| Введен в действие Постановлением Госстандарта РФ от 26 декабря 1997 г. N 438 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ИЗДЕЛИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРИБОТЕХНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ С ВОЛОКНИСТОЙ МАССОЙ Products wear
resistance assurance. Method for
determination of tribotechnical properties of construction materials in contact
with fibrous material ГОСТ 23.223-97 Группа Т51 МКС 19.020; ОКСТУ 0023 ПРЕДИСЛОВИЕ 1. Разработан
Российской Федерацией. Внесен Госстандартом России. 2. Принят Межгосударственным советом по
стандартизации, метрологии и сертификации (Протокол N 11-97 от 25 апреля 1997
г.). За принятие проголосовали: ┌─────────────────────────────┬───────────────────────────────────────────┐ │ Наименование государства │ Наименование национального органа │ │ │ по стандартизации │ ├─────────────────────────────┼───────────────────────────────────────────┤ │Азербайджанская Республика │Азгосстандарт │ │Республика Армения │Армгосстандарт │ │Республика Белоруссия │Белстандарт │ │Республика Казахстан │Казгосстандарт │ │Российская Федерация │Госстандарт России │ │Республика Таджикистан │Таджикский государственный центр по │ │ │стандартизации, метрологии и сертификации │ │Туркменистан │Туркменглавгосинспекция │ │Республика Узбекистан │Узгосстандарт │ │Украина │Госстандарт Украины │ └─────────────────────────────┴───────────────────────────────────────────┘ 3. Постановлением Государственного
комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от
26 декабря 1997 г. N 438 межгосударственный стандарт ГОСТ 23.223-97 введен в
действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской
Федерации с 1 июля 1998 г. 4. Введен взамен ГОСТ 23.223-85. 1. ОБЛАСТЬ
ПРИМЕНЕНИЯ Настоящий стандарт распространяется на
металлические и неметаллические материалы и покрытия и устанавливает метод
определения триботехнических свойств - сил трения,
предельно допустимых нагрузок, скоростей скольжения при взаимодействии с
волокнистым материалом (волокнистой массой), например хлопком-сырцом. По триботехническим
характеристикам определяют: - способность выбранного материала и
покрытий работать с конкретной волокнистой массой; - наиболее предпочтительный материал или
покрытие; - оптимальные режимы работы; - работоспособность и безопасность машин
и оборудования при взаимодействии с определенными видами волокнистой массы. Метод следует использовать при невозможности
или нецелесообразности натурных испытаний машин и оборудования,
взаимодействующих с волокнистой массой, по технико-экономическим критериям. 2. НОРМАТИВНЫЕ
ССЫЛКИ В настоящем стандарте использованы ссылки
на следующие стандарты: ГОСТ 27674-88. Трение, изнашивание и
смазка. Термины и определения ГОСТ Р 50740-95
<*>. Триботехнические требования и показатели.
Принципы обеспечения. Общие положения. -------------------------------- <*> Действует на территории
Российской Федерации. 3. ОПРЕДЕЛЕНИЯ В настоящем стандарте применяются
следующие термины с соответствующими определениями. Волокно - протяженные гибкие и прочные
тела с очень малыми поперечными сечениями. Примечание. Различают волокна: натуральные
(природные); растительного происхождения - хлопок,
лен, джут и др.; животного - шерсть, шелк; минерального - асбест; химические: искусственные - получаемые из органических природных высокомолекулярных соединений; синтетические - получаемые из синтетических полимеров. Волокнистая масса - совокупность не
упорядоченных по взаимному расположению волокон. Остальные термины - по ГОСТ 27674. 4. СУЩНОСТЬ МЕТОДА Сущность метода
состоит в том, что трение волокнистого материала осуществляют о торцевую
поверхность дискового образца из исследуемого материала при ряде заданных
значений давления p прижима и скорости v скольжения, измеряют значения силы
трения, температуры образца и электростатического заряда на волокнистой массе,
по которым судят о диапазоне допустимых значений p и v и работоспособности
испытываемого материала. 5. АППАРАТУРА И
МАТЕРИАЛЫ 5.1. Установка для испытания (рисунки 1 и
2) должна отвечать следующим основным требованиям: - давление на волокнистую массу создает
поршень массой (0,45 +/- 0,01) кг, расположенный в цилиндрическом коробе.
Расстояние от оси короба 3 (рисунок 2) до оси вращения должно быть не менее 240
мм; - силу трения регистрируют тензодатчики, расположенные на тензобалке
тензоусилителя, и осциллограф; - плотность трибоэлектрических зарядов
определяют измерением потенциала электрометром; - температуру в зоне трения измеряют
потенциометром по показателям термоэлектрического преобразователя (термопары),
установленного в скользящих углеграфитовых элементах; - скорость скольжения при трении
регулируют изменением частоты вращения электродвигателя.
