Исследования кавитации

Схема стенда для исследования износостойкости пары ходовой винт—гайка показана на рис. 158, г [45]. Исследуемый винт / получает реверсивное вращение от гидропривода. Между двумя гайками 2 помещается нагрузочное устройство, пружина которого 3 создает необходимую осевую нагрузку. Рычаги 4 с роликами, которые перемещаются по планкам 5, удерживают гайки от поворота под действием сил трения. На стенде возможно 'измерение момента трения, осевых усилий, температуры на поверхности трения, осциллографирование плавности движения и колебаний сил трения. Износ винта измеряется по изменению толщины витков, а износ сопряжения — по изменению относительного положения пары винт—гайка. Пример схемы стенда для исследования износа спаренных кулачков текстильных машин приведен на рис. 158, д [161 ]. Здесь два одинаковых кулачковых механизма с повернутыми на 180° кулачками /, роликами 2 и качающимися толкателями 3 работают так, что концы рычагов совершают встречное движение по одному закону. Поэтому нагрузочное устройство состоит из гибкой ленты 4, охватывающей ролик 5, ось которого при работе остается неподвижной. Нагрузка создается пружиной 6. На стенде можно измерять динамические нагрузки в паре кулачок—ролик, частоту вращения и проскальзывание ролика при движении его по кулачку. Последнее необходимо для оценки износа кулачковой пары, поскольку из-за инерционных сил в реальных кулачковых механизмах не наблюдается чистого качения ролика по кулачку, а проскальзывание приводит к повышенному износу пары.

45. Грибайло .А. П., Модлинский А. И., Акулин Н. В. Стенд для исследования износостойкости пары ходовой винт—гайка. — «Станки и инструмент», 1972, № 11, с. 21.

Исследования износостойкости ионно-плазменного покрытия TiN в условиях, сходных с условиями работы режущего инструмента [13], подтверждают целесообразность применения этого покрытия в инструментальном производстве. Вместе с тем комплекс физико-- механических свойств, присущий покрытию TiN, позволяет предположить, что данное покрытие может успешно использоваться также при изготовлении и восстановлении деталей машин, работающих в условиях трения скольжения, и особенно без смазки. Для проверки такого вывода нами на машине СМТ-1 проводились исследования влияния ионно-плазменного покрытия TiN на коэффициент трения при скольжении термообработанной стали 45 (HRC 35-^37) в условиях, характерных для работы ряда деталей ткацких станков: небольшие (до 5 МПа) удельные нагрузки на поверхности трения; отсутствие смазывающей жидкости; высокая (до 20 м/с) скорость скольжения.

Увеличение содержания углерода в заэвтектоидных сталях снижает ее износостойкость в результате хрупкого выкрашивания, а уменьшение — снижает износостойкость вследствие значительной пластической деформации поверхности изнашивания. Наиболее существенно изменение содержания углерода в закаленной стали влияет на ее износостойкость при высоких значениях энергии удара. При небольших энергиях удара этот эффект можно вообще не обнаружить. Так, при испытании различных закаленных углеродистых сталей на машине УАМ не удалось обнаружить снижения износостойкости заэвтектоидных сталей. В этих опытах с увеличением содержания углерода наблюдалось непрерывное повышение износостойкости закаленных сталей. Такое несоответствие следует объяснить различными условиями испытаний. Например, при исследованиях, проведенных на машине У-1-АЛ, использовали образец диаметром 10 мм, т. е. с площадью в 25 раз большей, чем при испытаниях на машине УАМ. Общая энергия удара больше в 1250 раз, а энергия удара, приходящегося на единицу поверхности износа, — в 50 раз выше. Несоответствие результатов исследования износостойкости различных углеродистых сталей, полученных на машинах У-1-АЛ и УАМ, еще раз подчеркивает существенное вли-

плавок на ударно-абразивное изнашивание были проведены исследования износостойкости при трении о закрепленный абразив. Сопоставление результатов этих исследований дало возможность выявить характерные особенности ударно-абразивного изнашивания, твердых наплавок и показать принципиальное различие механизма и -основных закономерностей абразивного изнашивания наплавок, происходящего при различных схемах взаимодействия изнашиваемой поверхности с абразивом.

По результатам исследования износостойкости наплавочных сплавов в зависимости от их механических свойств можно сделать следующие выводы.

Результаты исследования износостойкости стали в зависимости от изменения ее механических свойств показывают, что при ударно-абразивном изнашивании ни одна из рассмотренных механических характеристик не влияет на износостойкость однозначно в хрупкой и вязкой областях разрушения. Следовательно, необходимо выявить такую механическую характеристику стали, которая имела бы прямую корреляционную связь с износостойкостью независимо от характера разрушения.

структурных составляющих и на изменения микроструктуры белого малоуглеродистого чугуна (2,9—3,2% С) [17]. Образцы отбирали методом вакуумного всасывания в металлическую форму и в кварцевые трубки с внутренним диаметром 2 мм (для исследования износостойкости).

