ГОСТ 23.224-86

Группа Т51

     
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

     

Обеспечение износостойкости изделий

     
Методы оценки износостойкости восстановленных деталей

     
Products wear resistance assurance.
Reestablished machine parts.
Experimental evaluation of wear resistance ability

МКС 19.060

ОКСТУ 0023

Дата введения 1987-01-01

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 2 апреля 1986 г. N 863 дата введения установлена 01.01.87

ПЕРЕИЗДАНИЕ

Стандарт распространяется на восстановленные детали подвижных сопряжений, изнашивающиеся в процессе эксплуатации, и устанавливает общие положения методов оценки их износостойкости при помощи изнашивания образцов соответствующих материалов и покрытий на испытательных установках.

Стандарт не распространяется на полимерные покрытия и покрытия с порами размером более 0,05 мм и истирающей способностью по ГОСТ 23.220-84, превышающей соответствующий показатель новой детали более чем на 20%, а также на испытания зубчатых пар.

Устанавливают четыре группы методов испытаний:

группа А - сравнительные экспресс-испытания, сущность которых состоит в определении соотношения интенсивностей изнашивания исследуемой (восстановленной) и эталонной поверхностей, испытуемых при заранее установленных идентичных условиях; испытания этой группы проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 23.208-79, ГОСТ 23.211-80, ГОСТ 23.220-84 и настоящего стандарта.

Они предназначены для предварительного отбора вариантов технологии восстановления, подлежащих последующим испытаниям групп Б, В и Г, а также контроля стабильности технологического процесса;

группа Б - моделирующие испытания, сущность которых состоит в оценке интенсивности изнашивания в эксплуатационных условиях путем пересчета результатов лабораторных или стендовых испытаний через масштабные коэффициенты и (или) коэффициенты ускорения;

испытания этой группы рекомендуется проводить с целью оценки работоспособности материалов в условиях, отличающихся наибольшим влиянием на изнашивание;

группа В - ускоренные ресурсные испытания по ГОСТ 23.205-79 и в соответствии с настоящим стандартом, проводимые для оценки или контроля ресурса сопряжения применительно к заданным условиям эксплуатации;

группа Г - испытания по РД 50-662-88, а также в соответствии с настоящим стандартом для определения диапазона нагрузок, скоростей скольжения и температур, обеспечивающих приемлемые в эксплуатации значения интенсивности изнашивания.

Испытания перечисленных групп проводят по следующим вариантам:

1) испытания материалов восстановленных поверхностей, при которых материал сопряженного образца, конструктивное исполнение и кинематический тип сопряжения унифицированы согласно соответствующему нормативно-техническому документу;

2) испытания восстановленных сопряжений, при которых материал сопряженного образца и кинематический тип сопряжения соответствуют материалу и кинематическому типу натурного сопряжения.

1. ПРИБОРЫ И МАТЕРИАЛЫ

1.1. Приборы и материалы для проведения испытаний исследуемых восстановленных покрытий по указанным выше стандартам - в соответствии с требованиями этих стандартов.

1.2. Для других испытаний с целью оценки износостойкости подвижных сопряжений с восстановленными деталями испытательная установка должна обеспечивать воспроизведение кинематического типа сопряжения. Кинематический тип определяется взаимоположением, геометрией, характером относительного движения трущихся деталей и возможностью их самоустановки.

Основные кинематические типы сопряжений приведены в приложении 1. Описания испытательных установок, имитирующих некоторые из соответствующих типов сопряжений, - в приложениях 2-5. Рекомендуется также использовать серийные установки СМТ-1 и УМТ-1. При необходимости точного воспроизведения кинематики, динамики и других условий работы сопряжения в эксплуатации используют специальные имитационные стенды.

Измерительная система испытательной установки должна обеспечивать в процессе проведения испытаний:

непрерывное измерение и регистрацию момента сил трения в диапазоне не менее чем 1-14,7 Н·м при среднеквадратическом отклонении случайной погрешности моментоизмерителя при статической градуировке не более 5% измеряемого значения;

непрерывное измерение и регистрацию температуры в зоне трения в диапазоне не менее 20 °С-200 °С с погрешностью не более 5% измеряемого значения;

измерение усилия взаимного прижатия трущихся образцов с погрешностью не более 5% измеряемого значения.

