Мета роботи: вивчити вплив розміру абразивних частинок та навантаження на швидкість абразивного зношування

8.1 Короткі теоретичні відомості

Зношування - процес відділення матеріалу з поверхні твердого тіла та (або) збільшення його залишкової деформації при терті, що проявляється у поступовій зміні розмірів та (або) форми тіла.

Знос - результат зношування, визначається у встановлених одиницях.

Швидкість зношування - відношення значення зносу до інтервалу часу, на протязі котрого він виник.

Зносостійкість – властивість матеріалу проявляти опір зношуванню в певних умовах тертя, що оцінюється величиною зворотньою до швидкості зношування або інтенсивності зношування.

Абразивним матеріалом називається мінерал штучного або природного походження, зерна якого мають достатню твердість і мають властивість різати (дряпати).

Абразивне зношування - це руйнування поверхні деталі в результаті її взаємодії з твердими частками. У ролі таких часток виступають:

- нерухомо закріплені тверді зерна (наприклад, шанжирування твердими частинками м’яких антифрикційних матеріалів).

- незакріплені частки, що входять у контакт із поверхнею деталі (копати землю). Наприклад, насипні вантажі при їхньому транспортуванні, абразивні частки в ґрунті при роботі машин, що оброблюють грунт.

- вільні абразивні частки, що втягуються в потік рідиною або газом (гідроабразивне або газообразивне зношування).

- вільні частки в зазорі пари тертя.

Під абразивне зношування підпадають деталі сільськогосподарських, будівельних, гірничих, транспортних та транспортуючих пристроїв, вузли металургійного обладнання, труби та насоси земснарядів та інших.

На процес абразивного зношування впливає природа абразивних частинок, властивості зношувальних поверхонь, величина навантаження на пару тертя та інші фактори. Загальним для абразивного зношування є механічний характер руйнування поверхні.

Абразивні частки відрізняються і характеризуються розміром, формою, твердістю.

Якщо твердість абразивного матеріалу нижче, ніж твердого металу, то знос не залежить від різниці твердості і швидко зменшується з підвищенням у такій різниці. Якщо твердість абразиву значно перевищує твердість металу то знос не залежить від різниці твердості. Якщо ж метал по твердості досягає хоча б 60% від твердості абразиву, то знос його різко сповільнюється.

Якщо для металів застосовують свої методи і міри твердості (по Брюнелю, Роквелу і т.д.), то для абразивних часток (мінералів) твердість вимірюють по шкалі Мооса. Найбільш м’який матеріал тальк – 1, алмаз – 10, корунд – 9, кварц – 7.

Абразивні частки збільшують знос як у підшипниках ковзання так і катання. Абразивні частки не впливають істотно на роботу гумових підшипників. Гума не дозволяє частці створювати в зазорі високий тиск і сталевий вал може тільки поліруватися. Гумові підшипники можуть працювати тільки при змащенні водою, а зі збільшенням частоти обертання валу коефіцієнт тертя підшипників знижується. Знос пластмасових підшипників з абразивними частками в 5 разів менше, ніж сталевих.

8.2 Обладнання та матеріали

Лабораторна установка на базі плоскошліфувального верстату (рис. 8.1), зразки зі сталі; наждачний папір, набір важелів, аналітичні ваги.

Рисунок 8.1 – Схема навантаження зразків

8.3 Порядок виконання роботи

8.3.1 Ознайомитись з питаннями техніки безпеки.

8.3.2 Зважити зразки.

8.3.3 Провести зношування зразків під різним навантаженням та з різним розміром абразиву наждачного паперу.

8.3.4 Після кожного досліду зважити зразки (час проведення досліду 3 хвилини).

8.3.5 Побудувати графік залежності швидкості зношування від навантаження для різних розмірів абразиву.

8.3.6 Побудувати графік залежності зносостійкості від навантаження для різних розмірів абразиву.

8.4 Зміст звіту

8.4.1 Назва роботи, мета та короткі теоретичні відомості.

8.4.2 Порядок виконання роботи.

8.4.3 Результати досліджень, аналіз отриманих даних, висновки по роботі.

8.5 Контрольні запитання

8.5.1 Що називається абразивним матеріалом?

8.5.2 Характеристика абразивного зносу.

8.5.3 Залежність швидкості абразивного зносу від твердості абразивних частинок.

8.5.4 Залежність швидкості абразивного зносу від розміру абразивних частинок.

8.5.5 Залежність швидкості абразивного зносу від твердості абразивних частинок.

8.5.6 Способи боротьби з абразивним зношуванням.

9 Лабораторна робота №9

Вплив середовища на зношування