Триботехнические испытания: назначение и этапы проведения

Триботехнические испытания представляют собой комплекс исследований, в результате которых определяются характеристики пары трения конкретной машины.

Они проводятся в несколько этапов, которые объединяются в рациональный цикл триботехнических испытаний (РЦИ). В рамках данного процесса проводятся исследования пары трения как в лабораторных, так и в естественных условиях, благодаря чему результаты являются наиболее приближенными к реальным.

Триботехнические испытания наиболее эффективны при проектировании принципиально новых конструкций машин или модернизации крупных установок. В остальных случаях возможно ограничиться только последними этапами РТИ.


Оборудование для проведения испытаний


Для проведения испытаний необходимо достаточно большое количество оборудования, которое условно можно разделить на три группы: измерительные устройства, стенды и универсальные машины трения.


Машина трения


Тестирование на машинах трения должно производиться в лабораторных условиях под контролем специалистов. Для этого производители и проектировщики машин обращаются в специализированные компании, имеющие все необходимое оборудование и условия для проведения исследований


Этапы триботехнических исследований

На подготовительном этапе подбираются конструкционные материалы для производства механизма с учетом критериев их совместимости. Совместимыми являются образцы, которые работают в условиях взаимного трения без усиленного изнашивания, схватываний и нестабильного коэффициента трения. Кроме того, учитывают особенности внешних факторов, которые будут оказывать влияние на изучаемую трибопару.

На этом же этапе подбирают смазочные составы для обслуживания узла.

Первый этап РЦИ направлен на определение границ совместимости выбранных материалов и их фрикционную теплостойкость.

Для этого элементы помещают в универсальную машину трения, прижимают с заданным усилием и придают вращение одному из образцов.

В процессе исследования определяют значения коэффициента трения и интенсивности изнашивания в зависимости от степени разогрева деталей и на основании этих данных рассчитывают показатель фрикционной теплостойкости.

Второй этап связан с испытанием маломасштабных модельных образцов и анализа их применимости в конкретных условиях: при заданных нагрузке, скорости вращения, температуре.

Этот этап предшествует натурным испытаниям узла и позволяет значительно сократить временные и финансовые затраты на испытания неэффективного трибосопряжения в реальной машине.

Третий этап – натурные испытания пары трения, работающей в модели реальной машины. Это последний этап, который проводится в условиях лаборатории.

Данная стадия позволяет определить влияние конструктивных особенностей оформления узла на его работоспособность, получить информацию о наработке на отказ.

Однако для воссоздания реальной картины работы механизма натурных испытаний мало и часто их заменяют стендовыми. Последние позволяют менять нагрузку во времени, создавать необходимые условия для исследования, регистрировать изменения контрольных параметров.


Стенд для испытаний двигателя


Четвертым этапом являются эксплуатационные триботехнические испытания. Это позволяет получить максимально полные результаты с учетом влияния всех возможных факторов, таких как вибрация от других узлов машины, загрязненный абразивом воздух, тепловой режим в помещении и другие.


Завершением процесса триботехнических испытания является комплексный анализ результатов всех его этапов. После введения коэффициентов запаса осуществляется прогнозирование надежности и ресурса конкретного узла и машины в целом.

Кто в России проводит триботехнические испытания?

На территории Российской Федерации достаточно небольшое количество лабораторий, оснащенных сертифицированным оборудованием для проведения испытаний на трение и износ. Одна из них находится в городе Брянске.

В инженерном центре MODENGY проводят триботехнические испытания различных узлов трения. Трибометр со схемой трения "шар-диск" был проверен и аттестован в аккредитованом метрологическом центре. Испытательный стенд оснащен автоматизированными системами управления и регистрации данных, за работой которых заказчик исследований может следить в режиме реального времени.



Проведение испытаний на этапе проектирования изделий позволяет в максимально короткий срок подобрать оптимальные конструкционные материалы для производства узлов и покрытия для пар трения с учетом границ их применимости, прогнозировать срок службы механизмов и оценивать другие эксплуатационные характеристики.