SU1179146A1 - Method of determining wear resistance of coating and device for accomplishment of same - Google Patents

Abstract

1. Способ, определени  износостойкости покрыти , заключающийс  в том, что Нагружают образец с покрытием и контртело, перемещают последнее относительно образца и регистрируют параметр трени , по которому оценивают износостойкость покрыти , отличающийс  тем, что, с целью повьшени  точности и производительности , дополнительно истирают контртелом образец без покрыти , а в качестве параметра трени  измер ют разность трибо-ЭДС в контактах контртела с образцом с покрытием и образцом без покрыти . сл Ч ;о 91. A method for determining the wear resistance of a coating, consisting in loading a coated sample and a counter body, moving the latter relative to the sample, and registering a friction parameter that evaluates the wear resistance of the coating, characterized in that, in order to improve accuracy and performance, it is also abraded with a counter body the sample is uncoated, and the friction EMF at the contacts of the counterbody with the coated and uncoated samples is measured as the friction parameter. sl ch; about 9

Description

11eleven

2, Устройство дл  определени  износостойкости покрыти , содержащее корпус со сферической поверхностью, установленную на сферической поверхности сферическую п ту, предназначенную дл  размещени  образца, держатель контртела, узел нагружени  образца и контртела, датчики измерени  момента трени  и износа, регистрирующий прибор и природ вращени  держател  контртела, о т л и ч а ющ е е с   -тем, что, с целью повышени  точности и производительности, оно снабжено ползуном, со сферической поверхностью, установленньм в корпусе с возможностью перемещени  в направлении его сферической поверхности , размещенной на сферической поверхности ползуна другой сферической п той, предназначенной дл  креплени  образца с покрытием, взаимодействующим с другой-п той датчиком измерени 2, Device for determining wear resistance of a coating, comprising a housing with a spherical surface, a spherical rod mounted on a spherical surface, used for placing a sample, a counterbody holder, a sample loading and counterbody assembly, measuring the moment of friction and wear, a registering device and the rotation of the counterbody holder This is done with the fact that, in order to increase accuracy and productivity, it is equipped with a slider with a spherical surface mounted in the housing with the possibility of emescheni towards its spherical surface placed on the slider of the spherical surface of the other spherical claim intended for securing the coated sample interacting with the other-fifth sensor measuring

омента трени , электрически соедиенным с первой п той усилителем, электрически соединенным с второй п той усилителем-инвертором, блоком сравнени  сигналов по пол рности, сумматором, дифференциатором, программным блоком, блоком управлени  узла нагружени , ограничителем амплитуды , ключом и отметчиком времени, выходы усилителей соединены с блоком сравнени  и сумматором, выход которого подключен к дифференциатору и регистрирующему прибору, блок управлени  узла нагружени  подключен через программный блок к выходу дифференциатора, соединенного с последовательно соединенными ограничителем амплитуды, ключем и отметчиком времени, а узел нагружени  выполнен в виде соединенных привода возвратно-поступательного перемещени  и электромагнитной муфты.friction unit electrically connected to the first fifth amplifier electrically connected to the second fifth inverter amplifier, polarity signal comparison unit, adder, differentiator, software unit, load unit control unit, amplitude limiter, key and timer, amplifier outputs connected to the comparison unit and the adder, the output of which is connected to the differentiator and the registering device, the control unit of the loading unit is connected through the program block to the output of the differentiator, Inonii with serially connected limiter amplitude, and timer key, and the stress node is formed as a connected actuator reciprocating movement and the electromagnetic clutch.

1one

Изобретение относитс  к исследованию прочностных свойств материало в частности к определению износостокости покрыти . .The invention relates to the study of the strength properties of a material, in particular, to the determination of the wear resistance of a coating. .

