Способ испытания материалов на газоабразивное изнашивание

 

Изобретение относится к испытаниям на износ и может быть использовано для исследований газоабразивной износостойкости материалов, эксплуатируемых в авиационной и газовой промышленности. Цель изобретения - повышение точности испытаний за счет уменьшения отклонения фактического угла атаки струи от номинального. Установка для реализации способа содержит ротор с радиальными каналами и держатели образцов. Поверхность образцов выполняют цилиндрической, а форму цилиндра задают направляющей, определяемой из уравнения с учетом радиуса ротора, угла вылета частиц и угла атаки. 1 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 01 N 3/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4392845/25-28 (22) 17.03.88 (46) 23.05.9О.Бюл, 1! - 19 (71) Ивано-Франковский институт нефти и газа (72) А.И.Цитрин, В.Я.Белоусов, В,В.Борисенко, !0.С.Каптелов, Л.С.Лившиц и С.М.Левин

)(53) 620.178.16 (088,8) (56) Кпейс И,Р., Ууэмыйс Х.Х. Износостойкость измельчителей ударного действия. — М,: Машиностроение,1986, с. 20, рис.15. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ

НА ГАЗОАБРАЗИВНОЕ ИВНА!!!ИВАНИЕ (57) Изобретение относится к испытаИзобретение относится к испытаниям на износ и может быть использовано для исследования газоабразивной износостойкости материалов, эксплуатируемых в авиационной и газовой промышленности.

Цель изобретения — повышение точности испытаний за счет уменьшения отклонения фактического угла атаки струи от номинального и уменьшение трудоемкости изготовления образца.

На фиг.! показана схема установки для испытаний на изнашивание; на фиг.2 — вид установки в направлении, совпадающем с осью вращения ротора; на фиг. 3 — 5 — варианты расположения образцов относительно радиапьных каналов ротора.

Установка для реализации способа содержит корпус 1 с прозрачной крыш„„SU„,, 15 266 А1

2 ниям на износ и может быть использовано для исследований гаэоабразивной износостойкости материалов,эксплуатируемых в авиационной и газовой промышленности. Цель изобретения— повышение точности испытаний за счет уменьшения отклонения фактического угла атаки струи от номинального ° Установка для реализации способа содержит ротор с радиальными каналами и держатели образцов. Поверхность образцов выполняют цилиндрической, а форму цилИндра задают направляющей, определяемой из уравнения с учетом радиуса ротора, угла вылета частиц и угла атаки. 1 з п. ф лы, 5 ил., 1 табл. кой 2, бункер 3 для абразива, встроенный в крышку 2, ротор 4 центробежного ускорителя с радиальными каналами 5, установленный с возможностью вращения от привода 6, закрепленного на корпусе 1, образцы 7,закрепленные в держателях 8, установленных по окружности ротора 4.

Способ реализуется следующим образом.

Рабочую поверхность образца 7 вы1 полняют цилиндрической, форму ци-, линдра задают направляющей, определяемой из соотношения

Р

8 = — агс 8 - -----.— — ——

R sin(5!

80 . . Р

tgpLln (R s in P — — — ) ю д с6

1566266 где, 9 пол ярные к оо рди наты направляющей; радиус ротора; угол вылета частиц; угол атаки; свободный член уравнения, определяемый начальным условием о R sinP

8 = 90 — P + arcsin (— — — — -), 0- Ро

R оi sin g а поверхность образца 7 устанавливают так, чтобы ее центр лежал на пересечении оси канала ротора с поверхностью образца, Профиль поверхности при углах ата- 40 о ки свыше 40 определяют радиусом из со от наш ени я

R sinP

ОЯ cos d.

Пример. Используют установку для испытаний на изнашивание с радиусом ротора 4 R = 100 мм, угол вылета частиц из. канала ротора 4 составил (3 о

= 55, расстояние от оси вращения ротора до геометрического центра поверхности образца, лежащего на пересечении поверхности образца с плоскостью, проходящей через каналы ротоРа 4, 7 = 118 мм, Начальный Угол Оо определяют из соотношения

100 sin 55

9 90- 55- arcsin (8 )

О 118

78,963 где )0 ) 1,02 R — расстояние от оси вращения ротора до заданной точки ра6о- 15 чей поверхности образца, Устанавливают образцы 7 в держателях 8, разгоняют газоабразивную среду в радиальных канапах ротора 4 центробежного ускорителя, устанавливают поверхность образца 7 параллельно оси вращения ротора 4, воздействуют образовавшейся струей на поверхность образца 7, угол атаки струи регулируют поворотом образца 7 в плоскости, перпендикулярной оси вращения ротора, и оценивают износ образца.