Таким образом, способ исследования износостойкости материалов методом царапания весьма перспективен для получения сведений о «механизме абразивного разрушения. Вскрытие закономерностей при единичном царапании материалов уже сегодня имеет ряд преимуществ перед другими способами определения их износостойкости. Однако методические аспекты рассмотренного способа требуют дальнейших исследований.

Исследования износостойкости КЭП железо—корунд, полученных из указанного выше электролита с добавкой порошка корунда, показали, что при наличии 4—8% (масс.) включений износ покрытий снижается более чем в 4—5 раз, а коэффициент трения — с 0,1 до 0,02. Оптимальные по износостойкости и пластичности покрытия, имеющие наибольшую область когерентного рассеяния, содержали 6—11% (масс.) корунда. Такие покрытия рекомендованы для производственного использования в целях упрочнения и восстановления деталей машин. Отмечается повышенная величина блоков мозаики у КЭП по сравнению с чистыми покрытиями и небольшое изменение микротвердости.

который изнашивается образец 1, остается неподвижным, движется . же образец, вращаясь вокруг оси 2. Изнашивание образца происходит по свежей поверхности монолитного абразива, которая образуется вследствие срезания тонкого его слоя специальной твердосплавной пластинкой, закрепленной в державке 5 и также вращающейся вокруг оси 2. Образец и режущая пластинка монтируется на брусе 4. Этот брус шарнирно (для равномерного распределения нагрузки) с помощью болта 7 прикрепляется через зажим 6 к шпинделю бурового или сверлильного станка. В качестве монолитного абразива использовался блок шокшинского кварцита, обладающего высокой твердостью и абразивной способностью и имеющего однородное мелкозернистое строение. Э. Л. Мархасин и В. Н. Виноградов [138] использовали этот способ для исследования износостойкости буровых долот, предназначенных для бурения твердых горных пород.

намическая лаборатория с обращённым движением для исследования кавитации изолиров. гребных винтов либо гребных винтов во взаимодействии с элементами корпуса судна. К.т. представляет собой герметичную*-трубу переменного сечения в форме кольца, установленного вертикально; давление в трубе регулируется. В ниж. горизонтальном канале трубы размещён насос, к-рый обеспечивает заданную скорость потока. На рабочем участке, располож. в верхнем горизонтальном канале, на валу устанавливается модель винта. Разновидностью К.т. является гидродинамическая труба. Первая К.т. построена в 1910 в Великобритании Ч.А. Пар-соном.

Наличие в кавитационной зоне пузырьков, наполненных паром и воздухом, и способность их поглощать звуковые колебания позволили Харьковскому политехническому институту и Харьковскому авиационному институту разработать ультразвуковой метод исследования кавитации, сущность которого заключается в следующем '[58].

27. Дашков А. С. Ультразвуковой'м&тод исследования;кавитации гидравлических турбин..Д., Изд. ЛДНШ, 1963, .. : ;.; -

44. Т и м е В. А., Л а ш к о в А. С., И в а щ е н к о И. П. Методика исследования кавитации и прогнозирования кавитационной эрозии элементов проточной части действующих поворотнолопастных турбин. Труды ЦКТИ №61, Л., 1965.

1. Секция исследования кавитации.

1-6. УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КАВИТАЦИИ

Наряду с использованием визуальных методов исследования кавитации в институте широко применяются также ультразвуковые методы [Л. 26]. Методика ультразвуковых исследований кавитации основывается на

"в этой области в Калифорнийском технологическом институте, В докладе кратко упоминается о работе Кнаппа и Нолендера, которые в 1948 г. для исследования кавитации в потоке применили скоростную киносъемку 20000 кадров в секунду, используя технику стробоскопи-рования, а также о работе Керра, разработавшего в 1952 г. специальную Камеру, с помощью которой он выполнил съемку одиночных пузырьков пара при вре-

Рис. 7-11. Общий вид лабораторной установки для исследования кавитации за круглым диском.

В области исследования кавитации гидротурбин и насосов интересные работы проведены японскими учеными (доклады В-4, В-5 и В-7) для высоконапорных пово-ротнолопастных и диагональных турбин. В этой области достигнуты определенные успехи. Интересно предложение Хуга (Франция) относительно возможности применения в некоторых случаях (для вспомогательного оборудования) суперкавитирующих гидравлических турбин. Полезные для проектировщиков сведения приводятся в докладе Лукаса (Канада) В-8 о факторах, влияющих на смертность рыбы при ее прохождении через гидротурбины, а также в докладе Пармакиана (США) В-2 о вибрациях гидравлических турбин и насосов и влиянии кавитации на эти вибрации.

С-1. Т. И т о (Япония), Экспериментальные исследования кавитации в морских гребных винтах.

на кавитационные характеристики гидропрофилей . 26 1-5. Исследование влияния статического давления на кавитационные характеристики гидропрофилей . . 30 1-6. Ультразвуковые исследования кавитации ... 36 1-7. Исследование влияния напора на характеристики высоконапорной поворотнолопастной гидротурбины . 40