А Б В Г Д Е Є Ж З І Ї Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ю Я
Монолітний абразив
У монолітному абразиві тверді складові у вигляді зерен укладені в цементуючу їх зв'язку більш низької твердості, тому в контакт з поверхнею зіткнення разом з твердими частинками вступає менш тверда навколишнє їх зв'язка. Щільність твердих частинок в монолітному абразиві може бути різною, проте вона завжди нижче щільності твердих абразивних частинок в шарі незакріпленого абразиву.
У монолітному абразиві поодинокі тверді зерна впливають на поверхню зношування будучи щільно-оточеними досить найміцніший цемент зв'язкою; у міру їх виходу до поверхні безпосереднього зіткнення вони поступово руйнуються і втрачають свою абразивность, не роблячи на поверхню зношування того дії, яке здійснює одиничне зерно, звільнене від навколишнього зв'язки.
Для зносу монолітним абразивом, поверхнею, шаржовані твердими частинками, і, тим більше, масою, що містить абразивні частинки різної величини, твердості і форми, характерна менш регулярна шорсткість з подряпинами різної величини і профілю.
При зношуванні монолітним абразивом з великою швидкістю ковзання можливі температурні зміни поверхневого шару металу. Прикладами подібного роду явищ можуть служити місцевий відпустку поверхневого шару загартованих деталей або вторинна гарт в процесі шліфування.
Досить щільна зв'язка монолітного абразиву перешкоджає повному впровадження окремих більш твердих зерен в поверхню зіткнення. У той же час тверді зерна монолітного абразиву, оточені зв'язкою, при кожному черговому зіткненні поступово руйнуються, розбиваючись на більш дрібні осколки. При дробленні частина обсягу твердого зерна залишається в своєму гнізді, інша частина може падати на приробиться поверхню абразиву, зазнаючи при черговому зіткненні подальшого дроблення, вражаючи при цьому поверхню зношування і утворюючи на ній лунки. В результаті багаторазового зіткнення поверхні зношування з монолітним абразивом в зоні контакту утворюється порівняно рівна поверхня, на якій поступово формується шар з роздроблених абразивних частинок. Якщо очищення зони зіткнення незадовільна, то абразивні частинки цього шару піддаються повному дробленню, а товщина шару може збільшуватися в результаті дії нової порції руйнується абразиву при кожному черговому зіткненні. При повторних багаторазових зіткненнях цей шар може ущільнитися настільки, що придбає роль третього тіла. При гарному очищенню зони контакту з поверхнею зношування при кожному черговому зіткненні взаємодіють нові шари монолітного абразиву, руйнування яких супроводжується ударно-абразивним зношуванням.
Вплив питомого навантаження на знос композиційних матеріалів з розміром зерна (в мм частинок карбіду вольфраму. Композиційний матеріал по монолітному абразиву з вмістом кварцового піску зношується нерівномірно по поверхні тертя в результаті зносу зв'язки марганцевого мельхіору.
При зіткненні з монолітним абразивом слід очікувати більш інтенсивного розвитку наклепу на поверхні зношування в порівнянні з ударом об незакріплений абразив, так як удар виходить більш жорстким.
При випробуванні металів на зношування по монолітному абразиву після кожного досвіду поверхню контртіла зачищається твердосплавної платівкою, яка кріпиться в цанзі патрона, що усуває явище засолювання поверхні тертя моноліту і зберігає сталість його абразивної здатності. Знос визначається ваговим або лінійним методами.
Зношування часто відбувається при зіткненні з монолітним абразивом. В цьому випадку при аналізі природи зношування крім властивостей одиничного абразивного зерна необхідно враховувати будову гірських порід, їх склад, механічні властивості і характер руйнування.
Залежність зносу від тривалості випробування при і ударі по різному монолітному абразиву. Механізм ударно-абразивного зношування стали при динамічній взаємодії з монолітним абразивом має свої особености, перш за все це можливість розвитку наклепу в при поверхневому шарі на зразку. Приповерхневих шар зразка в результаті багаторазового зіткнення з монолітом абразиву піддається деформації, наклепу і охрупчіванію. У цих умовах вихідні структура і властивості стали змінюються.
Отримані результати показують, що природу зношування при ударі об монолітний абразив необхідно пов'язувати з природою руйнування цього абразиву.
Зміна якісної картини на поверхні: зношування зразків при ударі по незакріплених і монолітного абразиву обумовлено перш за все тим. Одиничне зерно вільного абразиву більш активно впливає на поверхню зношування, ніж - зерна монолітного абразиву.
У цьому методі зразок періодично вдаряється по одному і тому ж місцю монолітного абразиву. Абразив оновлюється мимовільно в міру його руйнування в зоні удару. У монолітному абразиві тверді частинки, здатні при ударі по них вражати поверхню металу, укладені в цементуючу зв'язку. При ударі по монолітному абразиву не весь їх обсяг одночасно бере участь в ураженні поверхні зразка, а поступово, в міру руйнування навколишнього їх цементуючою зв'язки. У цих умовах ефективність впливу твердих частинок на поверхню зношування знижується.