Для измерения износа используют:

профилограф-профилометр по ГОСТ 19300-86 или аналогичный действующий в режиме профилографа;

аналитические весы, позволяющие взвешивать с погрешностью не более 0,002 г.;

износомер базовырезающий, соответствующий ГОСТ 23.301-78 для измерения износа по ГОСТ 27860-88.

Примечание. Для повышения точности измерения момента сил трения применяют приставку, описание которой приведено в приложении 6.

1.3. Для сравнительных испытаний группы А используют следующие смазочные масла:

веретенное АУ по НТД;

индустриальное - И-20 А по ГОСТ 20799-88;

автомобильные по ГОСТ 10541-78 и автотракторные по ГОСТ 8581-78 масла без присадок.

1.4. Для сравнительных испытаний группы А с абразивно-масляной прослойкой используют абразивный материал, приготовленный из кварцевого песка, соответствующего требованиям ГОСТ 2138-91 и масло индустриальное - И-20 А по ГОСТ 20799-88.

1.5. В качестве эталонных используют материалы новых (невосстановленных деталей).

Для сравнительных испытаний материалов допускается использовать сталь 45 по ГОСТ 1050-88 с твердостью 520-560 HV.

1.6. Промывочные жидкости: бензин по НТД, ацетон по ГОСТ 2603-79.

1.7. Для подачи в зону трения абразивно-масляной взвеси рекомендуется использовать устройство, описание которого приводится в приложении 7.

2. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ

2.1. К испытаниям допускаются партии образцов, изготовленных по единой технологии, с размерами и параметрами шероховатости в пределах установленных допусков. Для испытаний по методам групп Б, В и Г объем партии образцов не менее 10 шт. При испытаниях по методу группы А объем партии допускается уменьшать до 5 шт.

2.2. Один образец из партии подвергается анализу. Определяются его твердость, микротвердость отдельных фаз, микротвердость поверхностного слоя на глубине не более 0,03 мм и переходной зоны между материалом восстановительного покрытия и основным материалом. Число измерений микротвердости не менее 10, расстояние между краями отпечатков - не менее суммарной длины диагоналей 3 отпечатков. Фотографии шлифов с выявленной структурой слоя восстановительного покрытия прилагаются к протоколу испытаний. Данные по твердости и микротвердости заносят в протокол испытаний. К испытаниям допускается партия образцов, у которых указанные количественные показатели металловедческого анализа различаются не более чем на 15%.

2.3. Образцы при помощи специального инструмента обрабатывают таким образом, чтобы контурная поверхность их взаимного прилегания при установке на испытательной машине составляла не менее 90% номинальной расчетной поверхности контакта.

Контроль прилегания осуществляют методом планиметрирования пятен контакта, обеспечивающим погрешность не более 10% номинальной площади контакта. Допускается взаимная предварительная приработка образцов непосредственно на испытательной машине под нагрузкой, меньшей, чем прилагаемая при испытаниях. После достижения указанного прилегания образцы маркируют на нерабочих поверхностях с указанием взаимной ориентации при установке на испытательную машину.

2.4. Образцы промывают жидкостями по п.1.6, высушивают, при необходимости, формируют искусственные базовые поверхности (например, вырезанием лунки в соответствии с ГОСТ 27860-88), взвешивают и (или) профилографируют. Метод ориентации образцов для выполнения профилограмм и метод определения износа профилографированием приводятся в приложении 8.

2.5. Для сравнительных экспресс-испытаний смазываемых сопряжений устанавливают подачу (капель в минуту) смазочного материала, численно равную площади поверхности трения (в см).

Примечания:

1. Расчет ведут по большей из взаимно трущихся поверхностей.

