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
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 |
|
|
<з |
|
|
|||||
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