Теоретичні положення

8.3.1 Основні характеристики геометрії форми абразивних зерен.

Одним із факторів, який суттєво впливає на величину абразивного зношування є форма абразивних зерен. Так, при газоабразивному зношуванні експериментально встановлено, що знос нержавіючої сталі під дією дроблених скляних частинок при куті атаки 90° у 16 разів більший, чим у випадку застосування оплавлених скляних частинок такого ж розміру.

Механізм абразивного зношування передбачає впровадження абразивного зерна в поверхню матеріалу, що зношується і формування у ньому певного напруженого стану, який залежатиме від форми частинки, а саме від радіусу закруглення виступу зерна, який вступає в контакт.

У якості характеристик геометричної форми зерна використовують:

– окружність контурів, яка визначається ступенем притуплення кутів. Окружність Р оцінюється відношенням радіусів кривизни ρі окремих виступів до радіусу R найбільшого кола, вписаного у контур зерна (рисунок 8.1)

(8.1)

де n – кількість виміряних на проекції зерна радіусів окремих виступів;

– сферичність, яка служить оцінкою степені наближення даного контуру зерна до кола. Сферичність Q визначається відношенням діаметру d кола рівновеликого по площі проекції зерна до діаметру найменшого кола D, описаного навколо контуру зерна

(8.2)

- безрозмірний критерій Ф

(8.3)

де А – площа проекції зерна;

l – периметр проекції;

– коефіцієнт форми зерна М (запропонований Ю.А. Тадольдером)

(8.4)

де N_ср – середнє число виступів одного зерна;

ρ_ср – середній радіус заокруглення виступів зерна.

Фізичний зміст цього показника полягає у тому, що чим більше значення М, тим абразивніше повинно при ударі діяти зерно, оскільки з однієї сторони із збільшенням числа виступів зростає ймовірність взаємодії виступу з поверхнею перешкоди, а з другої – чим менший радіус закруглення виступу, тим більше він здатний деформувати матеріал. Для механічно чистих матеріалів встановлена прямо пропорційна залежність інтенсивності газоабразивного зношування від коефіцієнту М;

– критерій форми абразиву К (запропонований М.М. Тененбаумом і Д.Б. Бернштейном)

(8.5)

де n – число вершин зерна;

D, d – діаметри описаного і вписаного кола;

ρ_СР - середній радіус закруглення вершин зерна;

– еквівалентний радіус виступу зерна ρ_ек. Визначається він з залежності

(8.6)

де P_IJ – імовірність вступу у контакт і – тої вершини j – того зерна

(8.7)

де φ_IJ – зовнішній кут при і – тій вершині j – того зерна (рисунок 8.2);

х – показник степені, який залежить від відносного впровадження абразивного зерна у матеріал перешкоди. Для більшості випадків абразивного зношування х = - 1.

Встановлений тісний кореляційний зв’язок між ρ_ек і інтенсивністю зношування лопаток відцентрових компресорних машин.

У таблиці 8.1 приведений еквівалентний радіус виступів деяких абразивів.

8.3.2 Моделювання абразивних зерен.

Геометричні моделі абразивних зерен необхідні при розробці методів прогнозування абразивного зношування.

Найчастіше абразивна частинка моделюється сферою. Недолік такої моделі – заниження дійсних значень напружень, що виникають при контактуванні частинки з перешкодою. Це приводить до спотворення картини механізму зношування, значному розходженню розрахункових і дійсних значень показників абразивного зношування.

Існує також модель, у якій абразивне зерно представляється у виді двох спряжених сфер (рисунок 8.3). При цьому маса, а отже і кінетична енергія, визначається радіусом R, а поверхня контакту і глибина впровадження – контактним радіусом ρ. Подвійний кут 2β називається кутом загострення частинки.

		R ρ 2β ρ5J ρ4J ρ1J φ4J φ2J φ5J φ1J φ3J ρ2J ρ3J     ρ6 ρ7 ρ3 R ρ2 Розглянуто на засіданні кафедри зносостійкості та відновлення деталей протокол №_________ від”___”______2002 р.

Рисунок 8.1-Параметри геометричної форми абразивного зерна

Рисунок 8.2-Проекція абразивного j-того зерна

Рисунок 8.3 - Геометрична модель абразивної частинки

Таблиця 8.1- Геометричні характеристики деяких абразивів

Поиск по сайту: