Порядок выполнения работы

1. Изучить условия работы упорных подшипников в опоре бурового долота. Рассчитать линейную скорость и давление в зоне контакта. Исходя из геометрических характеристик контробразца (площади и диаметра) рассчитать требуемую частоту вращения шпинделя и нагрузку на контробразец. Выбрать соответствующую схему испытаний. Занести исходные данные в протокол испытаний.

2. Изучить устройство и инструкцию по эксплуатации триботехнического комплекса «Универсал-1А». Усвоить основные функции программного обеспечения «PowerGraph». Понять принцип сбора данных о нормальной нагрузке, моменте трения и температуре саморазогрева. Установить частоту вращения шпинделя максимально близкую к расчетной величине, обеспечивающей линейную скорость скольжения, максимально близкую к эксплуатационной. Выбрать длину рычага и установить на рычаге груз, обеспечивающий приложение на контакт расчетной нагрузки, обеспечивающей давление, максимально близкое к эксплуатационному. Включить питание моноблока. Включить компьютер и запустить с рабочего стола программу PowerGraph.exe выбрать в меню «Файл» настройки «Кольцо-плоскость».

3. Выбрать оправку и зафиксировать на ней упорную шайбу таким образом, чтобы испытываемый участок шайбы находился в центре оправки. Тщательно обезжирить испытываемый участок поверхности и нанести на него равномерный слой пластичной смазки. Поместить оправку с шайбой на ось моноблока триботехнического комплекса таким образом, чтобы поводок моноблока вошел в отверстие на нижней части оправки. Вставить в боковое отверстие оправки термопару для оценки средней температуры разогрева узла трения. Обнулить показания датчиков нормальной нагрузки и момента трения. Опустить на поверхность шайбы контробразец. Проверить показания датчика нормальной нагрузки, при необходимости скорректировать ее величину, управляя длиной рычага. Установить частоту сбора данных 100 Гц (показания всех каналов измерений будет обновляться 100 раз в секунду). Запустить сбор данных и одновременно запустить вращение шпинделя. При необходимости установить величины вертикальных и горизонтальных разверток по всем каналам измерений на экране компьютера.

4. Наблюдать за изменением момента трения в процессе приработки. После стабилизации показаний датчиков момента трения и температуры остановить шпиндель и прекратить сбор данных.

5. Разгрузить рычаг и поднять контробразец. Распечатать полученные эпюры экспериментальных данных. Надеть перчатки, после чего вынуть термопару из оправки, снять оправку с моноблока, отвинтить упорную шайбу. Положить шайбу на металлическую поверхность до полного ее остывания, после чего обезжирить ее тампоном, смоченным в уайт-спирите.

6. По полученным эпюрам изучить характеристики совместимости материалов рассматриваемой пары трения на этапе приработки по характеру изменения эпюры момента трения. Рассчитать коэффициент нестабильности коэффициента трения, а также коэффициент прирабатываемости. Сопоставить полученные экспериментальные и расчетные данные с эксплуатационными требованиями и занести их в протокол испытаний. По величине коэффициента трения определить вид трения на этапе приработки и в установившемся режиме трения. Определить длительность этапа приработки изучаемой пары трения.

7. Поместить образец под микроскоп так, чтобы в поле наблюдения оказалась зона трения. Изучить особенности вешнего вида поверхности трения (наличие темных участков разложения смазочных материалов, борозды, выглаживание поверхности, задиры, наличие или отсутствие покрытия и т.п.). Увязать увиденную картину с картиной изменения эпюры момента трения, температуры саморазогрева и сделать выводы о виде изнашивания поверхности.

8. Провести профилографирование изношенного участка поверхности в двух взаимно перпендикулярных направлениях так, чтобы трасса сканирования поверхности иглой профилографа проходила через изношенный участок. Распечатать данные профилографирования и оценить среднюю величину линейного износа серебряного покрытия в микрометрах. Рассчитать скорость изнашивания серебряного покрытия в размерности [мкм/час] и интенсивность изнашивания в безразмерной форме. Оценить износостойкость и класс износостойкости пары трения. Занести полученные данные в протокол испытаний следующего вида (курсивом выделен текст, в качестве примера заполнения формы, в скобках даны комментарии).

Протокол испытаний № _______ (номер протокола) / ____ (дата)

Исполнитель: _______________________________

Исходные данные:

Испытуемый образец: упорная шайба долота

Материал основы: бериллиевая бронза БрБ2

Покрытие: серебряно-алмазное, гальваническое

Толщина покрытия: 22-24 мкм

Шероховатость: R_a= 1,5 мкм, R_z =4,72 мкм

Микротвердость по Виккерсу H_m= 80 кгс/мм²

Прочность сцепления покрытия с основой: хорошая

Условия эксплуатации:

Материал контртела: долотная сталь (указывается марка)

Смазка: Долотол-АУ

Нагрузка на долото: 18 тс

Давление на упорную шайбу: 13 МПа (рассчитывается)

Средняя температура опоры долота: 80°С

Эксплуатационные требования:

Стойкость опоры – не менее 100 часов;

Саморазогрев опоры при эксплуатации – не более 200°С;

Коэффициент трения – не более 0,2.

Длительность приработки – не более 30 мин.

Режимы триботехнических испытаний на совместимость:

- схема трения кольцо (контртело) –плосткость (шайба)

- контртело (указываются марка материала, форма и

геометрические характеристики)

- смазка Долотол-АУ

- длительность испытаний при оценке совместимости на этапе приработки: (указывается критерий прекращения испытаний, например, стабилизация момента трения)

- длительность испытаний при оценке совместимости на этапе установившегося изнашивания: 1 час после этапа приработки;

- номинальная площадь контакта: 15 мм²

- нормальная нагрузка: 20 кгс (рассчитывается)

- частота вращения: 600 мин^-1

Результаты испытаний по оценке совместимости на этапе

Приработки

Вид эпюр экспериментальных данных: (вставляется в протокол)