Устройство для испытания материалов на трение

 

Изобретение относится к испытаниям материалов трением для определенных их трибомеханических свойств, а именно износостойкости в зависимости от распределения тепловых потоков, генерируемых трением. Целью изобретения является повышение точности при оценке коэффициента распределения тепловых потоков. Образцедержатели 9 (Л оо ел оо

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН и9)Я0(и) 135 (50 4 С 01 И 3/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4015125/25-28 (22) 03.02.86 (46) 07.12.87 ° Бюл, 9 45 (71) Саратовский политехнический институт (72) Б.В.Протасов, А.П.Рамэаев, Б.Я.Сачек и В.Б.Протасов (53) 620.178.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 581795, кл. С 01 И 3/56, 1974.

Авторское свидетельство СССР

Ф 954863, кл. С 01 N 3/56, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕ

РИАПОВ HA ТРЕНИЕ (57) Изобретение относится к испытаниям материалов трением для определенных их трибомеханических свойств, а именно износостойкости в зависимости от распределения тепловых потоков, генерируемых трением. Целью изобретения является повышение точности при оценке коэффициента распределения тепловых потоков. Образцедержатели 9

57789

13 и 10 выполнены иэ теплопроводного материала, например меди, и теплоиэолированы от шпинделей 4 и 5 при помощи втулок 13 и 14 из теплоизолирующего материала. Все тепло, генерируемое на поверхностях трения, передается теплообменникам 25 и 26, установленных на свободных концах обраэцедержателей 9 и 10, противоположных месту установки образцов 11 и 12. Тепло передается через шейки на образцедер1 жателях 9 и 10, выполняющие роль тепловых эталонных сопротивлений, включениых последовательно в цепь теплопередачи от эоны трения к теплообменникам 25и 26. Измерение перепада температур на шейке каждого из обраэцедержателей 9 и 10 с помощью датчиков температур Т и Tt позволяет вычислить тепловые потоки, идущие от каждого образца 11 и 12, с высокой степенью точности. 1 ил.

Изобретение относится к испытаниям материалов трением для определения их трибомеханических свойств.

Цель изобретения — повышение точности при оценке коэффициента распределения тепловых потоков в процессе трения эа счет концентрации тепловых потоков в точках их измерения на промежутке между торцом и теплообменником, повышения градиента теплового потока в точках измерения и исключения тем самым погрешностей, связанных с рассеиванием тепла на промежутке между образцом и теплообменником и равномерным прогревом теплопередающего, элемента.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит корпус 1, в котором размещены подвижная и неподвижная бабки 2 и 3 соответственно. В каждой иэ бабок 2 и 3 соосно один к другому установлены два шпинделя 4 и 5. Шпиндели 4 и 5 установлены в бабках 2 и 3 с помощью радиальноупорных подшипников 6, что обеспечи:вает возможность их вращения. В каж,дом шпинделе 4 и 5 установлены экс1 центрично с эксцентриситетом е относительно их осей два пальца 7 и 8, в которых установлены обращенные торцами один к другому образцедержатели, выполненные в виде оправок 9 и

10, предназначенных для установки образцов 11 и 12 и отбора тепла от них.

Между оправками 9 и 10 и пальцами 7 и 8 установлены втулки 13 и 14, препятствующие передаче тепла от оправок 9 и 10 к пальцам 7 и 8. Средняя

35 и 14. Для регулирования распределения теплового потока устройство имечасть каждой из оправок 9 и 10 выполнена в виде шейки длиной I постоянного сечения и образует замкнутую кольцевую полость с внутренней поверхностью теплоиэолирующих и концентрирующих проходящий тепловой поток втулок 13 и 14.

На границах шеек в каждой оправке

9 и 10 закреплены неразъемным соединением два датчика температур Т, и

Т, являющиеся средством измерения теплового потока. Пальцы 7 и 8 установлены в шпинделях 4 и 5 с помощью радиально-упорных подшипников 15, обеспечивающих воэможность поворота пальцев. На концах пальцев 7 и 8 закреплены две качалки 16 и 17, концы которых соединены с зазором и бабка-. ми 2 и 3 при помощи подшипников 18 и,выполненных в бабках 2 и 3 пазов.