Отже, необхідно розглянути два випадки формування рельєфу: при взаємодії з незакріпленим і монолітним абразивом. При цьому мається на увазі, що твердість абразивних частинок в шарі і в моноліті вище твердості поверхні металу.
Крім цього умови взаємодії абразивної частинки з поверхнею зіткнення, її закріпленість в зв'язці штучного або природного монолітного абразиву або вільне положення на поверхні контакту дуже впливає на механізм і інтенсивність зношування при ударі.
На пропонованої установки за розробленою методикою були отримані дані про вплив питомого навантаження, швидкості ковзання, фізико-механічних властивостей монолітного абразиву і температурних явищах при терті ковзання на знос композиційних матеріалів.
З наведених графіків випливає, що нормальний період зношування настає при досягненні шляху тертя 90 - 100 м - для монолітного абразиву з карбідом бору і 250 - 300 м - з кварцовим піском.
З наведених графіків випливає, що нормальний період зношування настає при досягненні шляху тертя 90 - 100 м - для монолітного абразиву з карбідом бору і 250 - 300 м - з кварцовим піском.
При терті про гірську породу основним елементарним процесом абразивного зношування слід вважати мікрорезанія і пластичне деформування робочих поверхонь твердими частинками монолітного абразиву. Про це свідчать численні спостереження за відпрацюванням доліт в стендових умовах і аналіз поверхні зношування доліт, відпрацьованих в натурних умовах.
Залежно від розмірів і властивостей абразивних частинок, а також характеру впливу абразиву на поверхню металу (тертя по монолітному абразиву, тертя по сипкому абразиву, ударно-абразивне зношування і ін.) Руйнування металу може бути пов'язано з впровадженням в нього абразиву і подальшим процесом мікрорезанія або процесом деформування, наклепу і руйнування наклепаного металу. При ударно-абразівпом зношуванні також може мати місце крихке руйнування металу поверхні. Багаторазове вплив на металеву поверхню абразиву здатне викликати утомлююча руйнування. Однак у всіх зазначених випадках початковим актом, що призводить до руйнування, є впровадження абразиву в поверхню металу.
На пропонованої установки за розробленою методикою були отримані дані про вплив питомого навантаження, швидкості ковзання, фізйко: механічних властивостей монолітного абразиву і температурних явищах при терті ковзання на знос композиційних матеріалів.
У цьому методі робиться спроба відтворити знос, що спостерігається при ударі по абразивної маси, яка утворюється в зоні динамічного контактування породоразрушающего інструменту з монолітним абразивом. Абразивна маса в таких умовах роботи інструменту утворюється в результаті дроблення гірських порід на дрібні частинки.
Великий вплив на ударно-абразивне зношування надає характер руйнування моноліту абразиву. При об'ємному руйнуванні монолітного абразиву йде систематичне оновлення зони контакту, з якої відбувається чергове зіткнення зношуються поверхні. В цьому випадку поверхню монолітного абразиву має значні нерівності, при зіткненні з якими на поверхні зношування розвиваються високі тиску і формуються лунки. У цих умовах можливо нерівномірне ураження поверхні зношування: на окремих її ділянках можуть утворюватися лунки, співмірні з великими частками моноліту або великими виступами на його поверхні.
У монолітному абразиві тверді складові у вигляді зерен укладені в цементуючу їх зв'язку більш низької твердості, тому в контакт з поверхнею зіткнення разом з твердими частинками вступає менш тверда навколишнє їх зв'язка. Щільність твердих частинок в монолітному абразиві може бути різною, проте вона завжди нижче щільності твердих абразивних частинок в шарі незакріпленого абразиву.
Досить щільна зв'язка монолітного абразиву перешкоджає повному впровадженню окремих більш твердих зерен в поверхню зіткнення. У той же час тверді зерна монолітного абразиву, оточені зв'язкою, при кожному черговому зіткненні поступово руйнуються, розбиваючись на більш дрібні осколки. При дробленні частина обсягу твердого зерна залишається в своєму гнізді, інша частина може падати на приробиться поверхню абразиву, піддаючись при черговому зіткненні подальшого дроблення, вражаючи при цьому поверхню зношування і утворюючи на ній лунки. В результаті багаторазового зіткнення поверхні зношування з монолітним абразивом в зоні контакту утворюється порівняно рівна поверхня, на якій поступово формується шар з роздроблених абразивних частинок. Якщо очищення зони зіткнення незадовільна, то абразивні частинки цього шару піддаються повному дробленню, а товщина шару може збільшуватися в результаті дії нової порції руйнується абразиву при кожному черговому зіткненні. При повторних багаторазових зіткненнях цей шар може ущільнитися настільки, що придбає роль третього тіла. При гарному очищенню зони контакту з поверхнею зношування при кожному черговому зіткненні взаємодіють нові шари монолітного абразиву, руйнування яких супроводжується ударно-абразивним зношуванням.
Взаємодія поверхні зношування при зіткненні з монолітним абразивом має специфічні особливості, хоча в основі своїй природа формування рельєфу поверхні зношування при ударі об монолітний абразив аналогічна тій, яка характерна для зіткнення з незакріпленим абразивом. Глибина лунок, а отже, і інтенсивність зношування в значній мірі залежать від складу, властивостей і будови монолітного абразиву.
При взаємодії інструменту з гірською породою зруйнована порода являє сукупність абразивних частинок. У ряді випадків у зоні зіткнення інструменту з монолітним абразивом створюється зашламлен-ність у вигляді абразивної маси значної товщини, в кілька разів перевищує розміри одиничних зерен. При ударі інструменту по такій масі умови взаємодії окремих абразивних зерен з поверхнею зношування будуть інші, ніж при ударі по шару завтовшки в одну зернину.
Випробування при закріпленому абразиві можуть проводитися про абразивну поверхню і про одиничний абразив. При цьому поняття абразивної поверхні включає в себе і монолітний абразив, тоді як Лоренц[111]виділяє його в Самостійний спосіб випробувань.
Ці дослідження значно важче було б провести при використанні естественкого монолітного абразиву. Однак, щоб переконатися в достовірності отриманих закономірностей при розробці практичних рекомендацій підвищення зносостійкості породоразрушающего інструменту, необхідно було перевірити ці закономірності в умовах удару по природним гірським породам.
Залежність зносу від енергії удару по моноліту 105. Залежність зносу від енергії одиничного удару має складний характер (рис. 17), що відображає стрибкоподібний характер процесу руйнування моноліту під дією удару. Залежність зносу зразків від енергії удару пов'язана з глибиною руйнування монолітного абразиву.
Як абразив для реалізації цього методу можна застосовувати гірські породи, шліфувальні круги, спеціально створені штучні блоки. Тривалість випробування зразка шляхом багаторазових ударів по одному і тому ж місцю монолітного абразиву визначається часом, що забезпечує при заданому режимі навантаження отримання достовірних результатів.
Незалежно від способу проведення випробування при ударі по абразиву на поверхні зразка з'являються чіткі лунки і виступи, утворені в результаті прямого впровадження абразивних частинок в цю поверхню, в момент зіткнення з нею абразиву. Глибина впровадження абразивних частинок в поверхню зношування зразків, випробуваних при ударі по монолітному абразиву (особливо по гірських породах високої міцності, новизною абразивности), менше, ніж для зразків, випробуваних при ударі по незакріплених абразиву або абразивної маси. У зв'язку з цим шорсткість поверхні зношування зразків, випробуваних при ударі по незакріплених абразиву або абразивної маси, завжди більше, ніж у зразків, зношування яких проходило при ударі по гірських породах високої міцності.
Зміна якісної картини на поверхні: зношування зразків при ударі по незакріплених і монолітного абразиву обумовлено перш за все тим. Одиничне зерно вільного абразиву більш активно впливає на поверхню зношування, ніж - зерна монолітного абразиву.
Процес буріння супроводжується дробленням гірської породи на дрібні абразивні частки, які виносяться на поверхню промивної рідиною або повітрям. Тому при бурінні свердловин неминучі різновиди абразивного зношування бурових доліт: абразивний знос, викликаний тертям ковзання про монолітний абразив, і знос, пов'язаний з дією на цей інструмент гідроабразивного і повітряно-абразивного-потоків.
Взаємодія поверхні зношування при зіткненні з монолітним абразивом має специфічні особливості, хоча в основі своїй природа формування рельєфу поверхні зношування при ударі об монолітний абразив аналогічна тій, яка характерна для зіткнення з незакріпленим абразивом. Глибина лунок, а отже, і інтенсивність зношування в значній мірі залежать від складу, властивостей і будови монолітного абразиву.
У цьому методі зразок періодично вдаряється по одному і тому ж місцю монолітного абразиву. Абразив оновлюється мимовільно в міру його руйнування в зоні удару. У монолітному абразиві тверді частинки, здатні при ударі по них вражати поверхню металу, укладені в цементуючу зв'язку. При ударі по монолітному абразиву не весь їх обсяг одночасно бере участь в ураженні поверхні зразка, а поступово, в міру руйнування навколишнього їх цементуючою зв'язки. У цих умовах ефективність впливу твердих частинок на поверхню зношування знижується.
Великий вплив на ударно-абразивне зношування надає характер руйнування моноліту абразиву. При об'ємному руйнуванні монолітного абразиву йде систематичне оновлення зони контакту, з якої відбувається чергове зіткнення зношуються поверхні. В цьому випадку поверхню монолітного абразиву має значні нерівності, при зіткненні з якими на поверхні зношування розвиваються високі тиску і формуються лунки. У цих умовах можливо нерівномірне ураження поверхні зношування: на окремих її ділянках можуть утворюватися лунки, співмірні з великими частками моноліту або великими виступами на його поверхні.
Взаємодія поверхні зношування при зіткненні з монолітним абразивом має специфічні особливості, хоча в основі своїй природа формування рельєфу поверхні зношування при ударі об монолітний абразив аналогічна тій, яка характерна для зіткнення з незакріпленим абразивом. Глибина лунок, а отже, і інтенсивність зношування в значній мірі залежать від складу, властивостей і будови монолітного абразиву.
