Устройство для испытания материалов на абразивный износ

 

Изобретение относится к испытаниям материалов воздействием абразива . Целью изобретения является повышение точности моделирования условий работы материалов кузовов транспортных средств. Для этого осуществляется вращение ротора 1 с размещенными внутри на держателях 2 образцами футеровки, выполненными в виде кузовов, и бункерами 4, расположенными между держателями 2 и снабженными управляеъыми заслонками 5 на их выходных горловинах. При определенном положении бункера 4 относительно держателя 2 исполнительный механизм управления заслонки 5 открывает ее и абразивная масса 3 пересыпается на образец футеровки. При последующем вращении ротора 1 абразивная масса 3 из держателя 2 пересыпается в последующий бункер 4 и процесс воздействия абразивной массой 3 на образец футеровки кузова повторяется . 1 з.п, ф-лы, 8 ил. с S (Л ; Ю : сл ю со jff Фиг.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (111 (504 G С1 N

+ (1у (х4 лч () ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3967449/25-28 (22) 14. 10. 85 (46) 07.03. 87. Бюп. И 9 (71) Институт горного дела (72) А.А.Кудрявцев, В.Н.Крючков и И.Д.Пожитков (53) 620,178.16 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 167660, кл. С 01 N 3/56, 1963, Авторское свидетельство СССР

И 151086, кл. G 01 N 3/56, 1962. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА АБРАЗИВНЫЙ ИЗНОС (57) Изобретение относится к испытаниям материалов воздействием абразива. Целью изобретения является повышение точности моделирования условий работы материалов кузовов транспортных средств. Для этого осуществляется вращение ротора 1 с размещенными внутри на держателях 2 образцами футеровки, выполненными в виде кузовов, и бункерами 4, расположенными между держателями 2 и снабженными управляемыми заслонками

5 на их выходных горловинах, При определенном положении бункера 4 относительно держателя 2 исполнительный механизм управления заслонки 5 открывает ее и абразивная масса 3 пересыпается на образец футеровки. При последующем вращении ротора 1 абразивная масса 3 иэ держателя 2 пересыпается в последующий бункер 4 и процесс воздействия абразивной массой

3 на образец футеровки кузова повторяется. 1 э.п. Ф-лы, 8 ил.

1295297

Устройство содержит полый ротор

1 с размещенными в нем по окружностям держателями 2 образцов футеровки кузовов и абразивной массой 3, бункеры 4, расположенные между дер-. жателями 2 образцов футеровки с управляемыми заслонками 5, снабженными исполнительными механизмами, каждый из которых включает груз 6, установленный на рычаге 7, шарнирно закрепленный на оси 8, .шайбу 9, трос

10 двуплечий рычаг 11 установлен-. ный с возможностью вращения относительно оси 12, и возвратную пружину

13. Ротор 1 установлен на раме 14 с возможностью вращения относительно оси 15 при помощи привода 16, Держатели 2 образцов футеровки установлены на пружинах 17 и состоят иэ передней стенки 18, бортов 19, днища 20, Держатели 2 образцов или сами образцы выполнены в виде куэовов.

Изобретение относится к испытаниям материалов воздействием абразива и может быть использовано при исследовании материалов кузовов транспортных средств. 5

Цель изобретения — повышение точности моделирования условий работы материалов кузовов транспортных средств за счет приближения времени и динамики роста напряжений в материале образца футеровки к реальным и дифференциации числа контактов частиц абразивной массы с образцом по его длине, На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — узел

I на фиг. l (пояснение работы исполнительного механизма); на фиг.3разрез А-А на фиг.2 (разрез по горловине бункера); на фиг.4 — образец футеровки кузова транспортного средства, продольный разрез; на фиг.5 внутренняя поверхность образца с характерным расположением эон износа кузова транспортного средства, общий вид; на фиг.6- график динамики роста напряжений в материале кузова реального транспортного средства; на фиг.7 — график динамики роста напряжений в материале образца при испытаниях на известной конструкции; на фиг.8 - график динамики роста напряжений в материале образца футеровки при испытаниях на конструкции предлагаемого технического решения. 35

Устройство работает следующим образомм, Привод 16 приводит в движение ротор 1 с размещенными внутри образцами футеровки и бункерами 4, расположенными между ними, Бункер 4 с заслонкой 5, закрытой под действием возвратной пружины 13, заполнен абразивной массой 3. В момент совпадения оси бункера 4 с вертикалью срабатывает исполнительный механизм, открывающий заслонку 5, при этом рычаг 7, выйдя иэ положения неустойчивого равновесия, начинает падать.

