ГОСТ 27860-88

Группа Т51

     

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ДЕТАЛИ ТРУЩИХСЯ СОПРЯЖЕНИЙ

Методы измерения износа

Rubbing mating machine parts. Methods of measuring wear

     
ОКСТУ 0023

Срок действия с 01.01.90
до 01.01.93*
______________________________
* Ограничение срока действия снятопо протоколу
 Межгосударственного Совета по стандартизации,
 метрологии и сертификации (ИУС N 2, 1993 год). -
Примечание изготовителя базы данных.

     

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН

Государственным комитетом СССР по стандартам, Академией наук СССР, Министерством высшего и среднего специального образования СССР, Госагропромом СССР

ИСПОЛНИТЕЛИ

И.И.Карасик, д-р техн. наук; А.А.Петросянц, д-р техн. наук; В.И.Постников, д-р техн. наук (руководители темы); В.В.Трушин; Н.Н.Самойлова; С.А.Поляков; Н.П.Кукол, канд. техн. наук; В.Н.Артамонова; И.А.Сорокин, канд. геол.-минер. наук; В.А.Ильин, канд. техн. наук; В.П.Малофеев, канд. техн. наук; Е.В.Ковалева; И.А.Павлов, канд. техн. наук; В.Я.Моисеев; Д.Г.Точильников, канд. техн. наук; В.А.Курников; Д.М.Овечкин; Н.И.Краснов; В.С.Архипов; канд. техн. наук; Ф.X.Бурумкулов, д-р техн. наук; А.М.Осин; И.И.Попова; Н.М.Михин, д-р техн. наук

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 24.10.88 N 3503

3. ВЗАМЕН ГОСТ 23.206-79, ГОСТ 23.209-79, ГОСТ 23.217-84, ГОСТ 17534-72

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Настоящий стандарт устанавливает комплекс методов непрерывного или периодического измерения износа деталей трущихся сопряжений при лабораторных испытаниях или в процессе их эксплуатации.

Предусматриваются методы измерения износа:

деталей из металлических конструкционных материалов на основе железа, меди и их сплавов и композиций с относительным содержанием других элементов не более 20% по массе; по уменьшению интенсивности гамма-излучения предварительно активированного в месте измерения износа поверхностного слоя (метод поверхностной активации) или торцевых поверхностей, прилегающих к поверхности износа (метод радиоактивных марок). Методы рекомендуются для контроля износа при переходных процессах типа приработки;

металлических и неметаллических деталей трущихся сопряжений активационным и спектральным анализом смазочного материала, в котором остаются продукты изнашивания при смазывании жидким или пластичным смазочным материалом, при наличии возможности отбора проб смазочного материала;

металлических и неметаллических деталей или образцов фрикционных сопряжений по уменьшению в результате изнашивания длины, предварительно вырезанной на трущихся поверхностях лунки, не распространяющиеся на случаи, когда пластические деформации на поверхности трения изменяют контур лунки и когда лунка может явиться эффективным концентратором напряжений (метод вырезанных лунок);

рабочих поверхностей трения деталей машин и образцов, размеры и форма которых допускают профилографирование, а механические свойства обеспечивают отсутствие деформации под иглой профилографа (метод профилографирования) по разнице высот профиля до и после изнашивания.

1. ПРИБОРЫ И МАТЕРИАЛЫ

1.1. Для измерения износа методами поверхностной активации и радиоактивных марок используют приборы:

сцинтилляционный блок детектирования гамма-излучения (например типа БДЭГ2-23 или БДЭГ-22);

высоковольтный стабилизированный блок питания сцинтилляционного детектора (например типа БНВ 2-95 или БВ-2, БНВ-16П, ВС-22);

многоканальный амплитудный анализатор с печатающим устройством, имеющий возможность подключения к внешней ЭВМ для обработки информации, позволяющий изучать энергетический спектр гамма-излучения и измерять его интенсивность в заданном диапазоне энергии (например АМ-А-03Ф).

Примечание. Допускается вместо указанного набора приборов использовать спектрометры типов СЭГ-10-04, СЭГ-С3-01 в комплекте с цифропечатающим устройством типа УВЦ 2-95, а также применять набор функциональных блоков, собранных по схеме, приведенной в приложении 1.