Діаметр експериментального зразка був прийнятий на підставі співвідношення абсолютних розмірів поверхонь тертя - діаметрів випробуваного зразка, лінійної величини зерен карбіду вольфраму в композиційному матеріалі, а також крупнозернистое і пористості блоків монолітних абразивів.
У цьому методі зразок періодично вдаряється по одному і тому ж місцю монолітного абразиву. Абразив оновлюється мимовільно в міру його руйнування в зоні удару. У монолітному абразиві тверді частинки, здатні при ударі по них вражати поверхню металу, укладені в цементуючу зв'язку. При ударі по монолітному абразиву не весь їх обсяг одночасно бере участь в ураженні поверхні зразка, а поступово, в міру руйнування навколишнього їх цементуючою зв'язки. У цих умовах ефективність впливу твердих частинок на поверхню зношування знижується.
Чистоту поверхні до 14-го класу, відхилення від сферичності в межах 0 5% і високу продуктивність забезпечує метод, в якому сфера механічно обробляється між двома абразивними інструментами різної форми, один з них або обидва обертаються. Кращим поєднанням абразивів виявляється обертається чашка з нахилом стінки 45 і нерухомий диск, а для шліфування на грубому зерні - дві чашки. Для підвищення ефективності обробки установка для виготовлення сфер містить кілька головок, причому кожна складається з абразивного інструменту з цангами для кріплення і електродвигуна. Для грубої обдирання і шліфування послідовно використовуються зносостійкі монолітні абразиви на метало-керамічній зв'язці з розміром зерна 200 (обдирання), 1206040 20 і 10 мк. Для полірування використовуються порошки з розміром зерна 1053 1 і 0 5 мк, втертий в стеклотекстолитовую і тверді дерев'яні (дуб, бук) заготовки у вигляді чашки і диска.
Досить щільна зв'язка монолітного абразиву перешкоджає повному впровадженню окремих більш твердих зерен в поверхню зіткнення. У той же час тверді зерна монолітного абразиву, оточені зв'язкою, при кожному черговому зіткненні поступово руйнуються, розбиваючись на більш дрібні осколки. При дробленні частина обсягу твердого зерна залишається в своєму гнізді, інша частина може падати на приробиться поверхню абразиву, зазнаючи при черговому зіткненні подальшого дроблення, вражаючи при цьому поверхню зношування і утворюючи на ній лунки. В результаті багаторазового зіткнення поверхні зношування з монолітним абразивом в зоні контакту утворюється порівняно рівна поверхня, на якій поступово формується шар з роздроблених абразивних частинок. Якщо очищення зони зіткнення незадовільна, то абразивні частинки цього шару піддаються повному дробленню, а товщина шару може збільшуватися в результаті дії нової порції руйнується абразиву при кожному черговому зіткненні. При повторних багаторазових зіткненнях цей шар може ущільнитися настільки, що придбає роль третього тіла. При гарному очищенню зони контакту з поверхнею зношування при кожному черговому зіткненні взаємодіють нові шари монолітного абразиву, руйнування яких супроводжується ударно-абразивним зношуванням.
Зміна абразиву, при рівності інших факторів, істотно впливає на знос і динаміку зношування. Дійсно, з'ясувалося, що на знос породоразрушающего інструменту впливає не стільки монолітний абразив, скільки частки його, що утворюються при бурінні, обробці або дробленні. Звідси стає зрозумілою вельми негативна роль зайшли-вості забою або зони контакту інструмента з породою - скупчення частинок породи в зоні контакту інструменту з забоєм збільшує його знос і скорочує ефективне час роботи.
Схема лабораторних методів дослідження абразивного зношування матеріалів. Принципово всі методи випробувань підрозділяються а лабораторні та експлуатаційні. При цьому можуть бути власне лабораторні методи та стендові. Стендові методи випробувань повинні імітувати основні експлуатаційні умови роботи деталей машин. Власне лабораторні методи випробувань встановлюють тільки загальні закономірності поведінки (матеріалів в тих чи інших умовах. Вплив фіксованими частинками абразиву відбувається при зношуванні (матеріалів монолітним абразивом або абразивної поверхнею. Вплив вільними абразивними частинками можливо при зношуванні в абразивної маси під дією абразивного струменя або абразивної прошарку.
Досить щільна зв'язка монолітного абразиву перешкоджає повному впровадженню окремих більш твердих зерен в поверхню зіткнення. у той же час тверді зерна монолітного абразиву, оточені зв'язкою, при кожному черговому зіткненні поступово руйнуються, розбиваючись на більш дрібні осколки. при дробленні частина обсягу твердого зерна залишається в своєму гнізді, інша частина може падати на приробиться поверхню абразиву, піддаючись при черговому зіткненні подальшого дроблення, вражаючи при цьому поверхню зношування і утворюючи на ній лунки. в результаті багаторазового зіткнення поверхні зношування з монолітним абразивом в зоні контакту утворюється порівняно рівна поверхня, на якій поступово формується шар з роздроблених абразивних частинок. Якщо очищення зони зіткнення незадовільна, то абразивні частинки цього шару піддаються повному дробленню, а товщина шару може збільшуватися в результаті дії нової порції руйнується абразиву при кожному черговому зіткненні. При повторних багаторазових зіткненнях цей шар може ущільнитися настільки, що придбає роль третього тіла. При гарному очищенню зони контакту з поверхнею зношування при кожному черговому зіткненні взаємодіють нові шари монолітного абразиву, руйнування яких супроводжується ударно-абразивним зношуванням.