2. При проведении сравнительных испытаний с элементами моделирования допускается осуществлять выбор режимов смазывания, исходя из условий эксплуатации.

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

3.1. Проведение испытаний по указанным выше стандартам - в соответствии с этими стандартами.

В остальных случаях образцы устанавливают на испытательной машине, задают необходимый режим смазывания по подаваемой дозе, периодичности (частоте) и способу подачи смазочного материала.

Приводят в движение подвижный образец (подвижные образцы) с частотой, обеспечивающей заданную скорость скольжения и качения, после чего образцы приводят в контакт и к ним прикладывают заданную нагрузку. Значение достигаемого при этом давления оценивают в соответствии с РД 50-662-88.

3.2. Образцы прирабатывают в соответствии с РД 50-662-88 и настоящим стандартом. По окончании приработки образцы промывают, просушивают, взвешивают и профилографируют. Полученные данные о приработочном износе продолжительности приработки и прочие заносят в протокол испытаний.

Примечание. Если по конструктивным причинам не может быть использован контроль режима смазки по электрическому сопротивлению стыка трущихся поверхностей, приработку проводят в соответствии с приложением 9.

3.3. При сравнительных экспресс-испытаниях оценивают давление в соответствии с РД 50-662-88 для приработанной пары из материалов новых (невосстановленных) деталей при минимальной скорости скольжения, предусмотренной для приработки натурного сопряжения; ориентировочно для кинематического типа 1.1-0,5-0,8 м·с, для кинематических типов 1.3 и 2.3 - 0,1-0,2 м·с в среднем за цикл.

Устанавливают нагрузку, соответствующую давлению и проводят испытания восстановленного сопряжения на этой нагрузке до накопления износа, определяемого с заданной точностью принятым методом измерения износа.

Отсчет наработки производят по суммарному за время испытаний (накопления данного износа) числу оборотов или циклов реверсивного движения.

3.4. Если узел трения изнашивается в условиях эксплуатации абразивной средой, к указанным выше условиям следует добавить подачу абразивных частиц в зону трения.

3.5. Сравнительные экспресс-испытания группы А с использованием абразивных материалов проводят:

по ГОСТ 23.208-79;

с материалами, указанными в п.1.4, при подаче абразивно-масляной взвеси в зону трения (0,2±0,01) мл·мин, при концентрации абразивного материала в смазочном материале (3±0,5)% по массе;

сравнительные испытания с элементами моделирования при использовании абразивных и смазочных материалов, а также режимов их подачи в соответствии с конкретными условиями изнашивания при эксплуатации.

3.6. Моделирующие испытания группы Б проводят в трех вариантах:

1) моделирование эксплуатационных условий, когда воспроизводятся или моделируются все эксплуатационные параметры условий изнашивания;

2) воспроизведение и моделирование элементов эксплуатационных условий, отличающихся наибольшим влиянием на износ (форсированный режим);

3) комбинированное моделирование, когда нормальные эксплуатационные ступени чередуются с форсированными.

Примеры расчета масштабных коэффициентов и коэффициентов ускорения приведены в приложении 10.

3.7. Испытания на форсированных ступенях проводят при значениях давлений, не превышающих , определенных в соответствии с РД 50-662-88, и при температурах смазочного масла не выше , определенных в соответствии с РД 50-662-88.

Примечание. Значения максимального давления испытаний и критической температуры масла определяют путем варьирования давления и температуры масла как значения, при превышении которых возрастает стабилизированный коэффициент трения.

3.8. При форсировании с использованием абразивного материала рекомендуется определять его предельно допустимую концентрацию в смазочном материале как значение, при превышении которого возрастает стабилизированный коэффициент трения (см. чертеж). При этом давление и температуру смазочного масла определяют в соответствии с п.3.7.

Пример зависимости силы трения от концентрации абразивного материала

3.9. На каждой ступени с нормальным режимом следует проводить измерения износа в два этапа:

после интервала времени, необходимого для завершения приработки, о чем судят по стабилизации сил трения и рабочих температур (для исключения переходного периода от форсированного к нормальному режиму);