Наиболее близким к данному изоб .ретению по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  способ определени  износостойкости покрыти , заключающийс  в том, что нагружают образец с покрытием и контртело, перемещают последнее относительно образца и регистрируют параметр трени , по которому оценивают износостойкость покрыти . Способ осуществл етс  с помощью извест ного устройства, содержащего корпус со сферической поверхностью, установленную на сферической поверхности сферическую п ту, предназначенную дл  размещени  образца, держатель контртела, узел нагружени  образца и контртела, датчики измерени  момента трени  и износа, регистрирующий прибор и привод вращени  держател  контртела l . The closest to this invention to the technical essence and the achieved effect is the method of determining the wear resistance of the coating, which consists in loading the coated sample and the counterbody, moving the latter relative to the sample and registering the friction parameter, which is used to estimate the wear resistance of the coating. The method is carried out using a known device comprising a body with a spherical surface, a spherical bar mounted on a spherical surface for placing a sample, a counterbody holder, a sample and a counterbody loading unit, measuring the moment of friction and wear, a recording device and a holder rotating drive. counterbody l.

Недостатком известного способа определени  износостойкости покрыти и устройства дл  его осуществлени The disadvantage of the known method of determining the wear resistance of the coating and the device for its implementation

 вл етс  низка  точность и производительность , что обусловлено невозможностью одновременного истирани  покрыти  и образца и измерением износа гибким элементом датчика.. Цель изобретени  - повышение точности и производительности определени  износостойкости покрыти .Accuracy and productivity are low due to the impossibility of simultaneous abrasion of the coating and the sample and wear measurement by the flexible element of the sensor. The purpose of the invention is to improve the accuracy and productivity of determining the wear resistance of the coating.

.Указанна  цель достигаетс  тем, чтосогласно способу определени  износостойкости покрыти , заключающемус  в том, что нагружают образец с покрытием и контртело, перемещают последнее относительно образца и регистрируют параметр трени , по которому оценивают износостойкость покрыти , дополнительно истирают контртелом образец без покрыти , а в качестве параметра трени  измер ют разность трибо-ЭДС в контактах контртела с образцом с покрытием и образцом без покрыти .The above objective is achieved in that according to the method for determining the wear resistance of a coating, which consists in loading the coated sample and the counterbody, moving the latter relative to the sample and registering the friction parameter, by which the wear resistance of the coating is assessed, the sample is also abraded by the counterbody without a coating, and as a parameter friction measures the difference of tribo-emf at the contact of the counterbody with the coated sample and the uncoated sample.

