При проектировании новых изделий, внесении изменений в конструкцию машин необходимо прогнозировать их эксплуатационные свойства, в частности – ресурс.
Для оценки важнейших параметров, влияющих на ресурс, – износостойкости и коэффициента трения – проводятся триботехнические испытания.
Сущность и задачи испытаний трением
Триботехнические испытания проводят для подбора оптимальных конструкционных материалов, пригодных к эксплуатации при контакте без задиров и схватывания, а также наиболее подходящих смазочных материалов для пар трения.
Исследования позволяют провести сравнительную оценку антифрикционных, противоизносных и противозадирных характеристик в различных режимах взаимодействия.
Особую актуальность триботехнические испытания имеют в случаях, когда от износостойкости отдельных деталей зависит безопасность эксплуатации комплекса ответственного оборудования.
Лабораторные испытания осуществляются на специальных установках, которые позволяют в контролируемых условиях воспроизвести процесс фрикционного взаимодействия – машинах трения.
Исследуемые образцы прижимаются с заданным усилием, после чего придается вращение одному из них с определенной скоростью.
Триботехнические испытания организуются для одной или нескольких целей:
- Выбор подходящих конструкционных материалов на этапе проектирования узла трения
- Подбор наиболее эффективного смазочного материала для пары трения в определенных условиях эксплуатации
- Исследование закономерностей процессов трения и изнашивания, факторов, влияющих на скорость и величину износа
- Исследование триботехнических характеристик новых материалов – конструкционных, смазочных и др.
- Выбор оптимальных условий эксплуатации машин
- Определение границ применимости материалов (критических точек, в которых, например, наблюдается резкий скачок силы трения)
Лабораторные испытания на машине трения входят в рациональный цикл испытаний, наряду со стендовыми, полигонными и эксплуатационными испытаниями.
Каждый последующий этап исследования учитывает результаты предыдущего.
Проведение всех иерархически построенных этапов испытаний позволяет получить полную информацию о работоспособности исследуемых объектов.
Помимо основных параметров, в процессе триботехнических испытаний определяются и регистрируются критическая нагрузка, приводящая к схватыванию, температура в паре трения, изменение массы образцов за один испытательный цикл.
Испытания на машине трения осуществляются в строгом соответствии со стандартами, что дает возможность сопоставления результатов, полученных в различных испытательных лабораториях.
Виды триботехнических испытаний
Триботехнические испытания проводятся на разных моделях трибометров, используя различные схемы контакта образцов: «ролик-диск», «ролик-колодка», «вал-втулка», «шар-шар» (четырехшариковая машина трения для испытания масел и пластичных смазок), «сфера-диск» и др. Рассмотрим некоторые из них.
В настоящее время для получения сравнительных результатов проводят испытания по схемам со сосредоточенным контактом – образцом и контр-телом служат плоскость и сферический индентор.
У данных испытаний есть ряд преимуществ, обусловливающих широкое применение именно такой схемы контакта – минимальные погрешности при установке тел, ускорение приработки, уменьшенные сроки проведения испытания и получения результата.
Схема трения «ролик-ролик», при которой один из образцов зафиксирован, а второму придается вращение, реализуется на машине трения Райхерта.
Такая схема трения эффективно применяется для оценки противоизносных свойств смазочных материалов, особенно работающих в высоконагруженных узлах, а также может использоваться для испытания конструкционных материалов.
При проведении испытаний на машине трения важно подобрать оптимальные режимы исследований, точно настроить контролируемые параметры испытаний, чтобы процесс изнашивания образцов был максимально приближен к реальным условиям работы.
Испытательная лаборатория. Где проводят триботехнические испытания
Чтобы данные, полученные в ходе испытаний, были точными, а результаты могли использоваться для проектирования узлов трения, необходимо проводить исследования на аккредитованном и поверенном оборудовании.
Услуги по проведению ускоренных испытаний, в том числе триботехнических, оказывает компания «Моденжи».
Специалисты, обладая богатым опытом и знаниями, в короткие сроки подбирают оптимальные сочетания материалов пары трения, сравнивают образцы и, при необходимости, рекомендуют, как добиться требуемых коэффициента трения, интенсивности изнашивания и других выходных параметров, управляя составляющими процесса трения.
Проведение триботехнических испытаний позволяет оценить такие важные параметры, как коэффициент трения, фрикционный разогрев, интенсивность изнашивания поверхностей с использованием конкретного смазочного материала или без смазки.
Благодаря таким испытаниям удается на этапе проектирования спрогнозировать ресурс готовых изделий и узлов в определенных условиях эксплуатации.
Испытательные циклы обязательны при проектировании новых деталей, модернизации узлов трения, смене смазочного материала в оборудовании.
На данном канале будем и дальше рассказывать о трении, изнашивании и инновационных материалах, продлевающих ресурс оборудования, – обязательно подписывайтесь. Также следите за «Моденжи» на официальных страницах в соцсетях – ВКонтакте, Telegram, YouTube, RUTUBE.