где g3i— потеря массы для отдельных испытанных образцов, г;
п — количество испытанных образцов в соответствии сп. 1.11.
Зависимость потери массы испытуемого образца от продолжительности его изнашивания
Черт. 2
Рассчитывают удельный расход жидкости Q, г-см_2'С-1, который определяется как количество жидкости в виде капель заданного диаметра JK, см, приходящееся на единицу площади изношенной поверхности образца 5Э, см2, в единицу времени при угле соударения 90 ° по формуле
где f — частота падения капель, с-1;
рк — плотность рабочей жидкости (воды), г-см-3.
При произвольных значениях а величину Q определяют по формуле
Рассчитывают количество жидкости г• см 2, приходящееся на единицу изношенной поверхности образца за время изнашивания т, с, по формуле
Q
Примечание. В том случае, когда размеры образца недостаточны для полного улавливания на рабочую поверхность всех капель, подаваемых генератором (т. е. глубина проникновения капель превышает высоту образца), расчет количества жидкости q ведется согласно приложению 5.
Рассчитывают удельную потерю массы Ag9, г-см 2, и условную глубину эрозии /э, см, материалов по формулам:
где рм — плотность материалов, г • см .
Представляют результаты испытаний графически в виде зависимостей = <р(<?) и 1Э = <р(т); вид этих зависимостей представлен в приложении 6.
Разбивают построенные кривые износа материала на j участков (у = 4—8) и на каждом из них определяют скорость эрозии мм,- материала и интенсивность его изнашивания /м,:
MJ -
Строят по результатам расчетов зависимости в координатах wM—т и ZM—q (см. приложение 6).
Определяют по построенным зависимостям Ag3 = ф(^); wM = ф(т) и /м = ф(^) продолжительность инкубационного периода т0 и максимальные значения скорости и интенсивности /тах изна
шивания исследуемого материала.
При малых значениях инкубационного периода или его отсутствии допускается определять в первом приближении средние значения скорости и интенсивности изнашивания испытуемого материала для заданного значения продолжительности изнашивания, которое необходимо приводить совместно с полученными характеристиками материала. Средние значения скорости см-с-1, и объемной интенсивности ZMC, см3-г-1, изнашивания материала определяют по формулам:
^мс & з Ліс 4)^7
Вычисляют относительную стойкость материала £ к гидроэрозионному изнашиванию по формулам:
мс этс з
где Лэттах з ^этс — максимальное и среднее значения интенсивности изнашивания выбранного эталонного материала.
Для защитных покрытий и элементов деталей определяют время до начала видимых визуально разрушений (отслоений) поверхностного слоя тн и до разрушения покрытия на всю толщину тк.
При записи результатов испытаний образцов по пп. 4.1—4.8 необходимо указывать режимы испытаний, перечисленные в п. 4.1, к которым относится данное значение износостойкости.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Рекомендуемое
ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА
Схема установки приведена на черт. 1. Цилиндрическая вакуумная камера 1 снабжена монтажно-смотровым люком 2, через который на коромысло 3 устанавливаются образцы 4. В камере создают вакуум насосом 5 через фильтр-отстойник 6. Штуцер 7 обеспечивает заполнение камеры воздухом, через штуцер 8 производят слив воды из камеры по окончании эксперимента.
Масло, поступающее в корпус подшипников Рик уплотняющим манжетам 10 из бака 17, отсасывается в бак 12 благодаря создаваемому в нем вакууму и возвращается в бак 11 насосом. На валу 13 установлена звездочка счетчика оборотов ротора, связанная с частотомером 14. Температура и давление в камере измеряются термопарой 75 и вакуумметром 16. Генератор капель 7 7 (рекомендуемое приложение 2) закреплен независимо от камеры и его полость соединена с полостью камеры сильфоном 18. Вода для генератора капель подается из бака 19, давление в котором измеряется мано вакуум метром 20.
Черг. 110
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Рекомендуемое
ГЕНЕРАТОР КАПЕЛЬ
Механизм генератора капель помещен в герметичный цилиндрический корпус с прозрачной обечайкой 1 из оргстекла, что позволяет наблюдать капли и работу генератора капель при его регулировании. Последнее производится в условиях принятого разряжения рабочей камеры при работающем двигателе установки, что позволяет в ходе опытов обнаружить и установить влияние случайных факторов. Дистиллят воды под определенным давлением подается через фильтры в патрубок 2 и далее по гибкому шлангу к капилляру (медицинской игле) 5. Консоль иглы соединена тягой с мембраной вибратора 4 (вибратором служит электромагнитный телефон типа ТК-47 по государственному стандарту. Вибратор приводится от генератора тока звуковой частоты типа T3-34 по государственному стандарту. Варьируя сечение иглы 5, давление воды и частоту колебаний вибратора устанавливают размер капель и частоту их преобразования. Освещение синхронно настроенным стробоскопом (типа СШ-2) позволяет «остановить» цепочку капель, измерить диаметр частиц и расстояние между ними с использованием микроскопа 5 (тип МПБ-2) с ценой деления шкалы 0,05 мм.