У монолітному абразиві поодинокі тверді зерна впливають на поверхню зношування будучи щільно-оточеними досить найміцніший цемент зв'язкою; у міру їх виходу до поверхні безпосереднього зіткнення вони поступово руйнуються і втрачають свою абразивность, не роблячи на поверхню зношування того дії, яке здійснює одиничне зерно, звільнене від навколишнього зв'язки.
Для зносу монолітним абразивом, поверхнею, шаржовані твердими частинками, і, тим більше, масою, що містить абразивні частинки різної величини, твердості і форми, характерна менш регулярна шорсткість з подряпинами різної величини і профілю.
При зношуванні монолітним абразивом з великою швидкістю ковзання можливі температурні зміни поверхневого шару металу. Прикладами подібного роду явищ можуть служити місцевий відпустку поверхневого шару загартованих деталей або вторинна гарт в процесі шліфування.
Досить щільна зв'язка монолітного абразиву перешкоджає повному впровадження окремих більш твердих зерен в поверхню зіткнення. У той же час тверді зерна монолітного абразиву, оточені зв'язкою, при кожному черговому зіткненні поступово руйнуються, розбиваючись на більш дрібні осколки. При дробленні частина обсягу твердого зерна залишається в своєму гнізді, інша частина може падати на приробиться поверхню абразиву, зазнаючи при черговому зіткненні подальшого дроблення, вражаючи при цьому поверхню зношування і утворюючи на ній лунки. В результаті багаторазового зіткнення поверхні зношування з монолітним абразивом в зоні контакту утворюється порівняно рівна поверхня, на якій поступово формується шар з роздроблених абразивних частинок. Якщо очищення зони зіткнення незадовільна, то абразивні частинки цього шару піддаються повному дробленню, а товщина шару може збільшуватися в результаті дії нової порції руйнується абразиву при кожному черговому зіткненні. При повторних багаторазових зіткненнях цей шар може ущільнитися настільки, що придбає роль третього тіла. При гарному очищенню зони контакту з поверхнею зношування при кожному черговому зіткненні взаємодіють нові шари монолітного абразиву, руйнування яких супроводжується ударно-абразивним зношуванням.
Вплив питомого навантаження на знос композиційних матеріалів з розміром зерна (в мм частинок карбіду вольфраму. Композиційний матеріал по монолітному абразиву з вмістом кварцового піску зношується нерівномірно по поверхні тертя в результаті зносу зв'язки марганцевого мельхіору.
При зіткненні з монолітним абразивом слід очікувати більш інтенсивного розвитку наклепу на поверхні зношування в порівнянні з ударом об незакріплений абразив, так як удар виходить більш жорстким.
При випробуванні металів на зношування по монолітному абразиву після кожного досвіду поверхню контртіла зачищається твердосплавної платівкою, яка кріпиться в цанзі патрона, що усуває явище засолювання поверхні тертя моноліту і зберігає сталість його абразивної здатності. Знос визначається ваговим або лінійним методами.
Зношування часто відбувається при зіткненні з монолітним абразивом. В цьому випадку при аналізі природи зношування крім властивостей одиничного абразивного зерна необхідно враховувати будову гірських порід, їх склад, механічні властивості і характер руйнування.
Залежність зносу від тривалості випробування при і ударі по різному монолітному абразиву. Механізм ударно-абразивного зношування стали при динамічній взаємодії з монолітним абразивом має свої особености, перш за все це можливість розвитку наклепу в при поверхневому шарі на зразку. Приповерхневих шар зразка в результаті багаторазового зіткнення з монолітом абразиву піддається деформації, наклепу і охрупчіванію. У цих умовах вихідні структура і властивості стали змінюються.
Отримані результати показують, що природу зношування при ударі об монолітний абразив необхідно пов'язувати з природою руйнування цього абразиву.
Зміна якісної картини на поверхні: зношування зразків при ударі по незакріплених і монолітного абразиву обумовлено перш за все тим. Одиничне зерно вільного абразиву більш активно впливає на поверхню зношування, ніж - зерна монолітного абразиву.
У цьому методі зразок періодично вдаряється по одному і тому ж місцю монолітного абразиву. Абразив оновлюється мимовільно в міру його руйнування в зоні удару. У монолітному абразиві тверді частинки, здатні при ударі по них вражати поверхню металу, укладені в цементуючу зв'язку. При ударі по монолітному абразиву не весь їх обсяг одночасно бере участь в ураженні поверхні зразка, а поступово, в міру руйнування навколишнього їх цементуючою зв'язки. У цих умовах ефективність впливу твердих частинок на поверхню зношування знижується.
Отже, необхідно розглянути два випадки формування рельєфу: при взаємодії з незакріпленим і монолітним абразивом. При цьому мається на увазі, що твердість абразивних частинок в шарі і в моноліті вище твердості поверхні металу.