Поверхность образца 7 может быть выполнена как часть кругового цилинд- 30 ра, профиль поверхности определяют радиусом из соотношения

Угол атаки, образуемый касательной к точке, соответствующей гЕометрическому центру, и траекторией абразиво ных частиц имеет значения о = 60 и с противоположной стороны тачки с6 =

== -60 о о

Для угла атаки М. = 60 уравнение кривой запишется в виде (с учетом начальных условий)

9 = 471,624 — arctg

81,915

Т tg 60 1п 181 915

180 о

Для ряда значений р; получаем углы 1,, которые после преобразований в систему х-у имеют координаты х;, у,, Значения сведены в таблицу.

Для угла атаки ф. = -60 уравнение кривой запишется в виде

g = -358 775 — arctg — — — -- — +-— -— - +

У

81,915

+ .-- — tg 60 1п 81,915 +

180 о

il ь

tg 60

Значения (;, 6,, х,, у; сведены в таблицу.

Радиус окружности кругового цилиндрического образца по второму варианту составит

Ro

sin 60о

= 98,074 мм, Значения ряда промежуточных точек сведены в таблицу, Радиус окр ужности круго ваго цилиндрического образца по третьему варианту составит

100 sin 1ç

R — 163 830 мм. соз 60о 1

Установка образцов с углом атаки

oL ) 0 предпочтительнее, поскольку для таких углов меньше погрешность по длине и больше площадь взаимодействия рабочей поверхности с абразивным потоком.

66266 где — tgoI,1n(R sing

tg 0ь

Плоский образ ец

Образец с криволинейным рабочим профилем

Образец с круговым цилиндрическим рабочим профилем! Координаты

Координаты

Координаты Угол атаки

Угол атаки

Угол атаки х у х У град. град. град. мм град, мм мм р

Номинальный угол атаки oL = 60

-2,061

-0,5)l

-0,511

-2,061

59,492

59,880

59,889

59,567

?0,000

10,000

0 — 10,000

-20,000

112, 711 69, 314

115,484 74,209

118,000 78,963

120,324 83,646

12?,500 88,305

Номинальный

136,906 82,033

1 27 ю 51 6 80 ь 415

118,000 78,963

108, 266 77, 777

98, 188 77,058

19,995 -2,122

9,991 -0,517

0 0 60

-9,996 -0,504

-l9,991 -2,008

0 угол атаки oc = -60

?O,O07 1,877

9,998 0,486

0 0 -60

-9,997 0,541

-19,996 2,350

0 54,459

0 60

0 65,796

+10

0 — 10

-62, 802

-60,549

-60

-60,399

-61,425

2,061

0,5)1

0,511

2,061

?0,000 !

0,000

10,000

?() iooo

0 -66,566

0 -60

0 -54,720

+10 (о

-10

Формула изобретения

I. Способ испытания материалов на газоабразивное изнашивание, заключающийся в том, что разгоняют газоабразивную среду в радиальных каналах ротора центробежного ускорителя, устанавливают образец так, что его рабочая поверхность параллельна оси вращения ротора, воздействуют образовавшейся струей на рабочую поверхность образца, угол атаки струи регулируют путем поворота образца в плоскости, перпендикулярной оси вращения ротора, и оценивают износ образца, отличающийся тем,что, с целью повьппения точности испытания эа счет уменьшения отклонения

- фактического угла атаки струи от номинального, рабочую поверхность образца выполняют цилиндрической с направляющей, определяемой из соотношения

6 = g — arctg—

R sing полярные координаты направляющей; радиус ротора; угол вылета частиц абразива; угол ат аки; свободный член уравнения, определяемый начальным условием: о R sinI

9 = 90 -)Р! + arcsin (— — — — -)

0= )й

15 )-о где и > I 02 R — расстояние от оси вращения ротора до заданной точки рабочей поверхности

Ъ образца.

2, Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения трудоемкости изготовления образца, его рабочую поверхность выполняют круговой цилиндрической, а устанавливают o6pазец так, чтобы оcb ци линдра проходила через: точку пересечения оси канала ротора с рабочей

1 оверхностью образца.

1566266

15б626б

Ре

1566266

Составитель Д,Дергобузов

Техред M.ÄHäûê

Редактор С.Патрушева

Корректор M,Ìàêñèt èòèíåö

Заказ 12!8 Тираж 501 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-иэдательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101