Для измерения износа методом активационного анализа смазочного материала используют:

многоканальный анализатор импульсов с полупроводниковым блоком детектирования для определения энергетического состава спектра гамма-излучения и измерения его интенсивности в заданном диапазоне энергий (например типа АИ-4096);

три стандартных гамма-источника: Со с энергиями 1177,2 и 1332 кэВ и Cs с энергией 664,64 кэВ.

Для измерения износа методом спектрального анализа смазочного материала используют приборы:

квантометр (например типа МФС-5 16-канальная фотоэлектрическая установка полихроматор с растровым конденсатором с электронно-регистрирующим устройством ЭРУ-16, с цифровым вольтметром Ш15-13, стабилизатором напряжения и генератором "Аркус");

микроЭВМ;

программируемый калькулятор;

АЦПУ;

ультразвуковой диспергатор;

набор эталонов с различными концентрациями элементов-индикаторов износа для построения градуировочного графика.

Для измерения износа методом вырезанных лунок используют прибор по ГОСТ 23.301.

Для измерения износа методом профилографирования используют профилограф-профилометр (например типа 1 по ГОСТ 19300);

прибор для измерения твердости по ГОСТ 2999, соответствующий требованиям ГОСТ 13408.

2. ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЯМ

2.1. При измерении износа методом поверхностной активации выбирают место и размеры активируемого участка для облучения его прямолинейным пучком протонов с энергией (11,4±0,2) МэВ. Угол падения пучка между нормалью к участку и направлением пучка не более 75°. Режим активации должен обеспечивать получение радионуклида Со для сплавов и композиций на основе железа и радионуклида Zn - для сплавов на основе меди. Начальная интенсивность излучения активированного участка от изотопа-индикатора должна превышать уровень естественного фона в месте проведения измерений не менее чем в два раза. Допускается применять вставки-свидетели, которые устанавливают в деталь заподлицо с контролируемой поверхностью, что обеспечивается совместной окончательной обработкой, в процессе которой допускается снять не более 20% толщины активированного слоя. Уменьшение активности вставки при обработке должно учитываться как износ, предшествующий началу испытаний. Чувствительность метода увеличивается с уменьшением толщины активированного слоя и зависит от нелинейности тарировочной функции (приложение 2). В общем виде чувствительность можно представить как первую производную от тарировочной функции по значению линейного износа

.                                                           (1)

При заданных выше параметрах облучения толщина активного слоя уменьшается с увеличением угла наклона пучка частиц к поверхности детали. Угол наклона определяется по приложению 2.

При активации необходимо исключить нагрев детали, вызывающий необратимые явления в поверхностном слое.

Суммарная активность детали не должна превышать уровня активности, допускаемого при работе без специальных мер защиты в соответствии с нормами радиационной безопасности и действующими санитарными правилами.

Метод поверхностной активации рекомендуется для измерения значений износа в диапазоне от 0 до 150 мкм.

2.2. При измерении износа методом радиоактивных марок выбирают место, размеры и форму активируемого участка (марки) на торцевой поверхности, прилегающей к поверхности, подверженной износу. Размер активируемой площадки, перпендикулярной к изнашивающейся поверхности, должен быть на 20-25% больше ожидаемого значения износа. Форма марки определяет вид тарировочной функции. Чувствительность метода увеличивается с уменьшением размеров марки, перпендикулярной к изнашивающейся поверхности, и зависит согласно п.2.1 от линейности тарировочной функции. Форме марки в виде прямоугольника полосы соответствует линейная тарировочная функция. Примеры профилирования марок и тарировочных функций приведены в приложении 3.

Активация деталей осуществляется аналогично п.2.1 через коллиматор, обеспечивающий необходимую форму смазки. Угол выбирают постоянным и близким к нулю.

Примечание. Для исследования интенсивных процессов изнашивания деталей и элементов конструкций из неметаллических материалов допускается применение активированных вставок, изготовленных из фильтровальной бумаги, пропитанной щавелевокислым ниобием 95, 0,768 МэВ, которые наклеивают на торцевые поверхности изнашиваемых деталей.

Метод радиоактивных марок рекомендуется для измерения значений износа более 150 мкм.

2.3. При измерении износа методом активационного анализа смазочного материала для облучения тепловыми нейтронами готовят методом озоления по ГОСТ 1461 не менее трех многоэлементных эталонных проб, содержащих необходимые элементы, по объему и плотности равных исследуемым. Концентрация элементов в эталонах должна постепенно возрастать в предполагаемом диапазоне изменений концентраций элементов в пробах, исследуемых при измерении износа. Равные плотности достигаются добавлением в определенный объем пробы нейтрального наполнителя: сахара, карбоксиметилцеллюлозы и др.

