Методы измерения износа

Используются три основных метода измерения износа.

1. Интегральный метод.Определяется суммарный износ по поверхности трения, не измеряя износ в отдельных точках поверхности. Деталь взвешивается до работы и спустя какое-то время или определяется содержание продуктов износа в смазке.

2. Дифференциальные методы.Применяются наиболее широко. Позволяют определить распределение износа по всей поверхности и оценить влияние износа на выходные параметры сопряжения.

а) Метод микрометража. Деталь измеряют в нескольких местах до и после определенного периода работы. Износ определяют по формуле

. (3.6)

Измерения выполняют микрометром или микронным индикатором.

б) Метод искусственных баз. На изнашиваемую поверхность наносят углубления в виде конуса, пирамиды, сферы, лунки и по уменьшению размера в плане судят о величине износа. Широко применяется метод вырезанных лунок. Лунки 2 на поверхности 1 вырезаются резцом 3 (рис. 3.4) на специальном приспособлении. Размер лунки: длина до 3 мм, глубина до 15 мкм.

Износ рассчитывается по результатам замеров длины лунки с помощью микроскопа до работы l₁ и после работы l₂ по формуле

. (3.7)

При замере износа цилиндрических поверхностей, лунки располагают перпендикулярно образующей цилиндра и износ рассчитывают с поправкой на радиус кривизны поверхности в месте нанесения лунки по формуле

, (3.8)

где R – радиус кривизны поверхности в месте нанесения лунки, мм.

Выпускаются приборы для нанесения и измерения лунок на плоских поверхностях, выпуклых и вогнутых поверхностях.

Метод негативных отпечатков принципиально не отличается от рассмотренного, но менее точен. Наносят перпендикулярно друг другу 2 риски: основную в направлении вектора относительного перемещения трущихся деталей длиной 6…10 мм и вспомогательную длиной 4…5 мм. На риски до работы и после работы накладывают свинцовую пластинку толщиной 0,5 … 0,8 мм и вдавливают ручным пуансоном (рис. 3.5). Получают негативные отпечатки.

Полученный негативный от­тиск переворачивают и кладут на предметный столик микроскопа МИС-11 так, чтобы вспомогательная риска прохо­дила вдоль изображения световой щели микроскопа. Высоту сечения оттиска основной риски измеряют на расстоянии 1 мм от вспомогательной.

в) Метод поверхностной активации (МПА). Путем бомбардировки ускоренными заряженными частицами на циклотроне на исследуемой поверхности делается радиоактивная метка глубиной 0,05…0,4 мм. В процессе испытания, не разбирая узла трения, регистрируется падение относительной радиоактивности. Сравнивая полученные данные с тарировочной функцией, определяют величину линейного износа на каждый фиксированный момент времени. Основной регистрируемый изотоп – Со⁵⁶ с периодом полураспада 77,3 дня.

Достоинством МПА является возможность регистрации величины износа без разборки и остановки трущейся пары. Применение малых доз активности (до 10 мкКи) дает воз­можность проводить данные испытания в лабораторных или производственных условиях без специальных мер защиты.

3. Метод измерения выходных параметров сопряжения.Износ оценивается по выходным параметрам сопряжения, что дает косвенное представление о величине износа. Преимущества этого метода в возможности оценки износа без разборки узла трения.

Например, нужно оценить износ подшипников шпинделя. К рабочему концу шпинделя прикладывается регламентированная сила и одновременно индикаторами фиксируются перемещения в различных точках шпинделя. По мере наработки измеряемые величины перемещений изменяются (увеличиваются) и можно оценить износ подшипниковых опор.