Указанна  цель достигаетс  также и тем, что устройство дл  осуществлени  способа, содержащее корпус со сферической поверхностью, установленую на сферической поверхности сфер;ческую п ту, предназначенную дл  3 1 размещени  образца, держатель контртела , узел нагружени  образца и контртела, датчики измерени  момента трени  и износа, регистрирующий прибор и привод вращени  держател  конт тела снабжено ползуном со сферическо поверхностью, установленным в корпус с возможностью перемещени  в направлении его сферической поверхности, размещенной на сферической поверхнос ползуна другой сферической п той, предназначенной дл  креплени  образц с покрытием, взаимодействующим с дру гой п той датчиком измерени  момента трени , электрически соединенным с первой п той усилителем, электрическ соединенным с второй п той усилителе инвертором, блоком сравнени  сигналов по пол рности, сумматором, диффе ренциатором, программным блоком, бло ком управлени  узла нагружени , огра ничителем амплитуды, ключом и отметчиком времени, выходы усилителей соединены с блоком сравнени  и сумматором , выход которого подключен к дифференциатору и регистрирующему прибору, блок управлени  узла нагружени  подключен через программный блок к выходу дифференциатора, соединенного с последовательно соединен ными ограничителем амплитуды, ключом и отметчиком времени, а узел нагружени  выполнен с виде соединенных привода возвратно-поступательного перемещени  и электромагнитной муфты . На чертеже представлено устройство дл  осуществлени  способа. Устройство содержит корпус 1 со сферической поверхностью 2, сферичес кую п ту 3, предназначенную дл  размещени  образца 4, держатель 5 контр тйла 6, узел 7 нагружени  образцов 4 и контртела 5, датчик 8 измере ни  момента трени  и датчик износа (не показан), регистрирующий прибор 9 привод 10 вращени  держател  5. Устройство снабжено ползуном 11 со сферической поверхностью 12, другой сферической п той 13 дл  размещени  образца 14 с покрытием 15, датчиком 16 измерени  момента трени , усилителем 17, усилителем-инвертором 18 (с пр мым и инвертирующим входами), блоком 19 сравнени  сигналов по пол рности , сумматором 20,- дифференциатором 21, программным блоком 22, блоком 23 управлени ,узлом 7 нагружени , ограничителем 24 амплитуды. 64 ключом 25, отметчиком 26 времени. Узел 7 нагружени  выполнен в виде привода возвратно-поступательного перемещени , электромагнитной (порои КОБОЙ) муфты 27 скольжени . Узел 7 включает также несамотормоз щуюс  винтовую передачу 28 и пружину 29, установленную между корпусом 1 и ползуном 11. Датчики 8 и 16 выполнены в виде тензобалок и взаимодействуют через элементы 30 и 31 с п тами 3 и 13. Последние электроизолированы от поверхностей 2 и 12, Отметчик 26 времени соединен с блоками управлени  и питани  (не показаны ) привода 10 и узла 7 нагружени . При необходимости полость между образцами 4 и 14 заполн ют рабочей средой (например, маслом и т,д.). Образцы 4 и 14 выполн ют из одного, материала. Усилители 17 и 18 и сумматор 20 выполнены, например, на базе операционных усилителей. Способ определени  износостойкости покрыти  осуществл етс  с по- . мощью устройства следующим образом, ( Устанавливают в п те 3 образец 4 и контртело 6, в п те 13 образец 14 с покрытием 15,на держателе 5 контртело 6, Узлом 7 через ползун 11 нагружают образцы 4, 14 и контртело 6. Закон изменени  усили  нагружени  задаетс  программным блоком 22, управл ющим блоком 23 управлени  узлом 7 через муфту 27, При этом притормаживаетс  гайка (не показана) передачи 28 относительно ползуна 11, Последний перемещаетс  вниз, сжима  образцы 4 и 14 и контртело 6, Перемещают контртело 6 относительно образцов 4 и 14 с помощью привода 10, В результате трени  контртела 6 обра .зца 4 и контртела 6 - покрыти  15 образца 14 возникает трибо-ЭДС на трущихс  поверхност х. Сигналы, пропорциональные трибо-ЭДС, через п ты 3 и 13 поступают соответственно на усилители 17 и 18, блок 19 сравнени  и сумматор 20, Блок 19 сравнени  сигналов (от трибо-ЭДС) по пол рности автоматически переключает пр мой вход усилител -инвертора 18 на инвертирующий вход. В результате на сумматор 20 поступают разнопол рные сигналы , а на выходе сумматора 20 выдаетс  их разность, котора  регистрируетс  прибором 9, В ходе изнашивани  покрыти  15 измен етс  величина трибо-ЭДСThis goal is also achieved by the fact that a device for carrying out the method, comprising a housing with a spherical surface, mounted on a spherical surface of spheres; a scaffold for 3 1 sample placement, a counterbody holder, a sample loading unit and a counterbody sensor measuring friction torque and wear, the registering device and the rotational drive of the contact body holder are provided with a slider with a spherical surface mounted in the housing with the ability to move in the direction of its spherical surface, the size on the spherical surface of the slider another spherical heel, designed to mount the coated samples, interacting with another heel of the measurement moment of friction, electrically connected to the first helix amplifier, electrically connected to the second heights of the amplifier by the inverter, the signal comparison unit by the adder, differentiator, program block, control unit of the loading unit, amplitude limiter, key and timer, the outputs of the amplifiers are connected to the unit of comparison and summation ohm, the output of which is connected to the differentiator and the registering device, the control unit of the loading unit is connected through a software unit to the output of the differentiator connected to the amplitude limiter connected in series, a key and a timer, and the loading unit is made with a connected reciprocating movement and electromagnetic couplings. The drawing shows a device for carrying out the method. The device comprises a housing 1 with a spherical surface 2, a spherical heel 3 for positioning sample 4, a holder 5 of the counter body 6, a loading unit 7 for samples 4 and a counterbody 5, a sensor 8 measuring friction torque and a wear sensor (not shown), registering device 9: drive 10 of rotation of holder 5. The device is equipped with a slider 11 with a spherical surface 12, another spherical fifth 13 for placing sample 14 with a coating 15, a friction torque measurement sensor 16, an amplifier 17, an inverter amplifier 18 (with direct and inverting inputs) Locke 19 for comparing polarity of signals, the adder 20, - a differentiator 21, the software block 22, the control unit 23, the node 7 of the stress limiter 24 amplitude. 64 by key 25, by time marker 26. The load unit 7 is made in the form of a reciprocating drive, an electromagnetic (porosio by COBO) slip clutch 27. The node 7 also includes a non-braking screw gear 28 and a spring 29 installed between the housing 1 and the slider 11. The sensors 8 and 16 are made in the form of strain gauges and interact through elements 30 and 31 with points 3 and 13. The latter are electrically insulated from surfaces 2 and 12 The timer 26 is connected to the control and power units (not shown) of the actuator 10 and the loading unit 7. If necessary, the cavity between samples 4 and 14 is filled with a working medium (for example, oil, etc.). Samples 4 and 14 are made from the same material. Amplifiers 17 and 18 and the adder 20 are made, for example, on the basis of operational amplifiers. The method for determining the wear resistance of a coating is carried out with. using the device as follows, (sample 4 and a counterbody 6 are installed in item 3, sample 14 with coating 15 in item 13, a counterbody 6 on holder 5, samples 4, 14 and a counterbody 6 are loaded by means of a slider 11 by the slider 11 loading is set by software block 22, control unit 23 for controlling node 7 through clutch 27, the nut (not shown) of gear 28 is braked relative to the slide 11, the latter moves down, compressing samples 4 and 14 and the counterbody 6, move the counterbody 6 relative to samples 4 and 14 with the drive 10, the result The friction of the counterbody 6 of pattern 4 and the counterbody 6 of coating 15 of sample 14 causes tribo-emf on rubbing surfaces. Signals proportional to tribo-emf, through pen 3 and 13 go to amplifiers 17 and 18 respectively, block 19 comparison and adder 20, Comparison unit 19 (from tribo-emf) polar automatically switches the direct input of amplifier-inverter 18 to the inverting input. As a result, different polarity signals arrive at the adder 20, and the difference is recorded at the output of adder 20 device 9, during wear ti 15, the tribo-emf value changes

