Теоретико-экспериментальное обоснование повышения износостойкости пары трения кольцо-маслоотражатель турбокомпрессора методом отпуска
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
рика с образцом. При твердости металла выше HRB 100 шарик может деформироваться; при этом необходимо учитывать, что определение твердости становится неточным из-за малой глубины проникновения шарика в металл (менее 0,06 мм).
Преимущество метода Роквелла по сравнению с методами Бринелля заключалось в том, что значение твердости по методу Роквелла мы фиксировали непосредственно стрелкой индикатора, при этом отпадала необходимость в оптическом измерении размеров отпечатка.
После термообработки и окончательной механической обработки кольца маслоотражателя устанавливались на турбокомпрессоры С-14.
Перед обкаткой подсобранных турбокомпрессоров на обкаточном стенде масло разогревалось электронагревателем до температуры 60…80оС. Затем масло, с помощью насосной установки, предварительно прокачивалось через обкатываемый подсобранный турбокомпрессор и только после этого валу придавалось вращение. Вал турбины раскручивался до частоты вращения 40000 мин-1 потоком сжатого воздуха, направленным на крыльчатку турбины.
В начале обкатки контролировалось наличие подтеканий масла через торцевые уплотнения турбокомпрессора. Если подтекания отсутствовали, то органолептически фиксировалась равномерность вращения вала. Время обкатки составляло 2 часа. После обкатки подсобранный турбокомпрессор разбирался для контроля изнашиваемости колец. Определялись массовый и линейный износы колец.
Массовый износ колец определялся взвешиванием на аналитических весах WA-31 с точностью 0,1мг. Линейный износ колец определялся изменением шероховатости рабочих поверхностей кольца с помощью профилограмм снятых на профилографе-профилометре модели 201 завода Калибр.
Сравнивались износы колец и маслоотражателей турбокомпрессоров С-14.
Затем производилась обработка полученных данных. Давалась доверительная оценка значений твердости и износов колец по результатам исследований, используя формулы основной зависимости при доверительной оценке результатов измерений [41].
Среднее арифметическое значение определялось по формуле:
(3.7)
где n - число измерений;
хі - результат отдельного измерения.
Среднее квадратичное отклонение определялось по формуле:
(3.8)
Коэффициент вариации (изменчивости) определялся по формуле, % :
(3.9)
Среднеарифметическое отклонение среднеквадратичного отклонения определялось по формуле:
(3.10)
Точность измерений (опыта) определялась по формуле, %;
(3.11)
Отклонение границ доверительного интервала от среднего определялось по формуле:
(3.12)
где - коэффициент Стьюдента, выбранный по таблице в зависимости от принятой надежности (доверительной вероятности) и числа степеней свободы к, к = n-1
Верхняя и нижняя граница доверительного интервала определялись по формулам:
, .
РАЗДЕЛ 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
В результате измерения твердости образцов из высокопрочного чугуна установлено, что повышение температуры отпуска с 400 до 600оС после закалки привело к уменьшению твердости (см. табл.4.1).
Таблица 4.1- Результаты измерения твердости образцов из высокопрочного чугуна после отпуска.
Температура отпуска, оСМарка чугуна и метод измерения твердостиВЧ 50 (П.)ВЧ 50 (Г.)ВЧ 40 (O.)НВHRCНВHRCНВHRC400488,651,4464,249,2466,449,345047249,6441,447,3454,648,550041545,035240,0419,245,8550348,439,6327,237,6359,640,7600341,239,0306,835,530335,1
Поскольку метод Бринелля считается более точным при измерении твердости чугунов, то на рисунке 4.1 приведены зависимости для этого метода.
Рисунок 4.1. График изменения твердости образцов из высокопрочного чугуна различных марок в зависимости от температуры отпуска.
После аппроксимации экспериментальных данных получены соответствующие зависимости (рис.4.1).
Анализ микроструктуры чугунных образцов после отпуска показал, что с увеличением температуры структура высокопрочного чугуна с исходной после закалки ферритно-перлитной (рис.4.2а) переходит в перлитно-ферритную (рис.4.2б, в и г) при температурах 400, 500оС и 600оС с увеличением доли зерен феррита. Отмечается небольшой рост зерен шаровидного графита.
Рисунок 4.2. Микроструктура образцов из высокопрочного чугуна марки ВЧ-50(Г): 2В3 - после закалки, б, в и г - при температуре отпуска соответственно 400, 500 и 600оС.
Результаты измерения твердости маслоотражателя после закалки приведены в таблице 4.2 и отображены на рисунке 4.3. Как видно из графика, с величением температуры закалки, твердость маслотражатля увеличивается с 35,1 HRC до 65,7 HRC.
Таблица 4.2- Результаты измерения твердости маслоотражателя после закалки.
Тенмпература закалкиНомер опытного измеренияСреднее значение1234580034,834,535,635,834,835,185042,539,841,437,640,240,390044,245,746,346,444,445,495052,852,654,753,552,453,2100066,265,464,666,36665,7
Рисунок 4.3. График изменения твердости образцов из стали 40Х в зависимости от температуры закалки.
Поскольку максимальная твердость получается при температуре 1000оС, то опыты по износостойкости колец проводились с маслоотражателями, закаленными при этой температуре.
Обкаточными испытаниями турбокомпрессоров установлено, что с увеличением температуры отпуска, износостойкость колец снижалась.
По данным таблицы 4.3 видно, что с увеличением температу?/p>