Крім цього умови взаємодії абразивної частинки з поверхнею зіткнення, її закріпленість в зв'язці штучного або природного монолітного абразиву або вільне положення на поверхні контакту дуже впливає на механізм і інтенсивність зношування при ударі.
На пропонованої установки за розробленою методикою були отримані дані про вплив питомого навантаження, швидкості ковзання, фізико-механічних властивостей монолітного абразиву і температурних явищах при терті ковзання на знос композиційних матеріалів.
З наведених графіків випливає, що нормальний період зношування настає при досягненні шляху тертя 90 - 100 м - для монолітного абразиву з карбідом бору і 250 - 300 м - з кварцовим піском.
З наведених графіків випливає, що нормальний період зношування настає при досягненні шляху тертя 90 - 100 м - для монолітного абразиву з карбідом бору і 250 - 300 м - з кварцовим піском.
При терті про гірську породу основним елементарним процесом абразивного зношування слід вважати мікрорезанія і пластичне деформування робочих поверхонь твердими частинками монолітного абразиву. Про це свідчать численні спостереження за відпрацюванням доліт в стендових умовах і аналіз поверхні зношування доліт, відпрацьованих в натурних умовах.
Залежно від розмірів і властивостей абразивних частинок, а також характеру впливу абразиву на поверхню металу (тертя по монолітному абразиву, тертя по сипкому абразиву, ударно-абразивне зношування і ін.) Руйнування металу може бути пов'язано з впровадженням в нього абразиву і подальшим процесом мікрорезанія або процесом деформування, наклепу і руйнування наклепаного металу. При ударно-абразівпом зношуванні також може мати місце крихке руйнування металу поверхні. Багаторазове вплив на металеву поверхню абразиву здатне викликати утомлююча руйнування. Однак у всіх зазначених випадках початковим актом, що призводить до руйнування, є впровадження абразиву в поверхню металу.
На пропонованої установки за розробленою методикою були отримані дані про вплив питомого навантаження, швидкості ковзання, фізйко: механічних властивостей монолітного абразиву і температурних явищах при терті ковзання на знос композиційних матеріалів.
У цьому методі робиться спроба відтворити знос, що спостерігається при ударі по абразивної маси, яка утворюється в зоні динамічного контактування породоразрушающего інструменту з монолітним абразивом. Абразивна маса в таких умовах роботи інструменту утворюється в результаті дроблення гірських порід на дрібні частинки.
Великий вплив на ударно-абразивне зношування надає характер руйнування моноліту абразиву. При об'ємному руйнуванні монолітного абразиву йде систематичне оновлення зони контакту, з якої відбувається чергове зіткнення зношуються поверхні. В цьому випадку поверхню монолітного абразиву має значні нерівності, при зіткненні з якими на поверхні зношування розвиваються високі тиску і формуються лунки. У цих умовах можливо нерівномірне ураження поверхні зношування: на окремих її ділянках можуть утворюватися лунки, співмірні з великими частками моноліту або великими виступами на його поверхні.
У монолітному абразиві тверді складові у вигляді зерен укладені в цементуючу їх зв'язку більш низької твердості, тому в контакт з поверхнею зіткнення разом з твердими частинками вступає менш тверда навколишнє їх зв'язка. Щільність твердих частинок в монолітному абразиві може бути різною, проте вона завжди нижче щільності твердих абразивних частинок в шарі незакріпленого абразиву.
Досить щільна зв'язка монолітного абразиву перешкоджає повному впровадженню окремих більш твердих зерен в поверхню зіткнення. У той же час тверді зерна монолітного абразиву, оточені зв'язкою, при кожному черговому зіткненні поступово руйнуються, розбиваючись на більш дрібні осколки. При дробленні частина обсягу твердого зерна залишається в своєму гнізді, інша частина може падати на приробиться поверхню абразиву, піддаючись при черговому зіткненні подальшого дроблення, вражаючи при цьому поверхню зношування і утворюючи на ній лунки. В результаті багаторазового зіткнення поверхні зношування з монолітним абразивом в зоні контакту утворюється порівняно рівна поверхня, на якій поступово формується шар з роздроблених абразивних частинок. Якщо очищення зони зіткнення незадовільна, то абразивні частинки цього шару піддаються повному дробленню, а товщина шару може збільшуватися в результаті дії нової порції руйнується абразиву при кожному черговому зіткненні. При повторних багаторазових зіткненнях цей шар може ущільнитися настільки, що придбає роль третього тіла. При гарному очищенню зони контакту з поверхнею зношування при кожному черговому зіткненні взаємодіють нові шари монолітного абразиву, руйнування яких супроводжується ударно-абразивним зношуванням.
Взаємодія поверхні зношування при зіткненні з монолітним абразивом має специфічні особливості, хоча в основі своїй природа формування рельєфу поверхні зношування при ударі об монолітний абразив аналогічна тій, яка характерна для зіткнення з незакріпленим абразивом. Глибина лунок, а отже, і інтенсивність зношування в значній мірі залежать від складу, властивостей і будови монолітного абразиву.
