Абразивную прослойку

а — качение цилиндрических роликов с принудительным проскальзыванием; б —трение цилиндрических поверхностей ролика и вкладыша при вращении ролика; в — трение образца об абразивную поверхность (шлифовальную шкурку)

Учитывая результаты этих исследований, можно сформулировать основные рекомендации, пользуясь которыми, следует подходить к выбору углеродистых сталей для изготовления деталей, работающих при ударе по закрепленному и незакрепленному абразивам. Для изготовления деталей оборудования и инструмента, подвергающихся при эксплуатации ударам большой энергии об абразивную поверхность, следует рекомендовать эвтектоидные стали. Для изготовления деталей машин и инструмента, работающих в режиме ударно-абразивного изнашивания при небольших энергиях удара, можно рекомендовать среднеуглеродистые стали. Применение в этом случае инструментальной и, прежде всего, заэвтек-тоидной стали нецелесообразно, так как инструментальная сталь в этом случае не имеет существенных преимуществ перед .конструкционной. При выборе оптимального содержания углерода в легированных сталях необходимо учитывать влияние легирующих элементов на концентрацию углерода в эвтектоиде.

19. Волков А. Н. Абразивная износостойкость марганцовистых чугунов при трении об абразивную поверхность в зависимости от содержания марганца. — В кн.: Механизация сельскохозяйственного производства и мелиорации орошаемых земель. Душанбе: ТСХИ, 1968, т. 13, с. 163—164.

Испытания при закрепленном абразиве могут проводиться об абразивную поверхность и об единичный абразив. При этом понятие абразивной поверхности включает в себя и монолитный абразив, тогда как Лоренц [111] выделяет его в 'Самостоятельный способ испытаний.

При полузакрепленном абразиве материалы испытываются об абразивную поверхность и об единичный абразив. Пример таких испытаний — изнашивание при трении об абразивную шкурку, наклеенную на резиновую подложку [128].

ложения характер разрушения поверхности материала пря трении об абразивную поверхность может быть идентичен характеру разрушения при действии абразивной струи. При таком подходе к классификации появляется возможность сравнивать результаты, полученные разными .методами испытаний.

действия материала с абразивом: при трении и при ударе об абразивную поверхность. Необходимость испытания при двух схемах 'взаимодействия с абразивом вытекает из того, что «чистого» трения или удара при изнашивании реальных деталей не наблюдается. То, что обычно понимается под изнашиванием при трении об абразивную поверхность, в действительности происходит обязательно с некоторой степенью динамичности 'взаимодействия «материала и абразива. При так называемом «чистом» трении энергия соударения материала и абразива обычно невелика. В предлагаемом методе испытания она принята 4 кгс-м/см2.

Установка для испытаний на изнашивание при трении и ударе об абразивную поверхность (рис. 43).

С барабана через сменные зубчатые колеса 18 движение передается на ходовой винт, который так же, как и барабан, имеет прерывистое движение. Шаг резьбы я а ходовом винте составляет 2,5 мм. Набор зубчатых колес позволяет получить продольное перемещение образца 0,625; 1,25; 2,5; 5 и 10 «гм за один оборот барабана. Таким образом, путь трения образца по поверхности барабана представляет собой винтовую линию. Энергия удара образца об абразивную поверхность (изменяется высотой подъема, т. е. изменением толщины сменных накладок и веса грузов от 0,2 до 20 кгс-см. Количество ударов регистрируется электрическим счетчиком импульсов типа А—440, цепь которого замыкается кулачком.

Выбранные материалы испытывались на изнашивание при трении и ударе об абразивную поверхность по описанной методике (см. гл. II). Результаты этих испытаний (табл. 25) показывают, что мягкие металлы (олово, алюминий, магний, цинк, медь) практически не изменяют своей износостойкости во воем исследованном диапазоне температур как при прении, так и при ударе об абразивную поверхность. У более твердых металлов износостойкость при понижении температуры уменьшается. Для ряда металлов характерно некоторое повышение износостойкости при температуре —60°С по сравнению с температурой —20°С. Так ведут себя медь и кобальт при трении о шкурку, никель, железо и титан — при ударе.

