Поверхности контртела

Выбирать преобразователь при той или иной толщине контактного слоя следует в зависимости от поверхности контролируемого объекта. При грубо обработанной поверхности целесообразны щелевые преобразователи.

Прямые преобразователи предназначены для возбуждения продольных волн, наклонные в основном сдвиговых (поперечных) и поверхностных волн, а также продольных волн, вводимых под углом к поверхности контролируемого изделия. С рабочей стороны прямых преобразователей (рис, 4,7, а) на пье-зопластине 3 имеется защитное донышко 4 (протектор), предохраняющее пьезопластину от механических повреждений. С

Существенное влияние на чувствительность метода оказывает чистота обработки поверхности контролируемого объекта. Для обнаружения дефектов любых направлений применяют намагничивание в двух (или более) взаимно перпендикулярных направлениях или комбинированное.

му преобразователю, который дает продольные волны. При выборе типа волны следует иметь в виду, что применение поперечных волн при контроле предпочтительнее, так как их длина при одинаковой частоте УЗК меньше, что повышает чувствительность к дефектам. Однако там, где необходимо уменьшить затухание волн (например, при контроле изделий из крупнозернистых материалов), целесообразно применять продольные волны. Направление прозвучивания выбирают таким образом, чтобы дефекты (особенно плоскостные) были ориентированы перпендикулярно направлению волны. Например, расслоение хорошо обнаруживается продольными волнами, а непровар по кромкам — поперечными. При применении продольных волн возникает довольно большая мертвая зона до 5... 10 мм (это зона под искателем, где дефекты не обнаруживаются). Для ее уменьшения в случае использования продольных волн применяют раздельно-смещенные ПЭПы, у которых мертвая зона 1.. .2 мм. Поперечными волнами хорошо выявляются подповерхностные дефекты за счет отражения луча от противоположной поверхности и дефекта. При этом сам подповерхностный дефект может быть на достаточной удалении от преобразователя. Однократно отраженным лучом представляется возможность прозвучивать «мертвую зону» сварных соединений. Однако для выявления поверхностных дефектов, рекомендуют использовать волны релеевского типа, которые распространяются на большие расстояния следуя всем изгибам поверхности контролируемого изделия.

От рассмотренных методов существенно отличается импе-дансный. Он основан на анализе изменения механического или входного акустического импеданса участка поверхности контролируемого объекта, с которым взаимодействует преобразователь. Понятия механического и акустического импеданса рассмотрены в § 1.2; здесь отметим, что чем больше импеданс, тем «жестче» участок ОК, его труднее «раскачать».

Бесконтактное оптическое наблюдение за колебаниями поверхности контролируемого твердого тела осуществляют с помощью лазерного интерферометра [14]. Одна из возможных схем показана на рис. 1.30 справа. Луч высокостабилизированного лазера 9 расщепляют полупрозрачным зеркалом 8 на два луча, которые отражаются от зеркала 6 и ОК 5, поверхность которого колеблется под действием ультразвуковой волны. Лучи фокусируют линзой 10 и принимают фотоумножителем //. Разность хода лучей в плечах интерферометра выставлена так, чтобы она была равна нечетному числу четвертей световых волн. Длина волны выбирается довольно большой (например, 0,6328 мкм от гелий-неонового лазера). Тогда косинусоидальный закон изменения интенсивности интерферирующих лучей при колебаниях поверхности изделия аппроксимируется линейной зависимостью при амплитуде до 3-10~8 м. Из сигнала на фотоумножителе фильтром 12 выделяют низкочастотную составляющую, соответствующую мешающим вибрациям, усиливают ее усилителем 7 и управляют перемещениями зеркала 6, которое укрепляют на компенсирующем его движение пьезоэлементе. Таким образом отстраиваются от влияния вибраций.

Интегральный метод вынужденных колебаний имеет различные способы реализации. Например, акустика-топографический метод, в котором регистрируется распределение амплитуд упругих колебаний на поверхности контролируемого объекта или его большом участке с помощью наносимого на поверхность липнущего порошка. Дефектная зона отличается увеличением амплитуды изгибных колебаний в результате резонансных явлений, вследствие чего оседание порошка на ней меньше.

Осуществляется при помощи индукц. дефектоскопов с магн. искателем, действие к-рых осн. на определении градиента магн. поля дефекта при сканировании наруж. поверхности контролируемого участка предварительно намагнич. объекта (напр., рельса). Методами И.д. контролируется наличие дефектов типа строчечных неметаплич. включений, вкатанной окалины и др.

Существенное влияние на чувствительность метода оказывает чистота обработки поверхности контролируемого объекта. Для обнаружения дефектов любых направлений применяют намагничивание в двух (или более) взаимно перпендикулярных направлениях или комбинированное.

МАГНИТНАЯ ДЕФЕКТОСКОПИЯ — комплекс методов дефектоскопии, осн. на исследовании магнитных полей рассеяния вокруг намагнич. изделий из ферромагнитных материалов, гл. обр. конструкц. сталей. В зонах дефектов (трещины, немагнитные включения, залегающие на небольшой глубине под поверхностью) происходит резкое изменение параметров магнитного поля рассеяния, определяющееся размерами, формой, глубиной залегания и ориентировкой дефекта и обнаруживаемое различными индикаторами: магнитным порошком, оседающим у краёв трещины (магнитно-порошковый мето д), порошком, окраш. светящимися в УФ свете красками (магнитно-люминесцентный метод — для контроля изделий с тёмной поверхностью), спец. магнито-чувствит. элементом — феррозондом, измеряющим слабые магнитные поля или градиенты этих полей (феррозондовый метод), а также магнитной лентой, прилож. к поверхности контролируемого изделия и намагничивающейся в различной степени в дефектных и бездефектных зонах (магнитографический метод). М. д. осуществляется с помощью магнитных дефектоскопов, позволяющих получить магнитные поля большой напряжённости и имеющих устройства для размагничивания проконтролир. изделий.