При взаємодії інструменту з гірською породою зруйнована порода являє сукупність абразивних частинок. У ряді випадків у зоні зіткнення інструменту з монолітним абразивом створюється зашламлен-ність у вигляді абразивної маси значної товщини, в кілька разів перевищує розміри одиничних зерен. При ударі інструменту по такій масі умови взаємодії окремих абразивних зерен з поверхнею зношування будуть інші, ніж при ударі по шару завтовшки в одну зернину.
Випробування при закріпленому абразиві можуть проводитися про абразивну поверхню і про одиничний абразив. При цьому поняття абразивної поверхні включає в себе і монолітний абразив, тоді як Лоренц[111]виділяє його в Самостійний спосіб випробувань.
Ці дослідження значно важче було б провести при використанні естественкого монолітного абразиву. Однак, щоб переконатися в достовірності отриманих закономірностей при розробці практичних рекомендацій підвищення зносостійкості породоразрушающего інструменту, необхідно було перевірити ці закономірності в умовах удару по природним гірським породам.
Залежність зносу від енергії удару по моноліту 105. Залежність зносу від енергії одиничного удару має складний характер (рис. 17), що відображає стрибкоподібний характер процесу руйнування моноліту під дією удару. Залежність зносу зразків від енергії удару пов'язана з глибиною руйнування монолітного абразиву.
Як абразив для реалізації цього методу можна застосовувати гірські породи, шліфувальні круги, спеціально створені штучні блоки. Тривалість випробування зразка шляхом багаторазових ударів по одному і тому ж місцю монолітного абразиву визначається часом, що забезпечує при заданому режимі навантаження отримання достовірних результатів.
Незалежно від способу проведення випробування при ударі по абразиву на поверхні зразка з'являються чіткі лунки і виступи, утворені в результаті прямого впровадження абразивних частинок в цю поверхню, в момент зіткнення з нею абразиву. Глибина впровадження абразивних частинок в поверхню зношування зразків, випробуваних при ударі по монолітному абразиву (особливо по гірських породах високої міцності, новизною абразивности), менше, ніж для зразків, випробуваних при ударі по незакріплених абразиву або абразивної маси. У зв'язку з цим шорсткість поверхні зношування зразків, випробуваних при ударі по незакріплених абразиву або абразивної маси, завжди більше, ніж у зразків, зношування яких проходило при ударі по гірських породах високої міцності.
Зміна якісної картини на поверхні: зношування зразків при ударі по незакріплених і монолітного абразиву обумовлено перш за все тим. Одиничне зерно вільного абразиву більш активно впливає на поверхню зношування, ніж - зерна монолітного абразиву.
Процес буріння супроводжується дробленням гірської породи на дрібні абразивні частки, які виносяться на поверхню промивної рідиною або повітрям. Тому при бурінні свердловин неминучі різновиди абразивного зношування бурових доліт: абразивний знос, викликаний тертям ковзання про монолітний абразив, і знос, пов'язаний з дією на цей інструмент гідроабразивного і повітряно-абразивного-потоків.
Взаємодія поверхні зношування при зіткненні з монолітним абразивом має специфічні особливості, хоча в основі своїй природа формування рельєфу поверхні зношування при ударі об монолітний абразив аналогічна тій, яка характерна для зіткнення з незакріпленим абразивом. Глибина лунок, а отже, і інтенсивність зношування в значній мірі залежать від складу, властивостей і будови монолітного абразиву.
У цьому методі зразок періодично вдаряється по одному і тому ж місцю монолітного абразиву. Абразив оновлюється мимовільно в міру його руйнування в зоні удару. У монолітному абразиві тверді частинки, здатні при ударі по них вражати поверхню металу, укладені в цементуючу зв'язку. При ударі по монолітному абразиву не весь їх обсяг одночасно бере участь в ураженні поверхні зразка, а поступово, в міру руйнування навколишнього їх цементуючою зв'язки. У цих умовах ефективність впливу твердих частинок на поверхню зношування знижується.
Великий вплив на ударно-абразивне зношування надає характер руйнування моноліту абразиву. При об'ємному руйнуванні монолітного абразиву йде систематичне оновлення зони контакту, з якої відбувається чергове зіткнення зношуються поверхні. В цьому випадку поверхню монолітного абразиву має значні нерівності, при зіткненні з якими на поверхні зношування розвиваються високі тиску і формуються лунки. У цих умовах можливо нерівномірне ураження поверхні зношування: на окремих її ділянках можуть утворюватися лунки, співмірні з великими частками моноліту або великими виступами на його поверхні.
Взаємодія поверхні зношування при зіткненні з монолітним абразивом має специфічні особливості, хоча в основі своїй природа формування рельєфу поверхні зношування при ударі об монолітний абразив аналогічна тій, яка характерна для зіткнення з незакріпленим абразивом. Глибина лунок, а отже, і інтенсивність зношування в значній мірі залежать від складу, властивостей і будови монолітного абразиву.
Діаметр експериментального зразка був прийнятий на підставі співвідношення абсолютних розмірів поверхонь тертя - діаметрів випробуваного зразка, лінійної величини зерен карбіду вольфраму в композиційному матеріалі, а також крупнозернистое і пористості блоків монолітних абразивів.