19. Устройство содержит привод вращения (Hp показан), от которого движение передается на шкивы 20 и 21, закрепленные на шпинделях 4 и 5, обеспечивая вращение их в противоположных направлениях. Механизм нагружения взаимодействует со шпинделем

4 и представляет собой скобу 22, упирающуюся в пружину 23 с регулировочным винтом 24. Градиент температур в каждой оправке 9 и 10 измеряется датчиками температур Т, и Т (для теплового потока от образца 11). Датчики температур Т, и Т устанавливаются на границах шеек и закрепляются постоянно на расстоянии 1, мень-! шем длины теплоизолирующих втулок 13

1357789 ет теплообменники 25 и 26, выполненные например в виде холодильников или нагревателей.

45 вок.

Составитель В.Шпинев

Техред Л.Сердюкова Корректор М.Максимишинец

Редактор В.Данко

Заказ 5989/4 1

Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4

Устройство работает следующим образом.

Посредством механизма нагружения образцы 11 и 12 нагружаются требуемым осевым усилием. От привода движение передается шпинделям 4 и 5. За счет эксцентричного расположения в шпинделях 4 и 5 пальцев 7 и8 и связи последних с бабками 2 и 3 образцы

11 и 12 совершают относительное энакопеременное движение. Благодаря такой кинематике сигнал с датчиков Т и Т: может быть передан регистрирующим приборам непосредственно без токосъема. Выделяющееся при трении тепло от образцов 11 и 12 передается оправкам 9 и 10 соответственно, а затем через шейку, являющуюся тепловым сопротивлением на пути теплопередачи от образца к окружающей среде. Так как образцедержатель и шейка теплоиэолированы втулкой и радиальным зазором, то все тепло от образцов 11 и 12 проходит через соответствующую шейку. Измерение Т, и Т на каждой шейке с помощью датчиков температур позволяет вычислить тепловые потоки, идущие от каждого образца 11 и 12 в окружающую среду по формуле q

К (Т вЂ” Т ) с величиной теплового э сопротивления шейки на длине l, определяемого тарировкой или расчетом по формуле

1э

К

Э,Б где % — теплопроводность материала, э

Я вЂ” сечение шейки.

Так как при смене образцов образцедержатель не разбирается, то можно полагать величину К, постоянной величиной. Термопары закреплены в шейках постоянно, поэтому ошибки в измерении Т, и Т также постоянны и минимальны. Утонения сечения в шейках концентрирует тепловой поток, увеличивая дТ. Указанные факторы позволяют повысить точность определения величины тепловых потоков, идущих из зоны трения в сторону соответствующего образца. формула изобретения

10 Устройство для испытания материалов на трение, содержащее корпус, установленные на нем подвижную и неподвижную бабки, размещенные каждый в соответствующей бабке соосно друг другу с воэможностью вращения два шпинделя привод вращения кинематически связанный со шпинделями, эксцентрично расположенные каждый в соответствующем шпинделе два образце20 держателя, каждый иэ которых выполнен в виде оправки с гнездом для образца на одном ее конце, установленной с воэможностью поворота относительно ее оси, две качалки, каждая из которых закреплена одним концом на соответствующем образцедержателе, а другим с зазором соединена с соответствующей бабкой, механизм нагружения, соединенные с образцедержателями теплообменники и средство измерения теплового потока, выполненное в виде по крайней мере двух датчиков температуры, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности при оценке коэффициента распределения тепловых потоков в процессе трения, она снабжено двумя теплоизолирующими втулками, установленными каждая коаксиально на соответствующей оправке, в средней части каждой оправки выполнена шейка постоянного сечения, образующая замкнутую кольцевую полость совместно с внутренней поверхностью соответствующей теплоизолирующей втулки, датчики температуры жестко закреплены на соответствующих шейках, а теплообменники установлены на свободных концах опра