Метод свободных колебаний маятника

Этот метод применяется для определения коэффициента трения качения. Шарик маятника, закручивая нить, катится по наклонной поверхности (рис. 5,а). По затуханию колебаний судят о коэффициенте трения качения. Нагрузку изменяют, задавая угол наклона плоскости . По затуханию колебаний маятника (рис. 5, б) определяют также коэффициент трения в подшипнике скольжения (качения).

Схема определения силы трения качения методом

свободных колебаний маятника

Рис.5

Методы определения износа трущихся тел

Метод искусственных баз

Линейный износ определяют по измерению сужающегося углубления заданного профиля, выполненного на изнашиваемой поверхности. Углубление может быть выполнено путем вдавливания алмазной пирамиды; толщина изношенного слоя

h=1/К(d₁ –d₂),

где d_1, d₂ – длина диагонали до и после изнашивания;

К – коэффициент пропорциональности.

При использовании конического индентора

h=0,5(d₁ –d₂)ctg/2,

где d₁ ,d₂ –диаметр отпечатка до и после изнашивания;

 -угол при вершине конуса.

В качестве искусственной базы используют также конические углубления, полученные сверлением, либо вырезанную лунку, нанесенную на поверхность трения резцом. Измерение размеров искусственной базы проводят, как правило, оптическим методом. С целью уменьшения погрешностей, вносимых в процесс трения и изнашивания искусственной базой, применяют метод профилографирования поверхности трения. Для этого до испытаний на поверхности трения наносят царапину глубиной в несколько микрометров и снимают профилограмму с этого участка поверхности до и после испытаний на износ.

Методы неперерывного прямого измерения линейных размеров трущихся тел

Они предусматривают применение датчиков, измерительный элемент которых контактирует с одним из тел трения, фиксируя его смещение относительно неподвижной базы. Применяются: индикаторы часового типа, тензометрические элементы, индуктивные и др. датчики перемещения.

Монометрический метод

По мере изнашивания сопрягаемых тел увеличивается зазор между ними и скорость утечки газа или жидкости (рис. 6), что приводит к падению давления в системе подачи среды в зону трения.

Схема монометрического метода определения зазора

Рис.6

Наиболее распространённым методом определения массового зазора является метод периодического взвешивания изнашиваемого образца. Износ определяется по потере суммарной массы образца.

Метод анализа проб масла

Применяется при изучении процесса изнашивания тел в присутствии смазки. Износ определяется по концентрации изношенного материала в пробе масла, оцениваемой оптическим, химическим, магнитным и другими методами.

Метод радиоактивных изотопов

В изнашиваемый материал вводится радиоактивный изотоп (при изготовлении деталей, нанесении покрытия, установкой радиоактивной вставки и т.д.). По измерению интенсивности излучения изнашиваемого образца определяется его износ.

Типовые машины трения

Для лабораторных испытаний используется ряд машин трения, позволяющих реализовать различные схемы контактирования трущихся тел. Наиболее широко применяемые описаны ниже.

Машина Х4-Б Предназначена для изучения абразивной стойкости материалов (рис. 7). Исследуемый образец I приводится в контакт с диском 3. Трение абразива осуществляется по торцевой поверхности цилиндрического образца, который при этом смещается к центру вращения диска, а путь трения представляет собой спираль Архимеда.

Машина для исследования пластмасс типа МПИ. Образец цилиндрической формы (рис.8) контактирует с вращающейся поверхностью цилиндрического вращающегося контртела 2, на поверхности которого закреплена абразивная шкурка. По мере изнашивания образец перемещается вдоль оси цилиндра, смещаясь за один оборот последнего на расстояние, равное диаметру образца.

Принципиальная схема Принципиальная схема

мшины трения Х4-Б машины трения типа МПИ

Рис. 7 Рис.8

Машина для испытания пластмасс на трение МПТ-1. (рис.9) Плоский образец, закрепленный на ползуне 2, совершает возвратно-поступательное движение, контактируя с неподвижными образцами заданной формы. Позволяет производить испытания в широком интервале изменения температуры от –30⁰ до +200⁰С.

Схема машины для испытания пластмасс

на трение МПТ-1

Рис.9

Для определения температурной стойкости смазочных материалов и износостойкости материалов при нормальных и повышенных температурах и контактной нагрузке применяется четырехшариковая машина и машина МАСТ. Последняя реализует две схемы контактирования: шариковая пирамида и шарик-кольцо.

Схема машин для оценки фрикционной теплостойкости

Рис. 10 а) – машина трения МФТ-1; б) –машина трения МДП-1

Машина трения МФТ-1 применяется для оценки фрикционной теплостойкости материалов. Реализуется контакт двух кольцевых образцов торцами (рис.10). Аналогичная схема контактирования тел трения предусмотрена в конструкции машины трения УМТ-1. Эта машина и машина МДП-1 реализует схему контакта «вращающийся диск - цилиндр». Испытания можно проводить при высоких скоростях скольжения и малых значениях коэффициента взаимного перекрытия сопрягаемых тел.