RU32601U1

RU32601U1 - Машина трения для испытания на износ в условиях трения скольжения

Info

Publication number: RU32601U1
Application number: RU2003112844/20U
Authority: RU
Inventors: Л.В. Лукиенко; Б.П. Сафонов; В.Ф. Воробьёв; Л.П. Брагин; А.В. Бегова; С.А. Александров
Original assignee: Открытое акционерное общество НАК "Азот"; Новомосковский институт Российского химико-технологического университета им. Д.И. Менделеева
Priority date: 2003-05-05
Filing date: 2003-05-05
Publication date: 2003-09-20

Description

Машина трения для испытания на износ в условиях трения скольжения

Изобретение относится к измерительной технике, предназначенной для исследования процессов изнашивания материалов в условиях трения скольжения при воспроизведении в лабораторных условиях наиболее суш;ественных признаков вида изнашивания. Применительно к абразивному изнашиванию такими признаками является проведение испытания по непрерывно обновляемой поверхности контртела постоянной абразивности с возможностью реализации соответствуюш;его уровня силового нагружения образцов. Проведение экспериментальных исследований, посвящённых изучению изнашивания как процесса поверхностного разрушения материалов при трении скольжения, предъявляет повышенные требования к моделированию стохастического характера контактного взаимодействия, к точности и информативности измерений.

Из уровня техники известна лабораторная установка (В.П. Виноградов, Г.М. Сорокин. Механическое изнашивание сталей и сплавов. М., Педра, 1996, 361 с.) (стр.50-51), предназначенная для испытания материалов на абразивное изнашивание при трении скольжения по монолитному абразиву. В этой установке вращение шлифовальному кругу передаётся от электродвигателя с помощью промежуточного редуктора и пары конических зубчатых колёс. Каретка приводится в возвратно-поступательное движение с помощью редуктора и винта радиальной подачи. Редуктор привода каретки снабжён устройством для реверса. С целью устранения направленной шероховатости поверхности трения образца ему сообщено вращение вокруг собственной оси с помощью винта радиальной подачи и пары конических зубчатых колёс. Пагружение образца осуществляется рычагом с грузами. Скорость скольжения образца по шлифовальному кру2 О О 31

MKH G01N3/56

гу за цикл испытаний переменна. Износ образца определяют по потере массы образца за цикл испытаний.

Поскольку контртелом в данном случае является абразивный круг, уровень силового нагружения образцов может быть изменён в широком диапазоне. Однако спираль Архимеда, являющаяся траекторией относительного перемещения образца и контртела не обеспечивает обновления абразивной поверхности.

Из уровня техники известны конструкции склерометров «статического типа для исследования процессов трения и измерения прочности поверхностных слоев материалов (а.с. №111342 СССР, МПК G01 N 3/56. Прибор для испытания металлов на абразивный износ/ Е.А. Феррари, В.Б. Афонин. Опубл. 19.11.58, Бюл.№18; а.с. 123744 СССР, МПК G01 N 3/46. Способ и устройство для измерения твёрдости/Н.А. Яшкир Опубл. 1959, Бюл. №21). Для оценки абразивной стойкости предложен склерометр, индентор которого выполнен в виде алмазного конуса, смонтированного в рабочей головке, расположенной над поверхностью подвижного в прямолинейном направлении предметного столика для плиточного образца и связанного рычажным устройством с шариком пьезоэлектрического датчика, который воспринимает усилие царапания и направляет сигнал на регистрирующее устройство.

В качестве недостатков описанных устройств можно отметить единичный контакт индентора с исследуемой поверхностью. При этом нет возможности определить влияние множественного контакта исследуемой поверхности и контртела на процесс трения.

Из уровня техники известна машина УМТ-1, которая позволяет испытывать различные пары трения, выполненные в виде образцов типа диск-палец.

значенная для установки на ней дискового образца. На валу, соединённом с мембранным пневматическим нагрузочным механизмом, установлен самоустанавливающийся диск, служащий для закрепления трёх пальчиковых образцов, размещаемых на фиксируемом радиусе трения под углом 120°. Диск связан посредством гибкой связи с полым валом, взаимодействующим с упругим элементом силоизмерителя (Испытательная техника: Справочник. В 2-х книгах/ Под ред. В.В. Клюева,- М.: Машиностроение, 1982 Кн. 1, стр. 234).

Для описанной машины характерна ограниченная область применения, так как при таких испытаниях нет возможности исследовать абразивное изнашивание. Испытания на этой машине проводятся по необновляемой поверхности трения.

