МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ЗАЗОРА В ЭЛАСТОГИДРОДИНАМИЧЕСКОМ

КОНТАКТЕ

С.В. Тархов, И.М. Елманов

Ростовский государственный университет путей сообщения, Россия

При разработке методов расчетов на износ необходимо учитывать условия смазывания узлов трения: толщину смазочной пленки, время существования ее сплошности и др. Значения этих величин зависят от реологических свойств смазочного материала (СМ), конструктивно-технологических параметров, условий эксплуатации и являются основными критериями выбора СМ или их создания.

Процесс образования и разрушения смазочных слоев между поверхностями трения может быть изучен с помощью различных методов: оптического, измерения электрической емкости, магнитного потока, рентгеновского излучения, величины электрического тока во фрикционном контакте и прочих.

Наиболее широкое применение в этой области получил емкостный метод в силу присущих ему достоинств: безинерционность, незначительная энергоемкость, наличие хорошо апробированной теории обработки сигналов и чувствительной аппаратуры, простоты подключения регистрирующих приборов к ЭВМ.

Однако измерения зазора в эластогидродинамическом контакте (ЭГД-контакте) из-за возможности вдавливания емкостного датчика в тело образца ограничено. Кроме того, возникают трудности его размещения на небольших или сложных по форме поверхностях, таких как зубчатые колеса, подшипники качения и т. п. Дополнительные проблемы возникают при тарировке датчика: не учитывается изменение свойств СМ от давления и погрешности формы и деформации сопрягаемых деталей. Существенное влияние на результат измерений оказывает также биение поверхностей контакта.

Для устранения этих недостатков предлагается вынести емкостный датчик из зоны трения, разместив одну из его пластин на детали, положение которой меняется относительно выбранной базы измерений в зависимости от толщины смазочной пленки, например, на рычаге устройства нагружения машины трения.

Процесс измерений осуществляется в два этапа: на первом - регистрируется емкость датчика в режиме «сухого» трения. При подаче СМ в зону трения в контакте образуется пленка определенной толщины, разделяющая полностью или частично сопрягаемые поверхности. Это приводит на втором этапе измерений к некоторому подъему рычага, что непосредственно сказывается на показаниях емкостного датчика. Для контроля показаний датчика на машине трения дополнительно установлен второй емкостный датчик, использование которого упрощает тарировку измерительного комплекса и компенсирует угловые перемещения рычага.

Статистическая обработка результатов измерений позволяет оценить толщину пленки не только в ЭГД-контакте (расхождения полученных данных с расчетными значениями, полученными по известным эмпирическим зависимостям, не превышают 25 %), но и в условиях смешанного трения.