Выбрав слабину троса 10, рычаг 7 воздействует через трос 10 на двуплечий рычаг 11 и, преодолевая силу растяжения возвратной пружины

13 и силу трения абразивной массы

3 по заслонке 5, открывает заслонку

5 бункера 4. Поток абразивной массы

3, высыпаясь через открытую выходную горловину, наносит удар по образцу футеровки транспортного средства, выполненного в форме кузова транспортного средства. Место встречи потока абразивной массы 3 и днища

20 кузова является характерной зоной износа кузова. — зоной ударного из носа (зона а, фиг, 5 и 4). Здесь происходит поглощение кузовом кинетической энергии потока абразивной массы и, как следствие этого, деформация днища кузова. Снабжение образцов футеровки бункерами 4, расположенны- ми между ними, позволяет приблизить динамику роста напряжений в материале образца футеровки и время при загрузке кузова транспортного средства к реальным, Время загрузки кузова реального транспортного средства складывается из суммы времени циклов опорожнения загрузочного устройства t г., t:, с.. . ° .. с„(фиг.6) ; с, — r ! -=-1 где n — количество циклов опорожнения загрузочного устройства; с — время загрузки реального

3Р тр ан спорт ного средст ва; с — время цикла опорожнения

1 загрузочного устройства, Иэ бункера 4 в образец футеровки траспортного средства, выполненного в виде кузова транспортного средст129)297 ва, высыпается такое же, нли кратное ему количество абразивной массы 3, как и при загрузке реального транспортного средства. Отверстие истечения абразивной массы 3 из бункера

4, такое же, или подобное по размерам отверстию истечения абразивной массы загрузочного устройства, Фрикционный состав абразивной массы 3 для проведения испытаний берут подоб-1О ным фрикционному составу абразивной массы, перевозимой реальным транспортным средством. Установив подобие по размерам отверстия истечения, объема и фрикционного состава абра-зивной массы 3 с реальными, достигается совпадение времени загрузки иэ бункера 4 в образец футеровки t, (фиг.8) с реальным временем загрузки транспортного средства t, большее чем в известной конструкции, где время загрузки t (фиг.7) является

Э06Г .Г) временем ударного воздействия и, следовательно, может быть сравнимо только с временем одного цикла опорожнения загрузочного устройства t„ а значит будет в п раз меньше, чем реальное время загрузки.

Соответствие скорости изменения угла наклона образца футеровки реальной достигается подбором скорости вращения ротора 1, вследствие чего имеет место полное совпадение времени разгрузки образца футеровки транспортного средства с реальным временем разгрузки, а также максимальное приближение скорости скольжения абразивной массы 3 по образцу футеровки к скорости скольженчя абразивной массы по кузову реально"

ro транспортного средства.

Динамика роста напряжений .в материале кузова при загрузке реального транспортного средства (фиг. 6) ха- 4g р актеризует ся рез ким увеличением (первый пик) при первом опорожнении в кузов транспортного средства загрузочного устройства, Следующие циклы опорожнения характеризуются меньшими по амплитуде вследствие гашения ударных нагрузок слоем абразивной массы. В целом, оценивая динамику роста напряжений, можно говоpHTh о ступенчатом (цикличном) уве» личении напряжений до значения напря" жений, соответствующего состоянию полной загрузки транспортного средства.

