Розробка універсальної установки абразивного зношування полімерних матеріалів на базі токарно-гвинторізного верстату

Для багатьох машин і механізмів довговічність тісно пов’язана із зносостійкістю їх деталей. Особливо велике значення довговічність має для деталей гірничо-збагачувального обладнання, яке працює в умовах найбільш інтенсивного абразивного зносу.

При розробці рецептур абразивостійких матеріалів важливе значення має надійний метод лабораторної оцінки зносостійкості. Спроби відтворити в лабораторії реальні умови експлуатації обладнання привели до створення великої кількості різних методів і приладів для оцінки зносостійкості гум. Так для дослідження абразивної стійкості гум та пластмас використо-вуються декілька стандартних методик. Це ASTM. DIN5963, ISO 4649-85, ГОСТ 23509-79, ГОСТ 11012-2017. Кожен з цих методів передбачає використання відповідних приладів і режимів досліджень. Порівняти між собою отримані результати досліджень важко а іноді неможливо. Тому розробка уніфікованого методу випробування матеріалів на абразивне зношування відповідно до міжнародних стандартів ASTM.DIN5963, ISO4649-85, ГОСТ23509-79, ГОСТ11012-2017 та його реалізація на верстатах токарної групи є актуальною науково-практичною задачею.

Було розроблено експериментальну установку, яка дозволяє викону-вати всі необхідні дослідження за допомогою токарного верстату 1К62. Відмінною особливістю даної установки є універсальність задач, які вона здатна вирішувати. Так, крім випробувань полімерних матеріалів на абразивну стійкість, за допомогою тензометричного методу можна визначати таку важливу триботехнічну характеристику, як коефіцієнт тертя. Було зібрано схему електротензометричних вимірювань відносних деформацій балки рівного опору. Розроблено пакет конструкторсько-технологічної документації на виготовлення деталей установки.

Спроектована дослідна установка (рис. 1) складається із барабану 1, який являє собою тонкостінну трубу с обох кінців якої запресовані кришки із алюмінію. На барабан за допомогою двосторонньої ліпкої стрічки закріплюється наждачна шкурка. Барабан фіксується у трикулачковому патроні та підтискується задньою бабкою. При обертанні барабану по ньому проходить деякий шлях дослідний зразок 8. Він кріпиться у тримачі 9, який в свою чергу знаходиться на обоймі 5 і напресовується на підшипник 4. Підшипник напресований на трубу 6, на яку встановлюється необхідний вантаж.

Рисунок 1 – Схема дослідної установки. 1 – ліва кришка; 2 – барабан; 3 – права кришка; 4 – підшипник; 5 – обойма; 6 – труба; 7 – дослідний зразок; 8 – тримач зразка

Інтенсивність абразивного зношування вимірювали ваговим методом, а втрати об’єму при зношуванні та індекс опору при зношуванні розраховували за відомими методиками.

Для проведення порівняльного аналізу на базі токарно-гвинторізного верстата 1К62 було зібрано, спроектовано установку, загальний вигляд якої наведено на рис. 2.

Рисунок 2 − Спроектована установка. а − загальний вигляд; б − збільшене зображення випробувального вузла

У якості зразків використовували еталонну гуму марки НК/БСК (NR|SBR). Отримані значення триботехнічних характеристик стандартного зразка гуми НК/БСК (NR/SBR) співпадають із значеннями еталонної гуми базового стандарту. Це означає, що спроектована конструкція приладу для дослідження на абразивне зношування на базі токарно-гвинторізного верстата повністю відповідає вимогам відповідних стандартів.