Классификация методов научных исследований

– активационным анализом (содержание продуктов изнашивания в масле определяется по их радиоактивности посредством анализа спектров гамма-излучения пробы после облучения её нейтронами).

В методе микрометрических измерений размеры детали до и после изнашивания измеряются при помощи микрометра, индикатора или других приборов, точность которых обычно находится в пределах 1...10 мкм. При небольших размерах детали и возможности её демонтажа измерения износа можно производить с помощью инструментального или универсального микроскопов, оптиметра, проектора, измерительной машины и других приборов. Для деталей больших размеров, измерение износа которых необходимо проводить без разборки машины, часто разрабатывают специальные приспособления с применением универсальных измерительных приборов.

Недостатками метода микрометрирования являются: невозможность осуществления измерения износа в процессе работы машины; необходимость, как правило, частичной разборки узла или его де-монтажа; громоздкость приспособлений для непосредственных измерений; невозможность при отсутствии измерительной базы оценки износа, а в ряде случаев и формы изношенной поверхности.

Разновидностью микрометрического метода измерения износа является профилографирование. При этом могут использоваться два варианта этого метода. Первый из них применяется, когда на детали или образце имеются изношенный и неизношенный участки. При снятии профилограммы этих двух участков по высоте «уступа» можно оценить износ, а также изменение шероховатости поверхности. Когда изнашиваются лишь выступы микронеровностей, применяют способ наложения профилограмм, снятых с одного и того же участка, до и после изнашивания. Для точного совмещения профилограмм на поверхности наносят контрольную риску. При этом можно судить не только о средней величине износа, но и о росте площади опорной поверхности. Точность измерения зависит от условий касания и погрешности повторной установки измерительного наконечника относительно исследуемой поверхности, а также погрешности совмещения профилограмм.

Метод искусственных баз заключается в том, что на поверхность детали наносят углубление строго определённой формы (в виде конуса, пирамиды и т.п.) и по уменьшению размеров углубления (отпечатка) судят об её износе. Метод искусственных баз может быть использован для измерения износа только тех деталей, на поверхности которых допускается нанесение углублений. Находят применение различные варианты рассматриваемого метода: метод отпечатков, метод вырезанных лунок и метод слепков.

При методе отпечатков для образования углубления на исследуемой поверхности используют алмазную четырёхгранную пирамиду с квадратным основанием и углом при вершине между противолежащими гранями в 136° (такая пирамида применяется в приборах для определения твёрдости по методу Виккерса и микротвёрдости). После вдавливания пирамиды под нагрузкой измеряется диагональ отпечатка. После изнашивания размер отпечатка d 0 уменьшается до d 1 , и по разности d 0 – d 1 оценивают износ U = h 0 – h 1 . Длину диагонали измеряют при помощи оптического измерительного устройства. Метод имеет ряд недостатков: при вдавливании пирамиды вокруг отпечатка происходит выпучивание материала, в результате чего искажается форма отпечатка; после снятия нагрузки происходит некоторое восстановление углубления, оно изменяет свою начальную форму. Если выпуклости можно удалить полированием, то упругого восстановления отпечатка устранить нельзя, что обусловливает погрешность измерения износа.

Этот метод неудобен также и тем, что размеры отпечатка малы и для

нанесения его требуются большие усилия.

Метод вырезанных лунок заключается в том, что на исследуемой поверхности вращающимся резцом вырезается лунка, по уменьшению размеров которой при изнашивании определяют местный износ.

 Метод лунок имеет ряд существенных преимуществ перед методом отпечатков:

1) лунка образуется резанием, а не вдавливанием, поэтому явления вспучивания и упругого восстановления сведены к минимуму;

2) соотношения между длиной лунки и её глубиной таковы, что уменьшение длины лунки легко определить даже при незначительном износе;

3) усилия, необходимые для  вырезания лунки, невелики, что позволяет создавать малогабаритные приборы для измерения износа плоских, цилиндрических, наружных и внутренних, а также фасонных поверхностей деталей в производственных и лабораторных условиях.

Если измерить износ непосредственно на детали трудно, используют метод негативных отпечатков (слепков). С поверхности детали в том месте, где нанесено углубление (обычно отпечаток или специальная риска), снимают слепок из самотвердеющей массы или оттиск на пластичном металле или пластмассе. Высоту отпечатка измеряют обычными способами и сравнивают с размером, снятым при вторичном оттиске изношенной поверхности.

Основой способа поверхностной активации является измерение снижения радиоактивности при изнашивании поверхности детали, в которой на заданном участке создан радиоактивный слой глубиной 0,05...0,4 мм путём облучения участка поверхности или вставки в неё заряжённых частиц (дейтронов, протонов, альфа-частиц).

 Этот способ пригоден для определения износа поверхностей деталей при стендовых и эксплуатационных испытаниях без разборки и остановки машин. Он позволяет оценивать малые износы, сокращать продолжительность испытаний, исследовать динамику процесса изнашивания, организовывать автоматизированный и дистанционный контроль качества изделий.

Особенности измерения износа режущих инструментов

Режущие инструменты изнашиваются более интенсивно по сравнению с изнашиванием большинства деталей машин в процессе их эксплуатации. Независимо от геометрии износа, мерой износа инструмента является линейный и массовый износ [16]. При чистовой обработке в качестве критерия затупления выбирают линейный износ. Об изношенности задней поверхности судят по максимальной ширине площадки износа δ. Для исследования физической природы износа инструментов используют массовый износ – масса изношенной части инструмента, которая пропорциональна работе сил трения, затраченной на превращение инструментального материала в продукты изнашивания.

Измерение фаски износа производят при помощи индикаторных устройств или на микроскопе. Износ по передней поверхности (лунку износа) измеряют с помощью микроскопа, индикаторными щупами, а также профилографированием передней поверхности на профилометрах-профилографах.

ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ НАУЧНОГО

ИССЛЕДОВАНИЯ

Результаты научного исследования могут быть представлены в

следующих формах:

- устная форма: лекции, доклады, сообщения;

- письменная форма: статьи, тезисы, рефераты, отчеты, пояснительные записки, заявки на объекты интеллектуальной собственности.

Из всех вышеперечисленных форм первостепенное значение

имеют:

- статьи в изданиях, рекомендованных Высшей аттестационной

комиссией Минобрнауки РФ (ВАК);

- статьи в сборниках научных трудов;

- доклады и тезисы, публикуемые в сборниках материалов на-

учно-технических конференций различного ранга;

- заявки на патент или полезную модель.