. с пары трени  контртело 6 - покрытие 15. Характер изменени  этого сигнала монотонный, но он имеет скачки в моменты локального разрушени  покрыти  15. В эти моменты разность трибо-ЭДС с сумматора 20 поступает на прибор 9 и дифференциатор 21. Затем на программный блок 22 и блок 23 управлени  узлом 7 через муфту 27, уменьша  усилие нагружени  на врем , необходимое дл  вывода из зоны трени  частиц износа за счет вымывани  поступающей смазкой и под действием центробежных сил. После этого программный блок 22 продолжает работу в заданном режиме нагружени . С помощью ограничител  24, ключа 25 и отметчика 26 моменты локальных разрушений покрыти  15 фиксируютс  во времени. По окончании испытани  (или износа покрыти  15) с отметчика 26 времени поступает сигнал на отключение привода 10 и узла 7 нагружени . При этом. from the pair of friction, the counterbody 6 is coating 15. The nature of the change of this signal is monotonous, but it has jumps at the moments of local destruction of coating 15. At these moments, the tribo-emf difference from the adder 20 enters the device 9 and the differentiator 21. Then the program block 22 and unit 23 controls the unit 7 through the sleeve 27, reducing the loading force by the time required to remove wear particles from the friction zone due to washing out by the incoming lubricant and under the action of centrifugal forces. After that, the software block 22 continues to operate in the specified loading mode. With the help of the limiter 24, the key 25 and the marker 26, the moments of local destruction of the coating 15 are fixed in time. At the end of the test (or wear of the coating 15), a signal is sent from the timer 26 to shut off the drive 10 and the loading unit 7. Wherein

обесточиваетс  муфта 27, ползун 11 с помощью пружины 29 перемещаетс  вверх, образцы 4, 14 и контртело 6 разгружаютс . По разности трибо-ЭДС определ ют износостойкость покрыти  с помощью формулыthe clutch 27 is de-energized, the slider 11 is moved upwards by the spring 29, the samples 4, 14 and the counterbody 6 are unloaded. The difference in tribo-emf is used to determine the wear resistance of the coating using the formula

т ли - 4.U; диt li - 4.U; di

100%100%

где ли - разность трибо-ЭДС приwhere is the difference between tribo-emf and

установившемс  трении до момента первого локального разрушени  покрыти ; - разность текущих значенийsteady friction until the first local destruction of the coating; - current value difference

трибо-ЭДС, мВ.tribo-EMF, mV.