1 - опорный подвижный диск; 2 - образец; 3 -
редуктор; 4 - приводной электродвигатель; 5 -
цилиндрический короб; 6 - блок тарировочного
устройства; 7 - тензобалка; 8 - тахометр; 9 - испытываемая волокнистая масса; 10 - груз; 11 - тарировочный
груз Рисунок 1. Схема испытаний и тарировки
1 - стрела; 2 - вертикальная ось; 3 -
цилиндрический короб диаметром 5 - поршень; 6 - волокнистая масса Рисунок 2. Нагрузочная система испытаний
установки 5.2. Стенд для испытаний должен
обеспечивать: - прижатие волокнистого материала массой
(50 +/- 2) г к образцу по круговой площадке диаметром 80 мм давлением в
диапазоне 0,001 - 0,05 МПа; - частоту вращения дискового образца,
обеспечивающую скорость скольжения центра площадки контакта
волокнистой массы с образцом в диапазоне - непрерывную регистрацию момента сил
трения от 0 до 1962 Н x см (от 0 до 200 кгс x см); - среднее квадратическое
отклонение при оценке случайной погрешности моментоизмерителя
(при статической градуировке) не более 4% от измеряемого значения; - измерение частоты вращения подвижного
образца от 10 до - измерение температуры подвижного
образца в зоне трения до 150 °C с применением автоматического электронного
потенциометра класса точности не ниже 0,5 и скользящего элемента с встроенным в
него термоэлектрическим преобразователем; - напряжение статического электричества
на волокнистом материале в процессе трения непрерывно измеряют в диапазоне 10 -
30000 В с погрешностью не более 5% измеряемого
значения; - измерение суммарной электрической
емкости системы трения и измерительной системы не более (60 +/- 10) пФ с
погрешностью не более 5% измеряемого значения. 5.3. Весы лабораторные 3-го класса
точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г. 5.4. Медный электрод (см. рисунок 2) для
измерения напряжения статического электричества на волокнистой массе должен
одновременно служить для фиксации волокнистой массы, не допуская ее
перекатывания в процессе испытаний. 5.5. Образец должен быть электрически
изолирован от станины испытательного прибора, сопротивление изоляции должно
быть не менее 10 мОм, электрическая прочность не менее 5.6. Зазор между образцом и коробом
должен быть не более 1 мм. Образец исследуемого материала изготовляют в соответствии
с рисунком 3.
1 - стальной диск; 2 - испытуемое покрытие Рисунок 3. Образец исследуемого материала 5.7. Шероховатость рабочей поверхности
образца должна соответствовать условию
где Направление и форма шероховатости должны
соответствовать технологии изготовления изделий, моделируемых при испытаниях. 5.8. Давление прижатия углеграфитового
элемента (0,002 +/- 0,001) МПа. 5.9. Для испытаний применяют трибометр, схема которого
приведена в Приложении А. 6. ПОДГОТОВКА К
ИСПЫТАНИЯМ 6.1. Подготавливают порции волокнистого
материала массой (50 +/- 2) г, однородного по влажности, засоренности и другим
основным показателям, предусмотренным в НД на данный материал. 6.2. Образец устанавливают в соответствии
с рисунком 1. 6.3. Короб устанавливают в соответствии с
5.2 и Приложением А и помещают в него подготовленную
порцию волокнистого материала. 6.4. Производят приработку испытываемого
образца последовательно под нагрузками, обеспечивающими минимальное и
максимальное давления в сочетании с минимальными и максимальными скоростями
скольжения в соответствии с 5.2. На каждом режиме прирабатывают не менее 60 с или до стабилизации коэффициента
трения. В процессе приработки окончательно отлаживают измерительную аппаратуру. Примечание. Нагрузка задается суммарной
массой грузов на поршне и самого поршня. Минимальное давление 0,001 МПа
обеспечивается массой поршня без грузов. 7. ПРОВЕДЕНИЕ
ИСПЫТАНИЙ Порядок проведения испытаний определяется
в зависимости от цели испытания. 7.1. Выбор режимов работы пар трения
"поверхность-волокнистая масса" 7.1.1. Для оценки способности выбранного
материала и (или) покрытия работать с конкретными видами волокнистой массы
определяют предельные значения давления p и скорости скольжения v, при которых
еще не имеет место увеличение коэффициента трения f, температуры и
электростатического заряда. В зависимости от вида исследуемого материала и вида
волокнистой массы за критерий выбора принимают одну или две из вышеназванных
характеристик. 7.1.2. Устанавливают частоту n,
7.1.3. Помещают в короб порцию
волокнистой массы, опускают поршень и создают необходимое давление в
соответствии с 5.2. 7.1.4. Испытания проводят по 7.1.2 и
7.1.3, непрерывно регистрируя при этом силу трения, температуру и
электростатический заряд не менее 60 с после стабилизации измеряемых величин. 7.1.5. Испытания для тех же значений p и
v в соответствии с 5.2 повторяют не менее трех раз для другого образца. Перед
проведением каждого повторного испытания с поверхности образца снимают
остаточные трибоэлектрические заряды заземлением электродов. Повторное
использование порции волокнистой массы не допускается. 7.1.6. Испытания (7.1.2 - 7.1.4)
повторяют для других значений p и v. 7.1.7. Результаты измерения силы трения,
напряжения и емкости, средние за время не менее 30 с трения, регистрируют в
протоколе испытаний. Форма протокола приведена в Приложении Б. 7.1.8. Для каждого сочетания p и v по