Если построить ряды износостойкости металлов при трении и ударе об абразивную поверхность в исследованном диапазоне температур (см.табл. 25), то можно отметить, что мягкие металлы сохраняют этот порядок при обоих режимах испытаний. С повышением твердости металлов он нарушается (см. рис. 55), что объясняется различной микротвер-достыо у одних и тех же металлов. Магний и кобальт (а при ударе и молибден) значительно отклоняются от общей тенденции. Отсутствие прямо про-

На установке можно проводить одновременно испытания на ударно-абразивное изнашивание образца и наковальни, что позволяет подбирать износостойкую пару для условий соударения двух контактируемых поверхностей, имеющих между собой абразивную прослойку.

М. М. Хрущов и М. А. Бабичев [114] предложили следующую классификацию способов исследования изнашивания материалов: при трении о закрепленные абразивные частицы; при трении об абразивную прослойку; ударно-абразивное изнашивание; в струе абразивных частиц; в газовом потоке.

В некоторых исследованиях изучалось изнашивание металлов об абразивную частично закрепленную массу, об абразивную прослойку, при ударно-абразивном воздействии. Было исследовано влияние структуры сплавов, температуры нагрева, агрессивной и нейтральной среды и т. д. Исследовался также механизм царапанья единичным твердым зерном. Исследовательские работы в области абразивного изнашивания были в СССР выполнены главным образом с целью выявления способов повышения износостойкости типовых деталей машин в разных отраслях машиностроения. В этих исследованиях условия трения создавались соответствующими условиями службы деталей определенного типа, поэтому абразивное изнашивание осуществлялось при наличии дополнительных влияний, специфических для каждой типовой детали.

Абразивное изнашивание. Абразивное изнашивание происходит при разных условиях работы деталей: при трении о закрепленные абразивные тела или частицы, в абразивной массе, при трении об абразивную прослойку, находящуюся между двумя металлическими поверхностями, в гидроабразивном или газоабразивном потоке и т. д. Общим во всех случаях является механизм изнашивания, который проявляется в царапании и микрорезании металла более твердыми минеральными телами. На изнашивание металла влияют: относительный путь трения абразива и металла, степень закрепленности, форма, размер и прочность абразивных частиц; нагрузка и соотношение твердостей абразива и металла. В перечисленных выше условиях абразивного изнашивания влияние этих факторов бывает различным и должно быть заранее учтено при выборе методики испытания.

Изнашивание при трении об абразивную прослойку. Многие машины работают в таких условиях, когда между металлическими поверхностями двух трущихся деталей попадают абразивные частицы (машины строительные, сельскохозяйственные, горные и др.); обычно таким абразивом является кварцевый песок. Частицы песка перемещаются между поверхностями, дробятся, царапают и режут металл.

Схема лабораторной машины «НК» для оценки износостойкости материалов при трении об абразивную прослойку представлена на рис. 2 (разработана в ГосНИИ Машиноведения) . На дне неподвижного кольцевого лотка 3 лежит плоская

2. ИЗНАШИВАНИЕ ПРИ ТРЕНИИ ОБ АБРАЗИВНУЮ ПРОСЛОЙКУ НА МАШИНЕ НК

Машина НК (сокращенное обозначение названия машины «неподвижное кольцо») для испытания материалов на абразивное изнашивание путем трения об абразивную прослойку (рис. 2) была разработана в лаборатории износостойкости ГосНИИ машиноведения Е. С. Берковичем.

Рис. 3. Схема лабораторной машины НК для испытания на изнашивание при трении об абразивную прослойку

ЗАКРЕПЛЕННЫЕ АБРАЗИВНЫЕ ЧАСТИЦЫ И АБРАЗИВНУЮ ПРОСЛОЙКУ

Е. Д. Кондратьев [7] провел испытания на изнашивание десяти наплавочных материалов на оригинальной лабораторной машине, действующей по схеме трения образца об абразивную прослойку, а также некоторых из этих наплавок в условиях службы плит пресс-форм для изготовления силикатного кирпича.