1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia było zapoznanie się ze zjawiskiem zużycia ściernego metalowych elementów maszyn oraz z tymi czynnikami, które mają wpływ na intensywność jego przebiegu, oraz nabycie umiejętności pomiaru wielkości zużycia tych elementów na stanowisku badawczym.

2. Cześć teoretyczna.

Zjawiska wpływające na zużycie ścierne:

- Mikroskrawanie- zjawisko wyrywania bruzd w ściernym materiale przez elementy ścierne; sprzyja mu wysoka twardość elementu ściernego, znacznie wyższa od ścieranego materiału. Mikroskrawanie w sposób przybliżony opisują prawa skrawania metali (wielkość, geometria i sposób zamocowania elementów skrawających.

-Rysowanie -zjawisko tworzenia w ściernym materiale rys przez przesuwające się elementy ścierne, a częściowo wskutek wyrywania, a częściowo przez odsuwanie materiału na bok. Rysowanie polega głównie na zgniocie i przemieszczeniu na boki materiału warstw wierzchnich elementów maszyn.

-Ścinanie nierówności- następuje wówczas, gdy wartość siły niezbędnej do ścięcia przekroju występu na granicy styku nierówności jest mniejsza od wartości oporu odkształcenia współdziałającego występu lub od wartości oporu przemieszczenia w warstwie wierzchniej elementu współdziałającego.

- oderwanie nierówności- najczęściej występuje przy zahaczaniu się występów nierówności przynajmniej jednego elementu pary ciernej, którego warstwa cechuje się niejednorodnością materiału.

3. Schemat i budowa urządzenia do ścierania próbek .

Schemat stanowiska

-

Badana próbka 1 mocowana jest w uchwycie dźwigni 2 urządzenia do ścierania próbek, obciążonej ciężarkami 3, a dolnym końcu opiera się na powierzchni przeciwpróbki 4 wykonującej ruch obrotowy. Przeciwpróbka jest napędzana silnikiem elektrycznym 5 za pośrednictwem dwóch przekładni pasowych. Częściowe zanurzenie przeciwpróbki 4 w oleju znajdującym się w naczyniu 6 powoduje przenoszenie cienkiej warstwy oleju do strefy tarcia badanej próbki 1 o przeciwpróbkę 4. Na wale przekładni pasowej zamocowany jest miernik prędkości obrotowej 7, połączony ze wskaźnikiem elektronicznym.

4. Opis badanej próbki

Do badań wykorzystano dwie próbki wykonane z tworzyw polimerowych charakteryzujące się odmiennymi właściwościami mechanicznymi. Pierwsza próbka wykonana była z poliamidu (PA), z której produkuje się przede wszystkim włókna zwane nylonami i aramidami oraz tworzywa sztuczne o podwyższonej odporności mechanicznej nadające się np. do produkcji kół zębatych. Druga próbka wykonana była z poliwęglanu (PC)który charakteryzuje się podobnymi własnościami niż PA posiada on bardzo dobre własności mechaniczne, szczególnie udarności i dużej przezroczystości. Własności poliwęglanów są podobne nieco do pleksiglasu, ale poliwęglan jest dużo bardziej wytrzymały mechanicznie i jednocześnie droższy. Jego twardość i odporność na ściskanie jest zbliżona do aluminium.

Średnica przeciw próbki d = 60mm

Rodzaj materiału przeciw próbki ST45

Gładkość powierzchni przeciw próbki Ra =0,32

5. Wyniki pomiarów i obliczenia:

Lp	Rodzaj tworzywa	Masa próbki pred badaniem g	Masa próbki po badaniu g	Długość próbki przed badaniem mm	Długość próbki po badaniu mm	Ilość obrotów tarczy obr/min	Siła docisku N	Czas tarcia s
1	Poliamid	12,91	12,11	50	46,90	500	970	60

Wzory zastosowane przy obliczeniach:

• zużycie wagowe próbki

m₁ - masa próbki przed eksperymentem

m₂ - masa próbki po eksperymencie

• zużycie liniowe próbki

h₁ - wysokość próbki przed realizacją eksperymentu

h₂ - wysokość próbki po realizacji eksperymentu

• wskaźnik zużycia wagowego

s - droga tarcia

ω - prędkość kątowa

d - średnica zewnętrzna przeciwpróbki

t - czas trwania eksperymentu

n - prędkość obrotowa

• wskaźnik zużycia liniowego

t_l - zużycie liniowe

• odporność na zużycie

Tabela z wynikami:

Rodzaj		Wartość	Obliczonych	wskaźników.
badania	tw (g)	tl (mm)	Rw (m/g)	Rl (m/mm)	Of (1/g)
Bez smaru	0,8	3,1	117,75	30,385	1,25

Względna liniowa intensywność zużycia ściernego:

I_hl =

Gdzie:

t_h - liniowe zużycie ścierne próbki mm

L - praca tarcia J

Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy

im. Jana i Jędrzeja Śniadeckich

w Bydgoszczy

Wydział Inżynierii Mechanicznej

LABORATORIUM PODSTAW EKSPLOATACJI MASZYN

,, Ocena zużycia ściernego metalowych części maszyn,,

Kaszuba Łukasz

Grupa B