способ испытания на износ прессовых соединений с натягом

Формула изобретения

СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ НА ИЗНОС ПРЕССОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ С НАТЯГОМ, заключающийся в том, что на соединение, выполненное в виде вала и напрессованного на него с натягом кольца подшипника, воздействуют циклической подачей под давлением в зону контакта соединения жидкости до появления локального зазора между частями соединения, после чего сбрасывают давление, периодически определяют зависимости расхода жидкости от ее давления путем изменения давления и измерения соответствующего расхода, а в качестве параметра натяга определяют давление, соответствующее одному и тому же для всех зависимостей значению расхода, отличающийся тем, что по периметру внешней поверхности дорожки качения соединения к ней прикладывают радиальную нагрузку по величине меньше подводимого циклического давления, а вал с внутренним кольцом подшипника качения приводят во вращение.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к исследованию триботехнических свойств цилиндрических образцов из различных материалов и покрытий на износостойкость в условиях коррозионно-механического изнашивания соприкасающихся тел при малых колебательных относительных перемещениях и может быть использовано для исследования износостойкости различных материалов и покрытий.

Известен способ испытания неподвижно сопряженного вала с кольцом подшипника качения, который ведут путем прикладывания к диаметрально расположенным точкам дорожки качения кольца, напрессованного на вращающийся вал, радиальной нагрузки через тело качения и регистрируют положение кольца относительно вала. Об износостойкости элементов соединения судят по продолжительности испытаний, числу циклов нагружения и пути трения [1]

Однако для применения этого способа необходимо задать вращение валу, что значительно усложняет и удорожает его применение, а также повышает трудоемкость. Применение внешней радиальной нагрузки для ведения способа связано с необходимостью изготовления дорогостоящих и сложных нагрузочных устройств, что ведет к удорожанию применяемого способа. Ввиду того что материал вала с меньшим значением коэффициента трения имеет также и меньший период до достижения сдвига кольца относительно вала, а при дальнейших испытаниях в условиях подвижности кольца износостойкость этого материала выше, то путь трения не может точно характеризовать износостойкость элементов соединения, что снижает точность испытаний.

Наиболее близким к предлагаемому является способ испытания прессовых соединений с натягом, который осуществляют путем циклической подачи под давлением в зону контакта соединения жидкости до появления локального зазора между частями соединения и последующего сброса давления, в процессе испытания периодически определяют зависимость расхода жидкости от ее давления путем изменения давления и измерения соответствующего расхода, а в качестве параметра натяга определяют давление, соответствующее одному и тому же для всех зависимостей значению расхода [2]

Однако этот способ не обеспечивает создания реальных условий эксплуатации соединения, а также не обеспечивает создания радиальной нагрузки на наружной поверхности дорожки качения внутреннего кольца, кроме того, способ нагружает только место посадки.

Технический результат изобретения заключается в возможности испытания прессовых соединений в условиях, приближенных к реальным условиям эксплуатации прессовых соединений.

На фиг. 1 представлена схема создания радиальной нагрузки на внешней поверхности дорожки качения подшипника; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1.

Способ осуществляется с помощью устройства, состоящего из динамометрической оправки 1 (фиг.1), содержащей вал 2 и напрессованное на него с заданным натягом кольцо 3 нагрузочного устройства 4, которое воздействует на испытываемое соединение через тело 5 качения, вала 6 (фиг.2) с отверстиями 7 и 8 для подачи жидкости и напрессованным на него внутренним кольцом 9 подшипника качения, механизма 10 регулирования радиальной нагрузки.

Способ осуществляют следующим образом.

В зону контакта испытываемого соединения вала 6 и внутреннего кольца 9 подшипника через отверстие 8 подают жидкость под переменными давлением P f(t) и сообщают валу вращение. Под давлением жидкости происходит упругое расширение отверстия охватывающей детали и уменьшение диаметра вала. Чтобы не допустить полного исчезновения непосредственного контакта сопрягаемых поверхностей, в момент начала просачивания подаваемой жидкости необходим сброс давления, что и происходит в результате подачи жидкости под переменным давлением. С целью приближения условий испытания к реальным на внешней поверхности дорожки качения создают противодавление в виде радиальной нагрузки, создаваемой телами 5 качения, входящими в состав нагружающих динамометрических оправок, что способствует ускорению замыкания зоны 11 контакта (фиг. 2) и интенсификации процесса изнашивания, при котором создаются условия для возникновения малых колебательных относительных перемещений сопряженных поверхностей, вследствие которых происходят пластические деформации, усталостные разрушения микровыступов поверхностей, окисления, релаксация напряжений, вызывающие фреттинг-коррозию. Вращение вала способствует равномерному нагружению зоны контакта испытываемого соединения.

Величину износа соединения определяют путем подачи жидкости в зону контакта посадочных поверхностей под постоянным давлением, одновременно производят измерение величин давления и расхода жидкости, просачивающейся через зону контакта, при котором обеспечивается зазор в пределах допуска посадочных поверхностей, при этом о величине износа в соединении судят по величине давления жидкости, при котором обеспечивается необходимый зазор в соединении, далее по мере наработки узла через определенные интервалы времени измерение повторяют.

П р и м е р 1. Испытывали сопряжение вторичного вала коробки передач трактора Т-150К с подшипником качения 313. Натяг в сопряжении 0,36 мм. Минимальная рабочая скорость вторичного вала 1208 об/мин. Пульсирующее давление жидкости 25 МПа. Прикладываемая радиальная нагрузка, передаваемая телами качения, 9,1 кН. Расход жидкости 2 см³/мин. Продолжительность испытания 842 ч.

П р и м е р 2. Испытывали это же сопряжение. Средняя рабочая скорость вала 1686 об/мин. Пульсирующее давление жидкости 31 МПа. Расход жидкости 4,3 см³/мин. Прикладываемая радиальная нагрузка, передаваемая телами качения, 14,4 кН. Продолжительность испытания 584 ч.

3. Испытывали это же сопряжение. Максимальная рабочая скорость вторичного вала 2165 об/мин. Пульсирующее давление жидкости 37 МПа. Расход жидкости 7 см³/мин. Прикладываемая радиальная нагрузка, передаваемая телами качения, 19,1 кН. Продолжительность испытания 302 ч.

Предлагаемый способ позволяет приблизить условия испытания к реальным условиям эксплуатации. Увеличение скорости вращения вала и увеличение радиальной нагрузки позволяет сократить время испытания при сохранении качественных характеристик.