Устройство для оценки ударной прочности лакокрасочных покрытий

Полезная модель относится к сельскохозяйственной, машиностроительной и химической отрасли. Наиболее эффективно устройство может быть использовано для определения величины объема износа внешней поверхности лакокрасочных и других покрытий, нанесенных различными способами на испытательные панели, в результате ее взаимодействия с мелкофракционными твердыми абразивными частицами.
Интенсификация процесса износа покрытия обусловлена соударениями мелкодисперсных абразивных фракций и частиц пыли с поверхностью лакокрасочного покрытия. Объемный абразивный износ возникает в случае, когда твердые частицы соударяются с верхним слоем лакокрасочного покрытия и выносят микрообъемы материала за пределы системы лакокрасочного покрытия. Лакокрасочные покрытия требуют наличия определенного набора механических свойств вне зависимости от места их применения, так как на поверхность, покрытую лакокрасочными материалами, действуют различные неблагоприятные факторы: климатические условия, состояние дороги, попадание на поверхность различных агрессивных агентов.
Известно устройство для испытания прочности покрытий к истиранию (Авторское свидетельство RU 138561 U1. Устройство для испытания прочности покрытий к истиранию. В.Н. Хрянин, А.В. Пчельников, А.А. Железнов - №2013140050/28, заявл. 28.03.2013, опубл. 20.03.2014).
Недостаток: данное устройство не позволяет осуществлять постоянный контакт абразивного материала с испытательными панелями, что не позволяет с высокой долей вероятности имитировать воздействие окружающей среды эксплуатации.
Известно устройство испытания материалов на износ (Авторское свидетельство RU 146312 U1. Триботестер. Б.Я. Сачек - №2014123984/28, заявл. 11.06.2014, опубл. 10.10.2014).
Недостаток: в данном устройстве индентор - ролик выполнен из эластичного материала, что приводит в ускоренному износу индентора в процессе работы установки и снижению ее общего срока службы. Индентор данной установки выполнен в форме ролика особой формы. Применяемый индентор не является универсальной и широкоприменимой деталью в машиностроении. В результате возникают сложности в обслуживании установки, а также дополнительные затраты на ее ремонт.
Известен прибор для испытаний устойчивости материалов и покрытий к истиранию Taber 5155 американской фирмы TABER Industries, http://www.taberindustries.com., имеющий две тестирующие головки с установленными на них испытуемыми образцами. Одним из недостатков данного устройства является невозможность использования при проведении испытания таких истирающих материалов, как: абразивный песок, стебли различных растений и другие, в связи с чем результаты испытания не будут приближены к эксплуатационным показателям.
Ближайший аналог не обнаружен.
Анализ опубликованных источников показал, что техническая проблема, которую необходимо решить, состоит в необходимости расширения арсенала технических средств, конкретно устройства для оценки ударной прочности лакокрасочных покрытий, обеспечивающего возможность проведения исследований с целью оценки влияния атмосферных климатических условий на абразивную стойкость лакокрасочных покрытий сельскохозяйственной техники.
Для решения указанной проблемы устройство для оценки ударной прочности лакокрасочных покрытий включает закрепленную испытательную панель с нанесенным покрытием, перед которой, соприкасаясь с ней, установлен, на вращающемся валу, индентор сферической формы, над валом смонтирован бункер для абразивного материала. Сферическая форма индентора имеет налет питтинговой коррозии, и установлен индентор в привод вращения вала.
Устройство иллюстрируется чертежами.
На фиг. 1 представлен общий вид полезной модели.
На фиг. 2 - вид сбоку.
Устройство для оценки ударной прочности лакокрасочных покрытий содержит бункер 1 для абразивного материала, под ним на вращающемся валу 2 установлен индентор 3, имеющий сферическую форму. Индентор 3 установлен таким образом, что соприкасается сферической поверхностью с испытательной панелью 4.
Устройство работает следующим образом.
В бункер 1 устройства помещается абразивный материал, который под собственным весом поступает на испытательную панель 4. Испытание проводится при вращательном движении вала 2, при котором абразивный материал будет взаимодействовать с индентором 3 и покрытием испытательных панелей 4. На валу 2 имеется углубление, позволяющее прижать в процессе испытаний индентор 3 к испытательной пластине нормальной нагрузкой.
В качестве абразива использованы зернистые карбиды кремния, взвешенные в дистиллированной воде. Концентрация раствора составляет 75 грамм SiC на 100 мл дистиллированной воды. Размер абразивных частиц составляет 4,5 мкм ±1,4 мкм. Каждая абразивная частица используется однократно, без возможности повторного применения. Износ покрытия определяется весовым методом. Индентор - закаленный шарикоподшипник с диаметром 25,4 мм с наличием тонкой питтинговой коррозии. Нормальное усилие между образцом и шариком составило 0,18 Н. Скорость вращения 36 оборотов в минуту. Тангенциальная скорость скольжения 0,048 м/с. Ударная прочность испытуемых покрытий определяется путем сравнения с эталонными образцами.
Заявляемое устройство оценки ударной прочности лакокрасочных покрытий расширяет функциональные возможности аналогов возможностью проведения испытаний с использованием как сыпучих смесей абразивов, так и растворов абразивов. Наличие тонкой питтинговой коррозии на инденторе позволило обеспечить кратковременное удержание на его поверхности абразивных частиц с целью интенсификации процесса микрорезания при их перемещении по поверхности испытательной пластины.
При решении указанной проблемы предлагаемая полезная модель дает возможность обеспечить технический эффект, выраженный сокращением времени проведения испытаний, что ускоряет процесс оценки ударной прочности лакокрасочных покрытий.