Устройство для испытания материалов на трение и износ

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК эюв G01@3/6

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . К АВТОРСМОВФУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

21) 3424358/25-28

22) 09 04.82 (46 ) 15.08.83. Бюл. У 30 (72) Il.В, Назаренко, А.H. Макаркин и В.С. Ковальский (71) Киевский ордена Трудового Красного Знаиени институт инженеров гражданской авиации (53) 620. 178 (088.8) (56).1. Авторское свидетельство-СССР и ?21659 кл. G 01 < 3/56, 1978 (прототип). (54) (57) УCTPOACTBO ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ

МАТЕРИАЛОВ НА ТРЕНИЕ И ИЗНОС, содержащее основание, расположенную на нем герметичную камеру, установленные . в ней перпендикулярно основанию дер;жатель цилиндрического контробразца с возможностью вращения и перпендикулярно оси вращения держателя -контр° образца держатель образца, размещенный на основании микроскоп с возиож„„SU„„1035467 А ностью установки его окуляра против зоны контакта образца и контробразца, датчики измерения параметров трения, регистрирующие приборы,. узел нагружения образца и контробразца, средства подачи рабочей среды в камеру и привод вращения держателя контробразца, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения эффективности и достоверности результатов испытания в условиях упругопластического деформирования иатериалов, оно снабжено столом, предназначенныи для установки камеры и имеющим возможность поворота в перпендикулярной к осй вращения держателя контр-а образца плоскости, сферическими опо-, рами, разделяющими стол Ф основание, размещенным в фокальной плоскости микроскопа фоточувствительным элемен С том и сканирующим узлом, предназначенным для перемещения фоточувствительного элемента в той же плоскости.

1 10354

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к конструкции установок для испытания материалов на трение и износ, в частности, для определения фрикционных характеристик и упругопластических деформаций материалов в газовых и жидких средах, применительно к условиям работы подшипниковых узлов, зубчатых передач и других узлов трения. . 10

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является устройство для испытания материалов на трение и износ, содержащее оСнование, рас-. 15 положенную на нем герметичную камеру, установленные в ней перпендикулярно основанию держатель цилиндрического контробраэца с возможностью вращения и перпендикулярно оси вращения держателя контробраэца держатель образца, размещенный на основании микроскоп с возможностью установки его окуляра против зоны контакта образца и контробразца, датчики измерения 25 параметров трения, регистрирующую аппаратуру, узел нагружения образца и контробраэца, средства подачи ра" бочей среды в камеру и привод вращения держателя контробразца 111 . gp

Однако у этого устройства недостаточные эффективность и достоверность результатов испытания, что обусловлено частичной релаксацией упругих деформаций за период их регистрации и дли-З тельным процессом испытаний.

Цель изобретения - повышение эффективности и достоверности результа-, тов испытания в условиях упругопластического деформирования материалов. 40

Указанная цель достигается тем, что устройство для испытания материалов на трение и износ, содержащее основание, расположенную на нем герметичную камеру, установленные в ней 45 перпендикулярно основанию держатель цилиндрического контробразца с воэможностью вращения и перпендикулярно оси вращения держателя контробразца держатель образца, размещенный на 50 основании микроскоп с воэможностью установки его окуляра против эоны контакта образца и контробразца, датчики измерения параметров трения, регистрирующую аппаратуру, узел на- 55 гружения образца и контробразца, средства подачи рабочей среды в каме". ру и привод вращения держателя контр67 2 образца, снабжено, столом, предназначенным для установки камеры и имеющим возможность поворота в перпендикулярной к оси вращения держателя контробраэца плоскости, сферическими опорами, разделяющими стол и основание, размещенным в Фокальной плоскости микроскопа фоточувствительным элементом и сканирующим узлом, предназначенным для перемещения фоточувствительного элемента в той же плоскости.

На фиг. 1 представлено устройство, общий вид, на фиг. 2 - узел 1, va фиг. 1; на фиг. 3 - разрез А-А на фи г. 1.

