и достижению температуры t₂=39°C, следовательно этап катастрофического износа начался с 254 минуты работы контактирующих поверхностей.

Таким образом, предложенный способ позволяет расширить возможности исследования взаимодействия контактирующих поверхностей деталей машин в реальных условиях эксплуатации, а также определить длительность этапов эксплуатации циклически нагруженных поверхностей деталей машин.