Представляет интерес шнековая машина для испытаний на абразивное изнашивание (рис. П.17), разработанная В. Н. Ткачевым. При испытании на этой машине резец из испытуемого материала режет непрерывно подводимую к нему уплотненную абразив-

масса определенного состава и влажности, засыпанная в бункер, подается вращающимся вертикальным шнеком в нижнюю часть машины, где при помощи другого вращающегося горизонтального шнека уплотняется д6 заданной степени плотности и затем вы-

Рис. 11.16. Схема машины типа вращающаяся чаша для испытания на изнашивание

ную массу. Этим испытанием в лабораторных условиях воспроизводится изнашивание лезвия резца, аналогичное изнашиванию лез-

Рис. 11.17. Схема шнековой машины для испытания на абразивное изнашивание:

/ - бункер; 2 - вертикальный шнек; 3 - горизонтальный шнек; 4 - пружинное крепление горловины; 5 - электродвигатель, приводящий шнеки; 6 - редуктор; 7 - образец, закрепленный во вращающемся диске; 8 - электродвигатель, приводящий диск с образцами

вий почворежущих машин. Конструкция машины предусматривает возможность менять плотность абразивной массы, подаваемой к резцу, в широких пределах. Абразивная

жимается через кольцевую горловину; образец в виде резца специальной формы, закрепленный в диске, быстро вращающемся вокруг оси, совпадающей с осью кольцевой горловины, режет выдавленную из горловины абразивную массу и постепенно изнашивается. Показателем износа служит изменение длины образца.

Во многих случаях абразивное изнашивание происходит при ударном приложении нагрузки с такой интенсивностью, при которой проявляется хрупкость твердых материалов или их твердых структурных составляющих. В поверхностном слое материала появляются трещины, наблюдается выкрашивание, сколы и существенное понижение износостойкости. Динамическое воздействие на материал может быть разных характера и интенсивности; при ударе разрушается и меняет свои абразивные свойства само абразивное тело. Возможных вариантов условий изнашивания при ударно-абразивном изнашивании много, поэтому разнообразны и конструкции установок для испытания материалов при этом виде изнашивания.

Одной из машин, получивших распространение в лабораторной практике при испытаниях на ударно-абразивное изнашивание о закрепленные частицы, является машина типа Х4-БМ2 и ее модернизированный вариант-машина УАМ. Схема испытания на машине УАМ показана на рис. 11.18. Барабан 7, на котором закреплена шлифовальная шкурка, вращается прерывисто; число остановок за один оборот достигает 172.

в период останов1и образец 2 действием ч:воей массы, массы державки 3 и груза 4 падает, ударяется о шкурку и начинает подниматься для следующего удара. Пока он поднимается барабан поворачивается, а образец продольно перемещается.

Более совершенная машина для испытания на ударно-абразивное изнашивание о закрепленные абразивные частицы создана

Рис 11.18. Cxesfa испытания на машине УАМ

Рис. 11.19. Схема машины для испытания на ударно-абразивное изнашивание о закрепленные абразивные частицы

Б. Н Виноградовым, Г. М. Сорокиным и Г. К. Шрейбером в Московском институте нефтехимической и газовой промышленности.

Образец цилиндрической формы диаметром 10 мм и длиной 25-30 мм падает с некоторой высоты, ударяясь своим торцом о шлифовальную шкурку, лежащую на наковальне. Пока образец поднимается, шкурка перемещается, подставляя при этом свою свежую поверхность для нового удара. От электродвигателя / (рис. П. 19) через редуктор 2 и клиноременную передачу 3 приводится во вращение вал, на котором установлен кулачок 4, Шпиндель 5 вместе с образцом 6 поднимается с помощью кулачка и совершает повторные удары по шлифо-

вальной ленте-шкурке 7, лежащей на наковальне 3. Подача ленты происходит синхронно с движением шпинделя с помощью храпового механизма 9. Отработанная лента наматывается на катушку 10, Для устранения влияния износа самой наковальни на результаты испытания применяют вкладыш И, который перемещается после каждого опыта или поворачивается другой гранью. Масса грузов 12, закрепленных на шпинделе, может меняться. Приспособление 13 служит для обеспечения постоянства расстояния от торца образца до наковальни, поскольку это расстояние может изменяться вследствие

Рис. 11.20. Схема машины для испытания на ударно-абразивное изнашивание о слой свободных абразивных частиц

износа образца. Для предотвращения прилипания шкурки к образцу служит прижим 14, Во время испытания на ленту в зону удара образца подают воду, охлаждающую образец и устраняющую прилипание к нему абразивных частиц. Кожух 15 защищает от разбрызгивания воды. Износ определяют взвешиванием (по потере массы образца за время испытаний).

Для испытания на ударно-абразивное изнашивание при ударе по слою свободных абразивных частиц, лежащих на стальной наковальне, в том же институте разработана машина, схема которой показана на рис. П.20. От электродвигателя / через редуктор 2 и клиноременную передачу 3 вращение передается на вал и кулачок 5, который с помощью ролика 6 поднимает шпиндель-боек 7, на торце которого в оправке 3 помещен испытуемый образец 9. Под действием грузов 10 шпиндель 7 падает; при этом происходит удар образца по наковальне 7/, на которой имеется слой абразива.