Устройство для испытания материалов на трение и износ содержит основание 1, камеру 2,.держатель 3 контробразца 4, держатель 5 образца 6, микроскоп 7, датчики 8- 10 для измерения соответственно температуры образца 6, числа оборотов держателя 3 и момента трения, регистрирующие при" боры 11- 13 для регистрации указанных параметров трения, узел 14 нагружения . образца 6 и контробразца 4, средства (не показаны) подачи рабочей среды в камеру, 2, привод 15 вращения держателя 3 контробразца 4, стол 16 сферические опоры... -17, фоточувствительный элемент 18, сканирующий узел

Узел 14 нагружения выполнен в виде цилиндра 20 с поршнем 21 и штоком 22, который соединен с неравноплечим рычагом 23, а последнийс пружиной 24 нагружения. Рычаг

23 связан с индикатором 25, регистрирующим износ образца 6. Датчик 8 прижимается посредством плоской пружины 26. Выводы от него через отверстие (не показаны) в поране 21 подсоединены к прибору 11. Датчик 9 числа оборотов выполнен . в виде эксцентрика, который через концевой выключатель 27 связан со счетчиком 28.

Привод 15 включает планетарный редуктор 29, снабженный упором 30, контактирующий с датчиком 10, выполненным в виде тензобалки. Последняя через прибор 12 подсоединена к регистрирующему прибору 13. Подача рабочей среды в камеру 2 осуществляется че" рез патрубок 31. Камера 2 снабжена рубашкой 32 для теплоносителя (хладагента) и смотровым окном 33 для наблюдений эа зоной контакта посредством микроскопа 7.

Сканирующий узел 19 включает (фиг. 2) привод 34, планетарный ре3 . 1035 дуктор 35 и направляющие 36, по коTopbtM. перемещается Элемент 18. Последний подсоединен через усилитель 37 к регистрирующему прибору 38. На поверхность испытуемого образца 6 нанесена полимерная пленка (не показана). с высокой оптической активностbe что обеспечивает максимальную освещенность деформированного участка контакта образца 6 и контробразца 4. щ

Устройство работает следующим образом.

Испытуемый образец 6 устанавливают на штоке 22 и передвижением плоской пружины 26 корректируют положение датчика 8 температуры так, чтобы их плоскости, обращенные к контробразцу Ч, находились заподлицо. Затея держателем 5 закрепляют испытуемый образец 6 на штоке 22, при этом плос- 20 кая пружина 26, находящаяся между штоком 22 и испытуемым образцом 6, плотно прижимает к нему датчик 8 температуры.

Пружиной 24 нагружения через не- д равноплечий рычаг 23 перемещают шток

22 с испытуемым образцом 6 до сопри-. косновения последнего с контробразцом 4.

Микроскоп 7 располагают так,.чтобы через смотровое окно 33 была видна передняя кромка. испытуемого образца б в точке контакта с контробразцом Ч;

Затем с помощью стола 16 разворачивают камеру 2 таким образом, чтобы угол между главной оптической осью и осью максимальных напряжений испытуемого образца 6 составлял 45 .

Посредством привода 15 контробразец 4 приводится во вращательное движение. При перемещении штока 22 в

467 4 сторону контробразца 4 происходи1 линейный износ испытуемого образца .6, регистрируемый индикатором 25 часового типа.

Температура приповерхностного слоя при трении образцов определяется с помощью датчика 8, сигнал с которого подается на регистрирующий прибор 11.

Датчик 9 числа оборотов при вращении держателя 3 замыкает нормально разомкнутые контакты концевого выключателя 27, подавая тем самым электрический сигнал на счетчик 28 оборотов,: .преобразующий электричес- кие сигналы в цифровые значения на световом табло в аиде суммы количества оборотов.

Крутящий момент, возникающий на статоре редуктора 29 от тангенциальной составляющей силы трения и пропор-циональный ей, через упор 30 передается на тензобалку, сигнал от которой через регистрирующий прибор-12 подается на;регистрирующий прибор 13:

Возникающая при трении деформация, а также характер распределения улругопластических деформаций,по глубине приповерхностного слоя испытуемого образца 6 фиксируется фоточувствительным элементом 18, который передвигается вдоль направляющих 36 при помощи привода 34. Сигнал разбаланса моста, встроенного в усилитель 37, от фоточувствительного эле@анта 18 подается на этот усилитель.и далее на регистрирующий прибор 38.

Использование предлагаемого устрой". ства повышает эффективность и достоверность результатов испытания материалов на трение и износ.

1035467

1035467

4-Л

Составитель В. Данилрв

Редактор И. Касарда Техред А.бабинец Корректор О. Тигор

° еееюеею веееаввеввевевве

«акаэ 5818/O3 - Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113635, Иосква, Ж-35, Рауаская наб., д. Ф/5

° ееееее

Филиал AllA патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4