2.4. При измерении износа методом спектрального анализа смазочного материала готовят набор эталонных проб с различными концентрациями, диапазон изменения которых перекрывает диапазон предполагаемых концентраций в пробе при измерении износа, отвечающих следующим требованиям:

надежно установленный химический состав;

максимальное соответствие по химическому составу и физическим свойствам проб, анализируемым при измерении износа;

стабильность состава во времени на весь период измерений.

Для приготовления эталонных проб служит головной эталон, получаемый путем диспергирования тонкого порошка солей или окислов металлов, или металлоорганических соединений в чистом базовом масле при помощи ультразвукового диспергатора. Разбавлением головного эталона чистым базовым маслом получают серию эталонных проб с концентрацией каждого элемента - индикатора износа, пропорциональной ряду 1:4:10:20:40:100. Затем эталонные пробы и пробы отработанного смазочного материала неизвестного состава объемом 1 см переносят с помощью пипетки в углубления на рабочих торцах угольных или графитовых электродов с последующим осушением с помощью инфракрасного излучения при включенной вытяжной вентиляции.

2.5. При измерении износа методами вырезанных лунок и профилографирования поверхности трения в местах измерения перед вырезанием лунок или нанесением отпечатков, а также перед каждым измерением промывают, обезжиривают и просушивают. Выбор мест измерений, размеров измеряемых участков, размеров отпечатков и лунок производят, исходя из предполагаемого распределения износа по поверхности, а также поставленной задачи. Для построения эпюры износа вдоль какого-либо направления подготавливают измерения не менее чем в трех сечениях по этому направлению. Для облегчения нахождения мест измерений составляют схему их расположения, производя ее привязку к поверхности трения при помощи дополнительных меток (кернов, штрихов). В протокол измерения вносят: наименование детали (образца), наименование материала поверхности трения, его твердость, наименование и заводской номер измерительного прибора, схему расположения мест измерений.

Пример записи результатов измерений приведен в приложении 4.

2.6. При измерении износа методом вырезанных лунок последние располагают таким образом, чтобы продольная ось их симметрии была перпендикулярна направлению относительного перемещения трущихся поверхностей. При вырезании лунки и ее измерении прибор и деталь (образец) фиксируют относительно друг друга согласно выбранной схеме расположения лунок.

Вырезание лунки производят по схеме, указанной на черт.1. Для этого трехгранный алмазный резец 1, вращающийся вокруг оси по радиусу , периодически подводят к поверхности трения 2 детали (образца) при подаче 0,002-0,003 мм/об., наблюдая за вырезанием в микроскоп прибора. В результате прохода резца должна образоваться лунка 3, имеющая длину .

Схема вырезания лунки

Черт.1

При достижении заданной длины лунки проводят доводку ее поверхности вращением резца в ту и другую сторону без подачи. Допускается проводить окончательную доводку лунки путем приработки сопряженных поверхностей трения. После доводки длину лунки измеряют с погрешностью не более 0,5 деления шкалы окуляра и результат заносят в протокол.

2.7. При измерении износа методом профилографирования с использованием ориентации детали (образца) на профилографе по двум отпечаткам место измерения готовят следующим образом. На исследуемой детали (образце), схема ориентации которого на профилографе показана на черт.2, наносят отпечатки 2 и 3, низшие точки которых лежат на заданной трассе профилографирования 6. Отпечатки выполняют на твердомере Виккерса по ГОСТ 2999 так, чтобы между отпечатками располагался исследуемый участок изнашиваемой поверхности, а глубина отпечатков превышала значение износа не более чем в два раза. Отпечатки располагают на максимальном друг от друга расстоянии, ограниченном значением хода иглы щупа профилографа. После нанесения отпечатков 2 и 3 деталь (образец) устанавливают на предметный столик 7, который может перемещаться в горизонтальной плоскости поперек движения иглы 8 щупа при помощи микровинта 9, а также поворачиваться в горизонтальной плоскости вращением микровинта 10. Образец 1 микровинтами 9 и 10 устанавливают относительно трассы профилографирования 6 таким образом, чтобы острие иглы 8 проходило через низшие точки 4 и 5 отпечатков 2 и 3. При этом глубины отпечатков контролируют по отклонению пера самописца.