Введение к работе
Актуальность проблемы. В обцей проблеме повышения надежности и долговечности маанн большое значение имеет износостойкость, так как 80-90% их отказов происходит по причине износа.
Ударно-абразивное и ударно-усталостное изнашивание деталей являются одними из причин, лимитирующих срок слу:*бы многих видоз оборудования. Такому виду разрушения подверкены элементы бурового инструмента, рабочие органы строительных и дороккых мазин, детали помольного оборудования и др.
Сложность процессов, происходящих г:,: контактных взаимодействиях твердых тел в условиях внешнего тр:-ния и приводяпгдх к разрушению поверхностей, не позволяет создать универсальную теорию для описания всех явлений при трении. Поэтому экспериментальные исследования, включаЕцие лабораторные, стендовые, натурные и другие виды испытаний, являются основным видом исследований в трибологии.
Разработаны многочисленные методики испытаний и создано большое количество оригинальных установок и стендов, в широком диапазоне воспроизводящее условия работа различных элементов оборудования. Как правило, испытания на изнашивание Еесьма трудоемки и требуют значительных затрат времени.
В большинстве случаев оценкой интенсивности разрушения мате
риалов при ударном изнашивании служит потеря массы образцов испы
тываемых материалов. В тоне время, для изнашивания при ударе, ког
да определяющими являются полидеформационные процессы, изменя.ккциэ
структуру и свойства материалов и зачастую приводящие к потере ра
ботоспособности детали без потери массы, весовая оценка износа не-
всегда является объективной характеристикой. Несмотря на больсой
объем исследований изнашивания при ударе, остается неясным меха
низм взаимодействия в системе испытызаемкй материал - абразив -
контртело, что ке позволяет установить истинную картину разрушения
детали. /
Лучшие результаты в этом направлении показывает применение трибодиагкостики, как совокупности методов и средств непрерывного контроля состояния фрикционных параметров деталей и узлов ма'дин.
Среди большого разнообразия методов трибодиагностики особое
внимание заслуживает акустический, основанный на регистрации и измерении параметров акустических колебаний, возникающих при взаимодействии поверхностей. Достоинствами этого метода являются безы-нерцконность по отношению к процессу фрикционного взаимодействия, возможность применения универсальной высокоточной аппаратуры и наличие хорошо апробированной теории обработки сигналов.
Получение непрерывной оперативней информации о поведении материалов непосредственно в процессе изнашивания позволяет отказаться от проведения длительных и трудоемких испытаний с оценкой износа по потере массы образна. Поскольку для услоЕКй ударно-абразивного и ударно-усталостного изнашивания исследования взаимосвязи характеристик разрушения и параметров акустической эмиссии (АЭ) не проводились, представляется весьма актуальным изучить еозмокность применения АЗ-методоз исследования для оценки интенсивности изнашивания при ударе.
Д-эль работы. Разработка метода оценки триботехкичееккх характеристик изнашивания при ударе с помощью эффекта акустической эмиссии.
Озкошые задачи, рэпаеыь.'э в работе.
1. Разработка лабораторной установки для испытания материалов на изнашивание при ударе, позволяющей снимать сигнал АЭ элементов системы образец-абразив-контргело.
. Создание приборного комплекса и разработка методики оценки триботехничееких характеристик с использованием эффекта акустической эмиссии.
3. Проведение экспериментальных исследований изнашивания ма
териалов при ударе с использованием контроля параметров акустичес
кой эмиссии.
4. Разработка акустоэмиссиокногс показателя работоспособности
материалов в условиях изнашивания при ударе е системе образец-аб-
разиз-контртело.
5. Разработка практических рекомендаций по повышению долго
вечности деталей оборудования, работающего в условиях изнашивания
при ударе.
6. Опытно-промышленная проверка разработанных рекомендаций.
Научісап новизна.
-
Разработан приборный комплекс для оценки снгнаїов АЭ, сопровождающих изнашивание сталей при ударно-усталостном и ударно-абразивном изнашивании.
-
Разработана методика испытаний и построена кор-еляыионная номограмма, позволяющие проводить оценку износостойкости различных материалов по интенсивности АЭ.
3. Установлено, что показатель AS полностью характеризует
процесс изнашивания сталей при указанном виде разрушения и мотет
использоваться как самостоятельный критерии износостойкости. Дос
тоинством этого метода оценки износостойкости является то, что он
позволяет осуществлять непрерывный контроль за процессом изнашива
ния и значительно сокращает длительность испытаний за счет исклю
чения необходимости контролировать износ образцов.
4. Испытания материалов различного химического состава с раз
личным принципом упрочнения в различном фазовом состоянии, а также
испытания чугуна, меди и титана показали однозначность параметра
A3 как критерия износостойкости.
Практическая ценность.
Результаты выполненных экспериментальных исследований позволили установить критерии выбора материалов по показателю АЭ и принципы конструктивного исполнения узлов машин. ПОДВерйЭНКЫХ изнашиванию при ударе, на основании которых создана конструкция клапанного узла сгаапганых зтанговых насосов, показавшая в промышленных испытаниях увеличение долговечности в 1,3 - 1,8 раза по сравнении с серийной.
^^poбaция работы. Основные положения работы лолоу.ены на следующих конференциях и семинарах:
1. XVIII научно-техническая/конференция молодке ученых и спе
циалистов ЕНИИБТ, Москва, 1987 г.
2. Заседание технического Совета Микнефтепрома СССР. Моекза,
1983 Г.
~3. Заседание отраслевого координационного Совета (ОКС) "КеФть". Москва, 1983 г.
4. Научно-техническая конференция "Проблемы повышения изно
состойкости газонефтепромыслоБого оборудования". Косква, 1938 г.
-
Научно-техническая конференция "Триботехнические испытания в проблеме контроля качества материалов и конструкций". г.Рыбинск, 1989 г.
-
Семинар кафедры "Износостойкость машин и оборудования и технология конструкционных материалов". ГАНГ им. И. М. Губкина. Москва, 1932 г.
7. Заседание меккаф~драдьного семинара "Трение и износ в ма
шинах" ГАНГ км. 'А М. Губкина. Москва, 1S33 г.
Публксашм. По результатам, исследований опубликовано 3 научных статьи и получено 4 авторских свидетельства на изобретения.
Структура и сбъзм работы. Диссертация состоит ив ееєдєния, пяти глав, зкбодое, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 194 страницах машинописного текста, содержит 55 рисунков, 3 таблицы, 134 наименования литературных источников.
