Файл: Постников В.И. Исследование и контроль износа машин методом поверхностной активации.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 27.06.2024

Просмотров: 77

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• ВК8

 

 

Д • .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

пот

 

 

• Д € А

• •

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

Т15К6

 

д

8Л

О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

Я Ш

 

75

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

д

.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

"

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

Д

-

° о

 

 

 

 

 

25

 

 

 

 

 

 

 

 

л

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* ° д

Д* •

О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д

< > ° ° * д д

'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

 

50

75

 

 

100

 

125

 

150

 

 

 

 

 

Величина снятого слоя, мкм

 

 

 

 

 

Рис.

17. Зависимость

 

относительной

скорости

 

счета

от

 

величины

снятого

слон

при

истирании

образцов

из твердых сплавов, активированных дейтронами

в

сопостави­

 

 

 

 

мых

условиях ( £ d =

13,4

Мэв).

 

 

 

 

 


Условия измерения скорости счета по сравнению с образ­

цами, рассмотренными на рис. 16,

а, отличались

от

измерения

с экраном из оргстекла, который

поглощал р-частицы.

 

Практически изменение условий измерения не повлияло на

характер кривой (см. рис. 16, б),

 

хотя

несколько

изменился

угол наклона прямолинейного участка в сторону

его увеличе­

ния. Если угол наклона кривой на прямолинейном

участке

в

100ш

,

:

,

,

,

,

Рис.

18.

Зависимость

от­

 

 

 

 

 

 

носительной

 

скорости

 

 

 

 

 

 

счета от

величины снято­

 

 

 

 

 

 

го слоя

при

истирании

 

 

 

 

 

 

образцов

из

чугуна

и

 

 

 

 

 

 

бронзы,

активированных

 

 

 

 

 

 

протонами

в

сопостави­

 

 

 

 

 

 

мых

условиях

(£,1 =

13,4

 

 

 

 

 

 

 

 

Мэв):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чугун;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

—бронза.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Величина снятого слоя, мкм

 

первом

случае (см. рис. 16, а)

составлял 34,2°, то при

измере­

нии

через

экран

(см. рис. 16,

б)

он увеличился до

42,2°, т.

е.

на

8°.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аналогичные данные

получены

при сопоставлении

резуль­

татов эталонирования на

твердых

сплавах (рис. 17)

и

на

об­

разцах из чугуна и бронзы, активированных протонами в ва­ кууме (рис. 18).

Результаты облучения бронзы, твердых сплавов и др. (в ос­ нове которых не железо, а другие элементы) показывают, что характер кривой сохраняется, но меняется угол ее наклона.

Анализ полученных зависимостей изменения скорости счета от глубины истирания при активации различных металлов од­

ним видом частиц, а также при активации

одного вида метал­

ла различными частицами показывает, что

характер кривой (и

наличие прямолинейного участка) остается для всех металлов постоянным, меняется только угол наклона кривой.

Указанные исследования и результаты работ [3, 5, 11] позволяют сделать заключение о необходимости проведения

41


моделирования в следующих случаях: а) при изменении вида и энергии активирующих частиц; б) при переходе с одного вида металла на другой (с железа на бронзу и т. д.); в) при изме­ нении условий измерения скорости счета (изменения экрана, типа счетчика).

Наиболее важны следующие выводы из результатов

анали­

за иаменения зависимости скорости счета от глубины

истира­

ния при сопоставимых условиях:

 

1)при облучении металлов, в основе которых лежит какойлибо элемент (железо, цинк и др.), частицами данного вида и данной энергии, получаются стабильные результаты по распре­ делению радиоактивных изотопов по глубине;

2)моделирование необходимо вести в условиях работы де­

тали

на образцах, облучаемых

одновременно

с деталью;

3)

при стабильной работе

циклотрона и

постоянных усло­

виях измерения на работающих машинах и, механизмах моде­ лирование можно проводить только один раз.

§ 2. ИССЛЕДОВАНИЯ В УСЛОВИЯХ РАБОТЫ ДЕТАЛЕЙ

Исследования в условиях работы деталей проводили несколь­ кими путями. Так, например, для двигателей внутреннего сго­ рания (5ДКРН-74/160, NVD-24, 6ДР-30/50 и др.) создавали моделирующие устройства, имитирующие условия работы дви­ гателя, исходя из толщины экранов, блоков счетчиков и телес­ ного угла, обеспечивающего регистрацию постоянного числа импульсов.

На двигателе 410,5/13, на червячном колесе и на уплотнительном кольце агрегата моделирование проводили на рабо­

тающих деталях в условиях их эксплуатации.

 

 

На пластмассовых деталях моделирование

проводили без

использования

образцов,

исследуемую деталь

активировали и

на ней же проводили моделирование.

 

 

Рассмотрим

основные

результаты проведенных

исследова­

ний, которые подробно изложены в работах [3—5].

 

1. Моделирование в условиях работы гильз двигателей

внутреннего сгорания

 

 

 

Исследование вели по двум направлениям — на

моделирую­

щем устройстве и непосредственно в условиях работы детали. Рассмотрим кратко оба случая.

