способ и устройство для подготовки поверхности металлических покрытий к испытаниям на износостойкость

Формула изобретения

1. Способ подготовки поверхности гальванических покрытий к испытаниям на износостойкость по схеме «вращающийся диск - неподвижная колодка», заключающийся в шлифовке поверхности диска до и после нанесения гальванического покрытия, отличающийся тем, что шлифовку осуществляют с помощью шлифовального устройства, закрепленного на станине машины трения, шлифуемый диск закрепляют на валу машины трения, подачу шлифовальной головки осуществляют с помощью микрометрических винтов и по микрометрическим линейкам контролируют положение шлифовального камня относительно гальванического покрытия.

2. Шлифовальное устройство для подготовки поверхности гальванических покрытий к испытаниям на износостойкость по схеме «вращающийся диск - неподвижная колодка», включающее электродвигатель с закрепленным на его валу шлифовальным камнем и приспособление для осуществления продольной и поперечной подачи шлифовального камня, отличающееся тем, что шлифовальное устройство закреплено на станине машины трения с возможностью подачи шлифовальной головки с помощью микрометрических винтов, а также дополнительно введены микрометрические линейки для контроля положения шлифовального камня относительно гальванического покрытия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к методам испытаний материалов на изнашивание в условиях граничного трения.

Известен способ испытаний на изнашивание по схеме «вращающийся диск - неподвижная колодка» с помощью машины трения СМЦ-2 [1]. Недостатками этого способа испытаний являются отсутствие плавной регулировки скорости вращения диска и необходимость обеспечения минимальных радиальных биений образца (<0,1 мм).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу испытаний на изнашивание является способ проведения триботехнических испытаний по схеме «вращающийся диск - неподвижная колодка», реализуемый с помощью машины трения СМТ-1 [2]. Конструкция машины предусматривает плавную регулировку скорости вращения диска.

Гальванические железные покрытия толщиной 0,8 мм и шириной 10 мм наносили на образующую цилиндрических роликов диаметром 49,5 мм и высотой 15 мм. Наружный диаметр роликов с покрытиями после шлифовки составлял 50±0,01 мм. Отверстие ролика обрабатывали с помощью развертки диаметром 16 мм, а наружную поверхность шлифовали на шлифовальном станке до и после нанесения покрытия. В качестве колодки использовали сегмент втулки с внутренним диаметром 50 мм, равным внешнему диаметру наносимого покрытия. Такой способ подготовки металлических покрытий обеспечивает радиальные биения в процессе триботехнических испытаний 0,05-0,10 мм [3].

Недостатками этого способа являются:

- неравномерность толщины покрытия из-за несовпадения осей машины трения и шлифовального станка;

- значительная величина радиальных биений в процессе испытаний (0,05-0,10 мм), что может привести к смене механизма изнашивания.

Цель изобретения:

- уменьшить неравномерность толщины покрытия и радиальные биения образца в процессе испытаний.

Технический результат - уменьшение неравномерности толщины покрытия и радиальных биений образца, а также разброса результатов триботехнических испытаний.

Результат достигается тем, что шлифовка наружной поверхности ролика до и после нанесения покрытия осуществляется на валу машины трения с помощью специально изготовленной шлифовальной головки, закрепленной на корпусе машины трения. Схема шлифовального устройства к машине трения 2070 СМТ-1 приведена на фиг.1. Машина трения 1 приводит во вращение ролик 2, на который нанесено гальваническое покрытие 3. Ролик крепится на валу машины 5 с помощью гайки 4. Шлифовальный камень 6 для шлифовки наружной поверхности ролика до и после нанесения покрытия затягивается гайкой 7. Электродвигатель шлифовального устройства 8 вращает шлифовальный камень 6. С помощью микрометрических винтов 10 осуществляется подача шлифовальной головки и по микрометрическим линейкам 9 контролируется положение шлифовального камня относительно покрытия.

Фотография действующего шлифовального устройства приведена на фиг.2.

Радиальные биения ролика с покрытием и без него измеряли индикатором-измерителем малых перемещений ИП-1 при частоте вращения вала машины трения 5 с^-1 с точностью 0,01 мм.

Толщину покрытий измеряли тем же прибором в восьми точках, поворачивая ролик относительно оси на 45° перед каждым новым измерением.

Испытания покрытий на трение и износ осуществляли на машине трения 2070 СМТ-1 по схеме "вращающийся диск - неподвижная колодка" в условиях граничного трения со смазкой минеральным маслом M8B(SAE20) ГОСТ 10541-78 при скорости 20 об/с и нагрузке 5 МПа. Время испытаний - 1 час.

Для проведения сравнительных испытаний образующую роликов шлифовали на шлифовальном станке (типа 3Б153У), а также на валу машины трения. Результаты измерений величин радиальных биений, толщины и износа покрытий приведены в колонках "прототип" и "изобретение" табл.1, 2.

Из табл.1, 2 видно, что применение совмещенной с машиной трения шлифовальной головки позволило значительно уменьшить величину радиальных биений и неравномерность толщины покрытий. Это привело к уменьшению разброса результатов триботехнических испытаний.

Источники информации

1. Сорокин Г.М. Трибология сталей и сплавов. М.: Недра. 2000, - 233-238 с.

2. Чичинадзе А.В. Основы трибологии (трение, износ, смазка). М.: Машиностроение, 2001. - 664 с.

3. Машина для испытания материалов на трение и износ 2070 СМТ-1. Техническое описание и инструкция 2.779.013-01 ТО, - 69 с.

Таблица 1
Результаты сравнительных испытаний радиальных биений образца и величины износа
Вид измерений	Радиальные биения, мм	Износ покрытий, мг
№ образца
Прототип	Изобретение	Прототип	Изобретение
1	0,08	0,01	14	16
2	0,07	0,01	28	12
3	0,05	0,01	32	15
4	0,08	0,02	18	14
5	0,08	0,02	10	3
6	0,06	0,01	4	4,5
7	0,04	0,02	7	3,5
8	0,07	0,02	15	2,5