Прн опорожнении бункера 4 над образцом футеровки динамика роста напряжений в материале образца футеровки следующая (фиг.8): в момент встречи потока абразивной массы 3 и обраэц 1 футеровки происходит резкое увеличение-напряжений (пик подобный пику при первом опорожнении в кузов реального транспортного средства загрузочного устройства), затем, по мере высыпания абразивной массы 3 из бункера 4 в образец футеровки, постоянное увеличение напряжений до значения 6, соответствующее состоянию полной загрузки образца футеровки.

При этом происходит отклонение от ступенчатой формы кривой роста напряжений (фиг. 6) для реального транспортного средства, но это отклонение менее значительное, чем то, которое получается при проведении испытаний на ударно-абразивный износ на известной конструкции, где динамика нарастания напряжений носит ударный характер (фиг.7)и напряжения сразу достигают значения б без последующего роста.

При увеличении угла наклона об-. разца футеровки транспортного средМ ства, выполненного в форме кузова транспортного средства, абразивная масса 3, высыпавшаяся в образец из бункера 4, начинает скользить по днищу 20 образца футеровки. При этом частицы абразивной массы 3. вступая в контакт с материалом образца футеровки, истирают его. Величина истирания зависит от скорости движения частиц и числа контактов абразивных частиц с образцом. Из-за того, что образец футеровки выполнен в форме к., ова транспортного средства, происходит дифференциация числа контактов частиц абразивной массы 3 с материалом образца футеровки, т.е. через зону у (фиг,5) проходят частицы абразивной массы 3, двигающиеся от передней стенки 18 через зоны 3, 5 и Z . В движении от передней стенки при постоянно увеличивающемся угле наклона образца футеровки скорость движения частиц абразивной массы . постоянно возрастает и в зоне достигает максимума. Ыаксимальная скорость и наибольшее число контактов части абразивной массы 3 опреде1295297 ляют в зоне а максимальную величину абразивного износа.

Материал футеровки в зоне Z подвергается воздействию меньшего количества частиц абразивной массы 3, имеющих меньшую скорость, чем в зоне а значит величина абразивного из ) йоса в этой зоне меньше, чем в эоне, Частицы абразивной массы 3 иэ зон и Z не взаимодействуют с материалом образца футеровки в зоне что определяет еще меньшее число контактов абразивных частиц и материала, чем в зоне, а близость к передней стенке 18 меньшую; по сравнению с зоной 1, скорость абразивных частиц, а следовательно, и меньшую величину износа.

Зона о абразивному износу практически не подвергается.

Границы эон абразивного износа приняты условно, так как величина износа постоянно увеличивается с удалением .от передней стенки 18.

Такие же зоны абразивного износа наблюдаются при истирании бортов 19 образца футеровки.

Абразивная масса 3 поступает иэ образца футеровки -в бункер 4, расположенный между образцами, с закрытой заслонкой 5 и исполнительным механизмом, приведенным в состояние готовности, при котором груз б на рычаге 7 приближается к состоянию неустойчивого равновесия. При совпадении оси бункера 4 с вертикалью рычаг

7, выйдя из положения неустойчивого равновесия, начинает падать и, воздействуя на двуплечий рычаг 11, от- . крывает заслонку 5, Абразивная масса 3 из бункера 4 высыпается в следующий образец футеровки.

Формула и э обрет ения

1. Устройство для испытания материалов на абразивный износ, содержащее полый ротор с размещенными в нем по окружности держателями образцов и привод врашения ротора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования ус20 ловий работы материалов кузовов транс. портных средств, оно снабжено бункерами с управляемыми заслонками на их выходных горловинах, держатели образцов выполнены в виде кузовов, бункеры размещены в полом роторе поочередно с держателями. образцов таким образом, что приемная горловина каждого из бункеров расположена у среза держателя, предшествующего бункеру по направлению вращения ротора, а выходная горловина — у места сброса абразива на последующий держатель.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что держате35 ли образцов подпружинены относительно полого ротора.

1295297

А-А

1295297

Составитель В,Шпинев

Редактор Е, Папи Техред M. Ходанич Корректор Т. Колб

Заказ 611/50 Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул, Проектная, 4