Существенное влияние на показания радиационного пирометра оказывает состояние поверхности контролируемого объекта, поскольку оно связано с его излучательной способностью.

Результаты экспериментов показывают, что исходная шероховатость поверхности контртела оказывает существенное влияние на интенсивность изнашивания и величину коэффициента трения. Интенсивность изнашивания зависит от величины комплексного параметра шероховатости А. Так, для полированных поверхностей до V9—10 получены наименьшие интенсивность изнашивания и коэффициент трения, несмотря на разные высоты неровностей, но почти одинаковые величины Д. Расчетная величина комплексной характеристики соответствует экспериментальным параметрам шероховатости 'поверхности контртела, при которых получены наименьшая интенсивность изнашивания и минимальный коэффициент трения для подшипника из метал-лофторопласта, работающего в паре с металлическим валом из стали 45 при установившемся режиме трения.

По мере дальнейшего относительного смещения тел происходит непрерывное распространение пластических деформаций в глубь слоя. Одновременно увеличивается глубина застойной зоны металла, который движется как одно целое с контртелом. Вследствие непрерывного увеличения размеров застойной зоны возрастает объем оттесняемого материала. Деформированное состояние материала на этой стадии схематически изображено на рис. 28, в. Так как глубина слоя заторможенного материала велика, сзади контакта возникают растягивающие напряжения, затем появляется трещина, приводящая к выкалыванию или выдиранию упрочненного материала застойной зоны. Вырванная частица, как правило, удерживается вследствие холодного сваривания на поверхности контртела в виде нароста. Сильно упрочненный нарост при дальнейшем относительном скольжении тел выступает в роли микронеровности, выцарапывающей поверхность более мягкого материала. При этом может повторяться по несколько раз процесс схватывания между наростом и поверхностью более мягкой детали. Размеры нароста со временем стабилизируются. При определенной величине зазора между поверхностями оттесняемый материал формируется в стружку и удаляется из зоны трения в виде продуктов износа [61].

Образование сферической частицы происходит следующим образом. Предполагается, что частица, образованная в результате адгезионного износа, каким-то образом попадает в раковину на поверхности. Затем при некоторых обстоятельствах, возможно при фреттинге, она будет совершать сложное движение — скольжение по стенкам раковины и перекатывание по поверхности контртела. Такого рода движение приводит к износу выпуклых участков, в результате получается шарообразная частица с хорошо отполированной поверхностью.

Износостойкость MoSg в значительной мере зависит и от шероховатости поверхности контртела. Шероховатость поверхностей трущихся деталей значительно уменьшает фактическую площадь соприкосновения твердых тел. В момент взаимного смещения деталей усилие, приложенное к уменьшенной поверх* ности. вызывает высокие напряжения, вследствие чего происхо* дит сильный нагрев поверхности, достаточный для образования точечных спаек между трущимися телами. Для предотвращения этого необходимо обеспечить высокую адгезию частиц MoS2 к металлическим поверхностям. Адгезионная способность порошкообразного MoSa повышается с ростом температуры.

В качестве контртела использовали втулку из стали 45, закаленной до HRC 40—42, смонтированную на вращающейся оправке стенда. Шероховатость рабочей поверхности контртела соответствовала Ra= 0,63-^1,25 мкм.

Материал Истирание по свежей поверхности контртела Истирание по одному и тому же месту

2. При проверке износостойкости и определении коэффициентов трения пластмасс, предназначенных для работы в абразивной среде, контртелом может служить абразивное полотно или 'бумага. Для истирания пластмасс нельзя рекомендовать (подобно ГОСТ 426-57 для резины) проводить стабилизацию абразивной шкурки. Истирание должно производиться по свежей поверхности контртела.

Твердость контртела практически не оказывает влияния на работоспособность АПМ видов А и В, если в его составе нет абразивных наполнителей: стеклянных или угольных волокон, кокса и т. д. [57]. Оптимальная шероховатость поверхности контртела зависит от хрупкости материала. Если для высокоэластичного ПТФЭ явление переноса частиц материала нивелирует влияние шероховатости контр-тела начиная с Ra < 1,0 мкм, то для менее эластичного полиацеталя влияние шероховатости сказывается уже при Ra >0,25 мкм [57].

Рис. 1.2. Зависимости коэффициента трения без смазки и скорости изнашивания / подиацеталей от шероховатости поверхности контртела [по данным фирмы БАСФ (ФРГ)]

В процессе испытаний на поверхности контртела образуются тонкие пленки полимерного материала толщиной 0,5—2 мкм. Износ образцов при параметре шероховатости контртела Ra = = 0,025 мкм оказался выше, чем при Ra = 0,05 мкм. Объясняется это тем, что образуемые на контртеле в первом случае сверхтонкие пленки легко удаляются с поверхностей трения. При значительной шероховатости контртела (Ra > 0,254 мкм) проявляется режущий эффект.

В качестве контртела использовали втулку из стали 45, закаленной до HRC = 404-42, смонтированную на вращающейся оправке стенда. Шероховатость рабочей поверхности контртела составляла Ra = 0,63ч-1,25 мкм.