Файл: Мискарли, А. К. Влияние состава дисперсионной среды на абразивные свойства утяжеленных промывочных систем.pdf

ток—в качестве моделирующего процесс, целесообразнее было выбрать абразивный поток. В пользу его говорит то сооб­ ражение, что в методе абразивного потока ввиду большого превалирования абразивной среды над (металлом постоянство абразивного фактора іможет быть обеспечено значительно лучше, чем в абразивной прослойке. Это позволит прийти к выводам более общего характера.

Из отмеченных в литературе приборов для определения абразивного износа, основанных на принципе абразивногопотока, заслуживают внимания машина А. А. Лпневского [3], в которой абразивный поток ударяется о неподвижную пла­ стинку імешалки, и установки АКИ-1 и АК.И-2 [65], разрабо­ танные Институтом технологии и (Машиностроения (ЦНИИТМаш), в которых абразивный поток имеет центро­ бежное направление.

Эти приборы, однако, очень громоздки и требуют боль­ шого количества абразивного материала (в нашем случае утяжеленной промывочной жидкости). Они, по существу, предназначены для массового исследования различных метал­ лов на одной и той же абразивной жидкости. Наша же задача имеет противоположную цель, а именно, массовое исследова­ ние различных абразивных сред на одном и том же или на ограниченном числе металлов. Это обстоятельство заста­ вило нас заняться разработкой конструкции прибора, кото­ рый соответствовал бы этим задачам и целям.

Особенность намеченной конструкции заключалась в центробежном направлении абразивного потока и в совмеще­ нии лопастей мешалки с объектами износа.

На рис. 1 показан общий вид разработанного прибораабразивометр А-21.

Как видно из рис. 1, прибор состоит из корпуса 1 в форме чаши с цилиндрическими стенками (объе^м 1 л) и крышки 2, прикрепляемой к корпусу болтами. На вал 6 надеваются пла­ стинки 4 — объекты абразивного воздействия, которые одно­ временно играют роль мешалок с целью поддержания жидкости в однородном состоянии. Следует отметить, что на­ ми испытывались образцы-мешалки различных форм и кон­ струкций. Однако с точки зрения технологии изготовления, а также получения лучшей воспроизводимости, мы остановились на образцах, указанных на рис. 2.

На вал насажен четырехступенчатый шкив 5, допускаю­ щий различные варианты скоростей. Вал приводится во вра-

1 В первом варианте конструкции («А-1») пластинки металлов, под­ вергающиеся износу, помещались на крышке прибора. Однако на практике этот вариант конструкции оказался не удобным в манипуляциях с прибо­ ром и чувствительность определения была недостаточной. Поэтому было' признано предпочтительным совместить пластинки износа г мешалками. Этот вариант конструкции прибора был обозначен «А-2».

28

Рис. 1. Общий вид абразивометра А-2: 1—корпус, 2—крышка, 3—вал, 4—объекты износа; 5—четырехступенчатыіі шкив; 6—охладительная манже­ та; 7—электродвигатель; 8—термометр; 9—нагреватель.

Рис. 2. Образец—объект абразивного износа.

29

щение с помощью электродвигателя 7. На крышке прибора установлена специальная манжета 6, куда для охлаждения поступает вода, стекающая в холодильную рубашку, в кото­ рой помещен корпус прибора, а оттуда в канализацию. Для измерения температуры среды в крышку впаян патрон для термометра 8.

С целью элиминирования действия коррозии прибор был изготовлен из нержавеющей стали.

Первые требования, которые должны быть предъявлены к новому прибору — хорошая чувствительность и воспроиз­ водимость определений.

Под чувствительностью подразумевается величина поте­ ри веса пластинки за одно определение. Очевидно, потеря веса будет тем больше, чем больше относительная скорость между движением лопасти мешалки и движением жидкости.

Главными факторами, влияющими на нее, являются ско­ рость вращения мешалки, высота слоя жидкости и взаиморас­ положение мешалок.

Все эти факторы были исследованы. Стандартной абра­ зивной системой служила суспензия магнетита в воде удель­ ного веса 2,18 г/см3. Полученные результаты приведены в табл. 1—4.

П р и м е ч а н и е : нижняя мешалка расположена у нижнего края вала-

30

Т а б л и ц а 3

Влияние высоты слоя суспензии на потерю веса (ск. 3100 об/мин)

* Как видно, наиболее благоприятной высотой слоя суспензии в ци­

Влияние взаиморасположения мешалок определялось при CKODOCTH 3100 об/мин и высоте слоя суспензии в цилиндре — 50 мм. Влияние высоты слоя жидкости в цилиндре определя­

Как видно из данных табл. 1, наибольшая чувствитель­ ность достигается при скорости вращения 3100 об/мин.

Данные табл. 2 показывают, что наибольшая чувстви­ тельность получается при расстоянии между пластинками-ме­ шалками, равном 5 мм.

Табл. 4 показывает, что в пределах 1,5 часа износ про­ порционален времени определения. Однако уже при продол­ жительности определения в 1 ч чувствительность оказалась вполне достаточной. Поэтому в качестве нормы продолжитель­ ности определения износа нами был принят 1 ч.

Приведенные данные позволили установить оптимальные условия ведения определений, обеспечивающие наибольшую чувствительность, а именно: скорость — 3100 обімин, рас­ стояние между мешалками 5 мм, высота слоя — 50 мм, про­ должительность определения — 1 ч.

Все дальнейшие определения проводились при этих усло-

31

виях на образцах марки стали 1X18Н1ОТ. В случаях отклоне­ ний сделаны специальные оговорки. Что касается воспроизво­ димости—другого важного качества прибора, то нужно отме­ тить, что в этой области исследовании воспроизводимость вообще является довольно слабой стороной.

Б. Р. Дерягин [84] отмечает, что «трудная воспроизводи­ мость состояния поверхности твердых тел, делает исключи­ тельно плохой воспроизводимость численных результатов из­ мерения сил трения». В особенности это справедливо при трудной воспроизводимости самого абразивного фактора.

Э. Г. Кистер [22] отмечает, что каждое определение вре­ мени питтинга повторялось 5— 6 раз.

Такое же усреднение большого числа повторных опреде­ лений применяется и многими другими исследователями.

Внаших условиях мы старались повысить степень вос­ производимости путем тщательной отработки, стандартизации всех манипуляций, связанных с производством определений. Максимальный разброс в 5,0% мы считаем допустимые. С накоплением навыков была достигнута еще лучшая воспроиз­ водимость.

Вкачестве примера в табл. 5 приводим параллельные определения.

Эти данные показывают, что, при тщательной стандарти­ зации всех манипуляций на приборе достижима хорошая воспроизводимость.

Для оценки метода необходимо знать, как изменяется величина износа от времени. Очевидно, если эта функция имеет линейный характер, то это означает постоянство абра­ зивного фактора. Если же она имеет затухающий характер, то это свидетельствует об изменении абразивного фактора на протяжении опыта. В этом случае определение осложняется введением кинетического фактора.

Как видно из рис. 3, зависимость величины износа от времени, по крайней мере в пределах 1,5-часовой продолжи­ тельности, имеет линейный характер. Это подтверждает вы­

32