Частицы через дефлектор 6 поступают на образец 7. Заданное время изнашивания образца обеспечивается перемещением заслонки 6*, которая переводится в крайние положения, где удерживается ярмом электромагнита 9 через капроновый шнур 10. При закрытой заслонке капли, отразившись от нее, попадают в чашку 11, дренированную в вакуумную камеру 12, срез которой отведен от образца.
Ширина зоны определяется диапазоном возвратно-поступательного движения каретки 13 по направляющим 14, ее равномерное движение обеспечивается пружиной 75 и кулачком 16, неподвижно закрепленным на валу привода 7 7 и спрофилированным по двойной архимедовой спирали. Выходная частота вращения двигателя 17 п =8,9 мин-1.
Необходимое положение каретки по отношению к образцу обеспечивается установкой упора 18 с помощью винта 19. Концевые выключатели 20 позволяют синхронизировать момент начала изнашивания (открытия заслонки) с краями зоны эрозии.
Механизм генератора капель для удобства обслуживания смонтирован на крышке 27. В рабочем состоянии крышка прижимается к цилиндрическому корпусу генератора капель перепадом давления между атмосферой и рабочей камерой. Уплотнение его разъемов обеспечивается прокладками из вакуумной резины. Резьбы уплотнены вакуумной замазкой. Детали генератора капель изготовляют из нержавеющих сталей и пластмасс. Материалы сочленяемых деталей подбирают так, чтобы в местах контакта не возникало активных электрохимических пар.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Справочное
ЗАВИСИМОСТЬ ФИЗИЧЕСКОГО состояния воды ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ И ДАВЛЕНИЯ
О
Z73 283 293 303 Т8,К
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Рекомендуемое
Характеристики режимов работы генератора капель
Средний диаметр
капель, мм
Внутренний диаметр
иглы, мм
Перепад давлений между
баком с водой и камерой,
кПа
Диапазон частот колебаний
иглы, кГ
ц
0,65
1,0
1,0
0,45
0,45
0,2
1,6-1,8
20
29
20
20
70
20
0,470 0,5 0,54 0,72 0,96
1,4 1,0
1,1
1,5
1,6
0,9
0,8
0,5
2,3
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Справочное
РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ЗАВИСИМОСТИ
Определение глубины проникновения капель по высоте образца.
В том случае, когда размеры образца недостаточны для полного улавливания на рабочую поверхность всех капель, подаваемых генератором, удельное количество жидкости q, попадающее на единицу площади изношенной поверхности образца 5Э, за время изнашивания т рассчитывают по полной глубине проникновения капель
0 = 1 /1т Рк^кЛСаЗ)-1,
где а — ширина изнашиваемой части рабочей поверхности образцов. Величину 8 определяют экспериментально до начала испытаний на специальных образцах, размеры которых обеспечивают полное улавливание капель на поверхность. Образцы изнашивают при выбранном фиксированном режиме работы генератора капель и фиксированной скорости соударения vle Степень изнашивания образцов должна быть достаточной для четкой визуализации границ изнашиваемой зоны. Глубину проникновения капель 81 измеряют в соответствии с рекомендациями по измерению высоты зоны эрозии (п. 2.2 настоящего стандарта). Для сокращения продолжительности этих опытов образцы рекомендуется изготовлять из малопрочных (например неметаллических) материалов.
По результатам опытов (по известным значениям У] и 8j) рассчитывают величину 8 при произвольных значениях скорости соударения v
8 = Sjvi/v.
На черт. 1 представлены экспериментальные зависимости 8 = ср (v) для рекомендуемой установки.
Зависимость глубины проникновения капель
по высоте образца от скорости соударения
Кривые износа образцов из эталонных матери-
алов при воздействии капель воды эталонного
диаметра dK= 1 мм и угле соударения а = 90°.
Зависимость удельной потери массы Ag3стали
20X13 по НТД от количества жидкости q при
скоростях соударения 300 и 350 мс—1
1—d^ =1,1 мм; АР = 21 кПа; /= 480 Гц; 2—d = 1,6 мм; АР = 29 кПа; /= 540 Гц
Черг. 1
Зависимость удельной потери массы Д#э
оргстекла марки СО-120 по ГОСТ 10667—90
от количества жидкости q при скорости
соударения 100 м • с-1
Зависимость удельной потери массы Ag3дуралюмина
Д16Т по ГОСТ 21631—76 от количества жидкости q
при скоростях соударения 200 и 250 м * с-1
ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Рекомендуемое
ФОРМА ЗАПИСИ ПАРАМЕТРОВ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ
НА ГИДРОЭРОЗИОННОЕ ИЗНАШИВАНИЕ
Материал и защитное покрытие
Наименование и марка, ГОСТ или ТУ.
Дата изготовления материала и защитного покрытия.
Дата и место проведения испытаний образцов.
Условия хранения материала с защитным покрытием до испытания на эрозию.
Режим обработки материала перед испытанием на эрозию.
Плотность материала рм, г-см-3.
Разрушающее напряжение материала при одноосном растяжении материалов ор, МПа.
Толщина защитного покрытия й, мм.