результатам повторных испытаний вычисляют средние значения силы F стабилизированного
трения, напряжения U и суммарной емкости Средний коэффициент f трения рассчитывают
по формуле
Среднюю плотность электростатических
зарядов вычисляют по формуле
7.1.9. По результатам расчетов строят
график зависимости f от произведения pv, оценивают
значение pv, при котором начинается увеличение f, и
принимают его за искомый режим работы. Если необходимо учитывать температуру и
электростатический заряд, то строят графики зависимости pv
- t, pv - q. В этом случае за искомое pv принимают минимальное значение pv,
определяемое по трем графикам. 7.2. Выбор материала образца и (или)
покрытия по триботехническим характеристикам 7.2.1. Вид материала или покрытия
выбирают для каждого сравниваемого материала в последовательности, указанной в
7.1.1 - 7.1.8. 7.2.2. За наилучший вид материала
(покрытия) принимают такой, который в соответствии с 7.1.9 имеет максимальное
значение. 7.3. Контроль работоспособного состояния
пары трения "поверхность-волокнистая масса" 7.3.1. Контроль работоспособного
состояния пары трения "поверхность-волокнистая
масса" сводится к оценке стабильного коэффициента трения и температуры при
заданных значениях p, v и конкретной волокнистой массе. По заданному v
по формуле (1) определяют частоту вращения образца, устанавливают требуемое
давление p и проводят подготовку к испытаниям в соответствии с разделом 6. Испытания проводят в течение 60 с и
определяют значения f и t. Если эти значения стабильные, исследуемую пару
трения считают работоспособной. Приложение А (рекомендуемое) ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ТРИБОМЕТРА Схема испытательного прибора - трибометра приведена на рисунке А.1.
1 - электродвигатель постоянного тока; 2 - тонкий
и грубый регуляторы частоты вращения электродвигателя; 3 -
редуктор; 4 - приводной вал (шпиндель); 5 - опорный диск; 6 - испытываемый дисковый образец с покрытием; 7 - изоляционная прокладка; 8 - ось; 9 - стрела; 10 - цилиндрический короб; 11 - поршень; 12 - электрод - направляющий; 13 - углеграфитовый термоизмерительный элемент; 14 - измеритель емкости; 15 - электрометр; 16 - добавочная емкость; 17 - потенциометр; 18 - термостат; 19 - трос; 20 - тензобалка с тензодатчиками; 21 - тензоусилитель; 22 - осциллограф; 23 - покрытие Рисунок А.1 Испытываемый дисковый образец 6 устанавливают
на опорном диске 5, приводимом во вращение от электродвигателя постоянного тока
1 через редуктор 3. Необходимое давление на волокнистую массу поршнем 11 в
цилиндрическом коробе 10, установленном на стреле 9, которая имеет возможность
поворачиваться на оси 8 под действием силы трения. Силу трения регистрируют при
помощи тензодатчиков 20 на тензобалке
тензоусилителя 21 и осциллографа 22. Плотность
трибоэлектрических зарядов определяют, измеряя потенциал электрометром 15 при
помощи металлических электродов 12. Температуру в зоне трения измеряют
потенциометром 17 по показаниям термоэлектрического преобразователя
(термопары), установленного в скользящих углеграфитовых элементах 13. Скорость
скольжения при трении регулируют изменением частоты вращения электродвигателя
при помощи регуляторов 2. Приложение Б (рекомендуемое) ФОРМА ПРОТОКОЛА ИСПЫТАНИЙ Дата ________________________ Исполнитель ________________________
Результаты измерений коэффициента трения ┌────────┬────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ -1 │ │Давление│ Скорость скольжения v, м x с │ │ p, МПа ├─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬────┤ │ │ 0,5 │ 1,0 │ 2,0 │ 3,0 │ 4,0 │ 5,0 │ 6,0 │ 7,0 │ 8,0 │ 9,0 │10,0│ │ ├─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼────┤ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ ├────────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼────┤ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ └────────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴────┘ Результаты измерений плотности
трибоэлектрического заряда ┌────────┬────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ -1 │ │Давление│ Скорость скольжения v, м x с │ │ p, МПа ├─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬────┤ │ │ 0,5 │ 1,0 │ 2,0 │ 3,0 │ 4,0 │ 5,0 │ 6,0 │ 7,0 │ 8,0 │ 9,0 │10,0│ │ ├─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼────┤ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ ├────────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼────┤ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ └────────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴────┘ Результаты измерений температуры в зоне трения ┌────────┬────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ -1 │ │Давление│ Скорость скольжения v, м x с │ │ p, МПа ├─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬────┤ │ │ 0,5 │ 1,0 │ 2,0 │ 3,0 │ 4,0 │ 5,0 │ 6,0 │ 7,0 │ 8,0 │ 9,0 │10,0│ │ ├─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼────┤ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ ├────────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼────┤ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ └────────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴────┘ |