Моделирование на устройстве, имитирующем условия рабо­ ты детали. Моделирование на образцах цилиндровой втулки двигателя 5ДКРН-74/160 в условиях работы двигателя, истира­ ние образцов и их замеры проводили в соответствии с рассмот­ ренными выше рекомендациями. Втулку активировали встав­ кой, которую облучали на циклотроне вместе с образцами, из-

42


готовленными в виде кольца. Активированное кольцо разламы­ вали на несколько секторов, которые являлись образцами для моделирования щ эталонными образцами распада.

Результаты моделирования, обработанные на ЭВМ по ме­ тоду наименьших квадратов (полином 5-й степени), представ­ лены в табл. 6.

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 6

Результаты определения коэффициентов полинома при моделировании износа

 

 

 

Коэффициенты

полинома

 

 

5»«

 

г

 

 

 

 

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

Я ё s

те ,

S

 

 

 

 

 

 

 

51

о

 

 

 

 

 

= a «

 

$1

а"

 

а

 

с?

и eg

 

 

 

008

9

0,0005

4,5156

8,7351

-2,4380

0,1867

—0,0033

1,854

009

14

-0,0003

12,817

7,7172

-3,5422

0,3586

0,0067

0,942

010| 23*i

0,0018,

74,337

—34,9097

7,0795

0,8096

• 0,04238

1,084

Oil

23

0,00071

39,835

—0,9562

-5,6508

1,2247

—0,07868

0,995

012!

12

0,0001

85,549

—46,7130

11,6171

— 1,4273

0,06746

0,975

013|

13

0,0004

10,445

8,9517

-3,8835

0,3437

0,00107

1,068

014

15

0,0008 —655,0176

3249,972

-5152,543] 3344,711

—774,0129 2,246

015

14

0,0112, -1404,654

16289,28

—59437,01

86975,10

—44106,3415,545

016

18

-1,0145

304,4536

-499,06591

373,8166

—148,6190

21,9146

2,487

017

17*2

0,0250

162,1297

109,8262

-505,9146

361,4989

—79,0771

1,008

*1 Исключено 1 измерение.

*2 Исключены 2 измерения.

Образцы 008—013 облучали и истирали

в 19ёЗ г., а образ­

цы 014—017 — в 1964 г. после летнего ремонта

циклотрона,

однако

существенное отклонение получено

только

по одному

образцу

(015), что еще раз подтверждает

достаточную ста­

бильность результатов моделирования на данном виде мате­

риалов, облученных одним

видом частиц одинаковой энергии,

при измерении в идентичных

условиях.

Поправку на распад вводили по результатам измерения об­ разца, являющегося эталоном распада, также в условиях заме­ ров на двигателе.

Аналогичные работы провели

для образцов деталей

двига­

телей 410,5/13, NVD-24, NVD-36,

NVD-48,

6ДР-30/50 и др., ре­

зультаты исследования износа даны в гл. 5.

 

 

Моделирование на двигателе. Наиболее

достоверные резуль­

таты

моделирования

в условиях

работы

детали

можно

полу­

чить

непосредственно

на

работающем двигателе,

сопоставив

данные замеров скорости

счета

и результаты измерения

изно­

са другими методами.

 

 

 

 

 

 

Сопоставить можно с микрометрическими измерениями и измерениями методом лунок. Однако значительный разброс; получаемый при указанных замерах, снижает результаты моде­ лирования.

43


Разработанные и внедренные в лабораторные испытания схемы измерения износа на двигателе 410,5/13 и ИДМ исполь­ зовали для моделирования и для проведения исследований по влиянию на износ различных режимов работы.

В связи с тем что измерения, связанные с моделированием на работающем двигателе, проводили одновременно с исследо­ ванием сопоставимости метода с методом лунок и микрометрированием, а также с исследованием влияния на износ цилинд­ ровой втулки двигателя Ч10,5/13 различных режимов работы двигателей, результаты моделирования приведены в соответст­ вующих разделах.

2. Исследования в условиях работы червячного колеса

Моделирование в условиях работы червячного колеса за­ труднено, так как нет мерительных устройств, позволяющих с достаточно высокой точностью измерять износ зубьев червячно­ го колеса.

Для моделирования на агрегате, включающем червяк и чер­ вячное колесо, разработали и изготовили специальное приспо­ собление для измерения износа зубьев червячного колеса с точностью до 5—10 мкм.

Моделирование на работающем агрегате дает весьма невы­ сокую точность, а моделирование на образцах с высокой точ­ ностью получения зависимости — =f(Ab) обеспечивает более

точные результаты исследования.

Моделирование на образцах дает незначительный разброс результатов; используя высокочувствительную аппаратуру, можно получить большее число замеров с высокой точностью.

Попытка провести моделирование на агрегате не дала же­ лаемых результатов, так как моделирование на образцах дает значительно меньшие отклонения. В результате сделали заклю­ чение о целесообразности моделирования на образцах в усло­ виях работы червячных колес.

3. Моделирование на деталях из пластических масс

Результаты активации пластмассы марки А показали воз­

можность использовать

дейтроны для получения у-излучателей

с периодом полураспада

примерно 5 дней.

 

На рис. 19 показаны

пластмассовая втулка (место

актива­

ции заштриховано) и результаты моделирования на

втулке.

Моделирование осуществляли, рассверливая втулку и заме­ ряя изменения относительной скорости счета в зависимости от увеличения диаметра отверстия. На рис. 19, б показана линей­ ная зависимость изменения относительной скорости счета от увеличения радиуса втулки.

44