Полному износу покрыти  15 соответствует ли- 0.Full wear of the coating 15 corresponds to 0.

Положительный эффект обусловлен повышением точности и производительности определени  износостойкости покрыти , что обусловлено измерением разности трибо-ЭДС в коде изнашивани покрыти .The positive effect is due to the increased accuracy and productivity of the determination of the wear resistance of the coating, which is due to the measurement of the difference in tribo-emf in the wear code of the coating.

Claims (2)

1. Способ, определения износостойкости покрытия, заключающийся в том, что нагружают образец с покрытием и контртело, перемещают последнее относительно образца и регистрируют параметр трения, по которому оценивают износостойкость покрытия, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и производительности, дополнительно истирают контртелом образец без покрытия, а в качестве параметра трения измеряют разность трибо-ЭДС в контактах контртела с образцом с покрытием и образцом без покрытия.1. The method for determining the wear resistance of the coating, which consists in loading the coated sample and the counterbody, moving the latter relative to the sample and registering the friction parameter by which the wear resistance of the coating is evaluated, characterized in that, in order to improve accuracy and performance, they are additionally rubbed with a counterbody the sample is uncoated, and as the friction parameter, the difference of the tribo-EMF in the contacts of the counterbody with the coated sample and the uncoated sample is measured. 2, Устройство для определения износостойкости покрытия, содержащее корпус со сферической поверхностью, установленную на сферической поверхности сферическую пяту, предназначенную для размещения образца, держатель контртела, узел нагружения образца и контртела, датчики измерения момента трения и износа, регистрирующий прибор и привод вращения держателя контртела, о т л и ч а тощее с я тем, что, с целью повышения точности и производительности, оно снабжено ползуном, со сферической поверхностью, установленным в корпусе с возможностью перемещения в направлении его сферической поверхности, размещенной на сферической поверхности ползуна другой сферической пятой, предназначенной для крепления образца с покрытием, взаимодействующим с другой-пятой датчиком измерения момента трения, электрически соединенным с первой пятой усилителем, электрически соединенным с второй пятой усилителем-инвертором, блоком сравнения сигналов по полярности, сумматором, дифференциатором, программным блоком, блоком управления узла нагружения, ограничителем амплитуды, ключом и отметчиком времени, выходы усилителей соединены с блоком сравнения и сумматором, выход которого подключен к дифференциатору и регистрирующему прибору, блок' управления узла нагружения подключен через программный блок к выходу дифференциатора, соединенного с последовательно соединенными ограничителем амплитуды, ключей и отметчиком времени, а узел нагружения выполнен в виде соединенных привода возвратно-поступательного перемещения и электромагнитной муфты.2, A device for determining the wear resistance of a coating, comprising a body with a spherical surface, a spherical heel mounted on the spherical surface, designed to accommodate a sample, a counterbody holder, a sample and counterbody loading unit, friction and wear moment measuring sensors, a recording device and a counterbody holder rotation drive, On the other hand, in order to increase accuracy and productivity, it is equipped with a slider with a spherical surface mounted in the housing with the possibility of changing in the direction of its spherical surface, placed on the spherical surface of the slider with another spherical fifth, intended for fastening the sample with a coating that interacts with another fifth measuring friction moment sensor, electrically connected to the first fifth amplifier, electrically connected to the second fifth inverter amplifier, block comparing signals by polarity, adder, differentiator, program unit, control unit of the loading unit, amplitude limiter, key and timer, the outputs of the amplifiers are connected to the comparison unit and the adder, the output of which is connected to the differentiator and the recording device, the control unit of the loading unit is connected through a program unit to the output of the differentiator connected to the amplitude limiter, keys and a timer connected in series, and the loading unit is made in the form of connected reciprocating drive and electromagnetic clutch.