У цьому методі зразок періодично вдаряється по одному і тому ж місцю монолітного абразиву. Абразив оновлюється мимовільно в міру його руйнування в зоні удару. У монолітному абразиві тверді частинки, здатні при ударі по них вражати поверхню металу, укладені в цементуючу зв'язку. При ударі по монолітному абразиву не весь їх обсяг одночасно бере участь в ураженні поверхні зразка, а поступово, в міру руйнування навколишнього їх цементуючою зв'язки. У цих умовах ефективність впливу твердих частинок на поверхню зношування знижується.
Чистоту поверхні до 14-го класу, відхилення від сферичності в межах 0 5% і високу продуктивність забезпечує метод, в якому сфера механічно обробляється між двома абразивними інструментами різної форми, один з них або обидва обертаються. Кращим поєднанням абразивів виявляється обертається чашка з нахилом стінки 45 і нерухомий диск, а для шліфування на грубому зерні - дві чашки. Для підвищення ефективності обробки установка для виготовлення сфер містить кілька головок, причому кожна складається з абразивного інструменту з цангами для кріплення і електродвигуна. Для грубої обдирання і шліфування послідовно використовуються зносостійкі монолітні абразиви на метало-керамічній зв'язці з розміром зерна 200 (обдирання), 1206040 20 і 10 мк. Для полірування використовуються порошки з розміром зерна 1053 1 і 0 5 мк, втертий в стеклотекстолитовую і тверді дерев'яні (дуб, бук) заготовки у вигляді чашки і диска.
Досить щільна зв'язка монолітного абразиву перешкоджає повному впровадженню окремих більш твердих зерен в поверхню зіткнення. У той же час тверді зерна монолітного абразиву, оточені зв'язкою, при кожному черговому зіткненні поступово руйнуються, розбиваючись на більш дрібні осколки. При дробленні частина обсягу твердого зерна залишається в своєму гнізді, інша частина може падати на приробиться поверхню абразиву, зазнаючи при черговому зіткненні подальшого дроблення, вражаючи при цьому поверхню зношування і утворюючи на ній лунки. В результаті багаторазового зіткнення поверхні зношування з монолітним абразивом в зоні контакту утворюється порівняно рівна поверхня, на якій поступово формується шар з роздроблених абразивних частинок. Якщо очищення зони зіткнення незадовільна, то абразивні частинки цього шару піддаються повному дробленню, а товщина шару може збільшуватися в результаті дії нової порції руйнується абразиву при кожному черговому зіткненні. При повторних багаторазових зіткненнях цей шар може ущільнитися настільки, що придбає роль третього тіла. При гарному очищенню зони контакту з поверхнею зношування при кожному черговому зіткненні взаємодіють нові шари монолітного абразиву, руйнування яких супроводжується ударно-абразивним зношуванням.
Зміна абразиву, при рівності інших факторів, істотно впливає на знос і динаміку зношування. Дійсно, з'ясувалося, що на знос породоразрушающего інструменту впливає не стільки монолітний абразив, скільки частки його, що утворюються при бурінні, обробці або дробленні. Звідси стає зрозумілою вельми негативна роль зайшли-вості забою або зони контакту інструмента з породою - скупчення частинок породи в зоні контакту інструменту з забоєм збільшує його знос і скорочує ефективне час роботи.
Схема лабораторних методів дослідження абразивного зношування матеріалів. Принципово всі методи випробувань підрозділяються а лабораторні та експлуатаційні. При цьому можуть бути власне лабораторні методи та стендові. Стендові методи випробувань повинні імітувати основні експлуатаційні умови роботи деталей машин. Власне лабораторні методи випробувань встановлюють тільки загальні закономірності поведінки (матеріалів в тих чи інших умовах. Вплив фіксованими частинками абразиву відбувається при зношуванні (матеріалів монолітним абразивом або абразивної поверхнею. Вплив вільними абразивними частинками можливо при зношуванні в абразивної маси під дією абразивного струменя або абразивної прошарку.
Досить щільна зв'язка монолітного абразиву перешкоджає повному впровадженню окремих більш твердих зерен в поверхню зіткнення. у той же час тверді зерна монолітного абразиву, оточені зв'язкою, при кожному черговому зіткненні поступово руйнуються, розбиваючись на більш дрібні осколки. при дробленні частина обсягу твердого зерна залишається в своєму гнізді, інша частина може падати на приробиться поверхню абразиву, піддаючись при черговому зіткненні подальшого дроблення, вражаючи при цьому поверхню зношування і утворюючи на ній лунки. в результаті багаторазового зіткнення поверхні зношування з монолітним абразивом в зоні контакту утворюється порівняно рівна поверхня, на якій поступово формується шар з роздроблених абразивних частинок. Якщо очищення зони зіткнення незадовільна, то абразивні частинки цього шару піддаються повному дробленню, а товщина шару може збільшуватися в результаті дії нової порції руйнується абразиву при кожному черговому зіткненні. При повторних багаторазових зіткненнях цей шар може ущільнитися настільки, що придбає роль третього тіла. При гарному очищенню зони контакту з поверхнею зношування при кожному черговому зіткненні взаємодіють нові шари монолітного абразиву, руйнування яких супроводжується ударно-абразивним зношуванням.