Сущность изобретения состоит в том, что машина оснащена счётчиком оборотов, а исследуемые образцы, закреплённые в цанговых патронах, смонтированных с возможностью самоустановки на осях сателлитов, обкатывающихся вокруг солнечного колеса, закреплённого на конце вала, вращающегося в подвижной оправке, причём вал может быть зафиксирован стопорным винтом, и получающего вращение посредством фрикционной передачи, взаимодействуют с контртелом, причём нормирование линейного износа образцов достигается за счёт взаимодействия контактов, один из которых установлен на подвижной оправке и изолирован от корпуса посредством диэлектрических прокладок, а другой закреплён на контрольной линейке, положение которой регулируется при помощи винтов грубой и тонкой настройки.

Сущность изобретения поясняется чертежами (фиг. 1,2). Машина состоит из корпуса 1, опор 2, ползуна 3, каретки 4, подвижной оправки 5, электродвигателя привода контртела 6, редуктора 7, конической шестерни 8, открытой цепной передачи 9, редуктора привода 10 линейного перемещения каретки 4, кулисного механизма 11, электродвигателя привода вращения образцов 12, фрикционной передачи 13, вала нагрузочного устройства 14, солнечного колеса 15, сателлитов 16, зубчатого венца 17, шаровых опор 18, цанговых патронов 19, образцов 20, контртела 21, стойки 22, верхнего 23 и нижнего 24 контактов измерительного устройства 25, регулировочного винта 26, винтов тонкой 27 и грубой 28 настройки, нагрузочного устройства 29, подшипников 30, водила 31, план-шайбы 32, диэлектрических прокладок 33, кронштейна 34, зубчатых колёс 35, 36, верхнего 37, нижнего 39 и подвижного 38 контактов счётчика оборотов 40, стопорного винта 41, направляюш;их 42.

Работа машины трения заключается в следуюш;ем. Крутящий момент от электродвигателя привода контртела 6 передаётся через редуктор 7 и коническую шестерню 8, установленную на выходном валу редуктора, и взаимодействуюшую с колесом 35, смонтированном на оси план-шайбы 32, на которой устанавливается контртело 21. От колеса 35 через колесо 36, открытую цепную передачу 9, редуктор привода 10 крутяш;ий момент передаётся кулисному механизму 11, который сообщает линейное перемещение ползуну 3 по отношению к опорам 2. Вместе с ползуном 3 получает линейное перемещение каретка 4, в которой смонтирована оправка 5, имеющая возможность перемещаться в вертикальном направлении под действием собственного веса и веса грузов. Электродвигатель привода вращения образцов 12 через фрикционную передачу 13 передаёт вращение валу нагрузочного устройства 14, на выходном конце которого закреплено зубчатое колесо 15. Сателлиты 16, смонтированные на водиле 31, вращаясь вокруг колеса 15, перемещаются по отношению к зубчатому венцу 17, обеспечивая относительное вращение образцов 20, закреплённых в цанговых патронах 19, которые установлены на шаровых опорах 18, смонтированных на осях сателлитов 16.

23. Положение нижнего контакта 24 измерительного устройства 25 в зависимости от необходимой величины изнашивания образцов 20 онределяется винтами тонкой 27 и грубой 28 настройки.

После включения электродвигателей 6 и 12 образцы 20 совершают по отношению к контртелу 6 сложное движение. При этом они перемещаются по постоянно обновляемой поверхности контртела, что является положительным фактором с точки зрения методического обеспечения эксперимента. Изнашивание образцов 20 при трении во взаимодействии с контртелом 6 приводит к вертикальному перемеш,ению вала 14. При этом зазор между контактами 23 и 24 уменьшается и при замыкании контактов происходит остановка машины. Таким образом достигается нормирование линейного износа.

Claims

Машина трения для испытания на износ в условиях трения скольжения, включающая корпус, электродвигатель привода контртела, открытую коническую зубчатую передачу, цепную передачу, редуктор привода линейного перемещения каретки, кулисный механизм, опоры для перемещения ползуна, на котором установлена каретка с подвижной в вертикальном направлении оправкой и валом нагрузочного устройства, отличающаяся тем, что машина имеет два независимых привода контртела и вала нагрузочного устройства, оснащена счетчиком оборотов, а исследуемые образцы, закрепленные в цанговых патронах, смонтированных с возможностью самоустановки на осях сателлитов, обкатывающихся вокруг солнечного колеса, закрепленного на выходном конце вала нагрузочного устройства, вращающегося в подвижной оправке, причем вал может быть зафиксирован стопорным винтом, и получающего вращение посредством фрикционной передачи, взаимодействуют с контртелом, причем нормирование линейного износа образцов достигается за счет взаимодействия контактов, один из которых установлен на подвижной оправке и изолирован от корпуса посредством диэлектрических прокладок, а другой закреплен на измерительном устройстве, положение которого регулируется при помощи винтов грубой и тонкой настройки.