Методическое и техническое обеспечения исследований упрочнения и разрушения ферромагнитных металлов, страница 7

Фрикционное нагружение никеля проводилось на установке, в основу которой положена конструкционно измененная машина трения АЕ-5. Трение скольжения осуществлялось в паре Ni - Мо ,Ni - Ni на воздухе в смазке ЦИАТИМ-201и ИС-20 при удельных нагрузках 84 и 168 кПа и линейной скорости 0,5 м/с. Средняя объемная температура образцов не превышала 40°С. В установке предусмотрена прецезионная регулировка контактирования поверхностей трения при одностороннем движении по окружности за счет компенсация образующегося клина между плоскостями образца и диска обратным клином. Это обеспечивалось специальным устройством. Использование электродвигателя постоянного тока давало возможность стабилизировать обороты посредством стабилизации питающего тока. Количество проворотов диска фиксировалось счетчиком. Общее время испытания составило 162 кс. Контактное усилие осуществлялось при помощи предварительно протарированных пружин. Для измерения момента трения использовался тензометрический мост и усилитель постоянного тока. Регистрация силы трения осуществлялась микроамперметром или на самописце.

На этой установке, проводились испытания образцов Ni для исследования кинетики дислокационной структуры и явления электропластического эффекта при прохождении электрического тока через фрикционный контакт. Фрикционные испытания пары Hi - Ni и Ni - Мо проводились при нагрузке 84 кПа с прохождением постоянного электрического тока плотности 0,13; 1,3•10² и 6,5•10³ А/м². При исследовании кинетики дислокационной структуры поверхностного слоя максимальное время испытания составляло 21,6 кс. Время нагружения образцов при изучении явления электропластичеекого эффекта ограничивалось 7,2 кс при каждом значении плотности тока. Для выяснения влияния смазки на процессы контактного взаимодействия поверхностей были проведены дополнительные исследования сухого трения и в среде вазелина пары Ni - Ni .

Кавитационое нагружение никеля проводилось с частотой 22 кГц и амплитудой колебания 35 мкм на установке, созданной на базе ультразвукового генератора УЗДН-1 и экспоненциального магнитострикционного вибратора (МСВ). Оптимальные условия кавитационного испытания достигались при зазоре между МСВ и образцом 0,6мм. При помощи термостатирования температуру рабочих сред поддерживали в пределах 20 °С.

Вторая группа испытательных устройств моделировала рабочие режимы контактных пар узлов трения технологического оборудования и ВКУ.

Устройства модельных испытаний реальных узлов трения технологического оборудования включали широко используемые в триботехнической практике машины трения АЕ-5 [76], СМЦ-2 и их модернизированный вариант. В ряде случаев в стандартных машинах предусматривались некоторые конструкционные изменения для повышения точности измерения и для моделирования реальных условий трения.

Изучение закономерностей прочностных свойств металлов в лабораторных условиях дало возможность разработать практические рекомендации по увеличению долговечности узлов трения технологического оборудования. Стендовые и натурные испытания реальных узлов трения прессов типа НКПК-4000 и 6300, а также вальцовочных станов типа ВС-3000 проводились на Пермском ПП0 "Моторостроитель"; парогидравлических прессов типа "Фельзер" с нагрузкой 3•10⁶ кг и "Дункан" с нагрузкой 2•10⁶ кг - на Пермском машиностроительном заводе им. В. И. Ленина; прокатных станов типа "Стан-2000" и прессов типа К 8546 - на предприятии Пермского научно-исследовательского технологического института; станков марки КЖ-16122 - на ППО "Искра"; узлов трения технологического оборудования деревообрабатывающей промышленности - на ПО "Витебск-древ".

Для проведения лабораторных исследований ВКУ был создан ряд установок, принципиальная схема одной из них приведена на рис. 2.2.

Контактная пара состояла из щеток и диска, который приводился во вращение электродвигателем постоянного тока, что давало возможность плавно изменять число оборотов, регулируя подаваемое на него напряжение. Образцы изготавливались в виде "щеток" и крепились в стандартных щеткодержателях. Контактное усилие осуществлялось при помощи предварительно протарированных пружин или специально изготовленных грузов.

Реальные контактные пары СЭК испытывались на трехпозиционном стенде ВКУ-632 в лабораторных условиях и на производстве "Миассэлектроаппарат". Оценка работоспособности ВКУ проводилась по программе предприятия, предусматривающей общую наработку полного ресурса 10⁶ циклов.