Необходимо, чтобы каждый удар образца приходился по свежей порции абразива

постоянной толщины, лежащего на поверхности наковальни, не имеющей следов изнашивания. Поэтому во время подъема образца после очередного удара наковальню еле* дует освободить от отработанного абразива и подать на нее порцию свежего абразива. Эти операции выполняют с помощью специальных приспособлений. За период одного удара осуществляют: подачу из бункера 12 очередной порции абразива, отмеренной дозатором 13\ формирование из этой порции подвижными ножами 14 слоя определенной заданной толщины; очистку наковальни от отработанных абразивных частиц

Рис. 11.21. Поперечный разрез барабана машины ЧП-1 со свободным (а) и ограниченным (б) движением абразива:

1 - неподвижный щиток; 2 - кассета с образцами

щетками /5; транспортировку этих частиц щетками в бункер 16. Абразив в зону удара подают щетками, приводимыми в движение с помощью приводного механизма, состоящего из конической передачи 17 и валика 18. Машина снабжена устройством для регулирования толщины слоя абразива на наковальне и приспособлением для перемещения вкладышей наковальни после каждого цикла испытаний. Диаметр образца 10 мм, толщина слоя абразива (кварцевого песка) 1 мм, число ударов в минуту 55, 100 или 120. Износ определяют взвешиванием по потере массы образца за время испытаний.

Представляет интерес машина типа ЧП-1, разработанная К. П. Чудаковым и И. В. Петровым в Московском инженерно-строительном институте им. В. В. Куйбышева. Машина предназначена для испытания на изна-шрвание наплавленного металла при ударно-абразивном воздействии с ударами высокой интенсивности. С ее помощью оценивают работоспособность материалов рабочих деталей строительных и дорожных машин, контактирующих с твердым грунтом, рудой или камнями. На рис. 11.21 приведен схематический разрез барабана машины, который опирается на ролики и приводится во вращение от электродвигателя. Испытуемые образцы закрепляются на внутренней поверхности барабана, частично заполняемого кусками абразивного материала (руда, базальт, гранит). Конструкция машины допускает широкое варьирование условий испытания. В барабане одновременно устанавливают большое число образцов, собранных в кассеты. Интенсивность ударно-абразивного воздействия оценивается с помощью коэффициента динамичности, представляющего собой отношение твердости НВ ста-

ли 110Г13Л (эталона) после испытания к ее твердости НВ до испытания.

Изнашиванию абразивными частицами увлекаемыми потоком воздуха или газов (называемому также эрозией), обычно подвергаются трубы и приемные устройства пневматического транспорта различного назначения; детали дымососов; трубы экономайзеров и детали котлов; лопатки компрессоров; направляющие и рабочие лопатки газовых турбин; детали загрузочных устройств доменных печей и т. д. В ряде случаев газовый поток имеет повышенную температуру и содержит агрессивные компоненты, что усложняет условия изнашивания.

Среди большого числа установок, применяемых для испытания на изнашивание ш этих условиях, заслуживает внимания установка конструкции ЦНИИТмаша, схема которой приведена на рис. П.22. В испытательной установке воспроизводятся основные условия работы материала лопаток газовой турбины: температура, напряженное состояние и изнашивание горячим газовым потоком, несущим абразивные частицы. Образцами являются лопатки, которые могут быть разной длины, что обеспечивает разную* величину растягивающих напряжений. Направление движения частиц абразива относительно лопаток определяется по следам износа на образцах, вмонтированных в ротор. Скорость движения частиц зависит or скорости потока. Износ лопаток определяют взвешиванием по потере массы лопаток за время испытаний.

Эффективна установка для испытания на* изнашивание в газо-абразивном потоке при повышенных температурах, разработанная Ю. А. Юзвенко в Институте электросварки им. Е. О. Патона. Схема этой установки показана на рис. 11.23. К подогревателю 1 через регулятор давления 2 и расходомер 8 подводится сжатый воздух, который подогревается до 830*0 природным газом, проходящим через вентиль 4. Вытекающий из насадки 5 газ увлекает абразив, поступающий из дозатора 6. Регулирование работы дозатора осуществляется с помощью вентиля 7 и дифференциального манометра 8. В трубопроводе 9 абразивные частицы разгоняются и нагреваются, проходя через сопла; затем струя попадает на образец. В испытательной камере может быть помещена шсть образцов, испытываемых поочередно. Износ оценивается по потере массы образцов за время испытания.

К числу машин универсального типа, широко применяющихся в лабораторной практике, относится машина типа МИ-1М. По конструкции она аналогична известной машине Амслера. На этой машине можно проводить испытания при трении скольжения при трении качения, при трении качения с проскальзыванием; испытания можно проводить с подачей смазки и без нее. При необходимости в пространство между трущимися поверхностями с помощью специального приспособления можно подводить абразив.

Размеры и форма образцов для испытания на изнашивание на машине типа МИ-1М приведены на рис. 11.24. Диаметр образцов