Устройство для испытания на трение и износ

 

Изобретение относится к испытагниям материалов на трение и износ при высоких и низких температурах и постоянном моменте сил трения. Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей путем поддержания постоянного момента сил трения. ПРИВОД 6 вращения связан с держателем 41 контробразца 42, а силовой цилиндр 2-е держателем 25 образца 26. Высокие температуры в зоне трения создают при помощи нагревателя 10, а низкие - посредством охладителя 38, 23 2 W J 3 / / / 25 Сжатый воздух подается через ресивер 11 низкого давления по трубопроводу 13 в распределительный цилиндр 19, затем по трубопроводу 15 - в силовой цилиндр 2, который прижимает образец 26 к контробразцу 42. Величину давления воздуха в силовом цилиндре 2 выбирают из условия обеспечения заданйой величины момента сил трения. При увеличении момента сил трения через отверстия в силовом цилиндре 2 воздух стравливается в атмосферу до достижения заданного момента сил трения. После этого с помощью пружины 28 перекрывается отверстие в силовом цилиндре 2. При уменьшении момента сил трения с помощью пружины 28 перекрьшается трубопровод 13 и через трубопроводы 14, 15 соединяет ресивер 12 высокого давления с силовым цилиндром 2. По достижении заданного мойента сил трения доступ воздуха из ресивера 12 высокого давления в трубопровод перекрывается . 3 ил. S (Л 28Ш W J / / / СО 00 СП о со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1385030 А 1 (д1) 4 G 01 N 3/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

$83Jiqa "

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4140287/25-28 (22) 28. 10. 86 . (46) 30.03.88. Бюл. Ф 12 (71) Институт механики машин АН ГССР (72) Д.Т.Деметрадзе, P.À.Öâåòêîâà, Л.В.Сабанадзе и И.К.Иванов (53) 620.178.16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И - 581795, кл. С 01 N 14/02, 1974. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА ТРЕНИЕ И ИЗНОС (57) Изобретение относится к испыта ниям материалов на трение и износ при высоких и низких температурах и постоянном моменте сил трения. Цель изобретения — расширение эксплуатационных возможностей путем поддержания постоянного момента сил трения.

Привод 6 вращения связан с держателем

41 контробразца 42, а силовой цилиндр

2 — с держателем 25 образца 26. Вы. сокие температуры в зоне трения создают при помощи нагревателя 10, а низкие — посредством охладителя 38.

Сжатый воздух подается через ресивер

11 низкого давления по трубопроводу

13 в распределительный цилиндр 19, затем по трубопроводу 15 — в силовой цилиндр 2, который прижимает образец

26 к контробразцу 42. Величину давления воздуха в силовом цилиндре 2 выбирают из условия обеспечения заданной величины момента сил трения. При увеличении момента сил трения через отверстия в силовом цилиндре 2 воздух стравливается в атмосАеру до достижения заданного момента сил трения

После этого с помощью пружины 28 пере крывается отверстие в силовом цилиндре 2. При уменьшении момента сил трения с помощью пружины 28 перекрывается трубопровод 13 и через трубопроводы 14, 15 соединяет ресивер 12 высокого давления с силовым цилиндром 2.

По достижении заданного момента сил трения доступ воздуха из ресивера 12 высокого давления в трубопровод перекрывается. 3 ил.

1385030

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания материалов на трение и износ в широком диапазоне темпеРатур и при постоянном моменте сил трения.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей устройства. путем поддержания постоян- fp ного момента сил трения э процессе ,испытания.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2— то же, разрез; на фиг. 3 — схема узла дпя поддержания постоянного момента сил трения.

Устройство для испытания на трение и износ содержит станину 1, на кото- 20 рой размещены механизм нагружения, выполненный в виде силового цилиндра

2, бабка 3 со шпинделем 4, связан- ная посредством клиноременной передачи 5 с приводом 6 вращения, токо- 25 съемник 7, который предназначен для снятия показаний с вращающихся термопар 8 и 9 и передачи их регистрирующему прибору (не показан), а также для подвода электрического тока к 30 кольцевому нагревателю 10. На станине 1 размещены ресиверы 11, 12 низкого и высокого давления, снабженные трубопроводами 13, 14 и 15 и связанные с питателями 16 и 17, предназначенными для подачи сжатого воздуха в ресиверы 11 и 12. Ресивер 11 низко. го давления снабжен обратным кгыпаном 18 для перекрытия доступа воздуха в него при повышении давления в 4р трубопроводе 13 по сравнению с давлением в ресивере 11, Распределительный цилиндр 1.9 с поршнем 20, снабженным кольцевыми канавками 21 и

22, при помощи составного штока 23 45 шарнирно соединен с коромыслом 24, неподвжкно закрепленным на держателе 25 с нагружаемым образцом 26.

Тензобалка 27 одним концом соединена с держателем 25 нагружаемого образца 26, а другим концом консольно закреплена на станине 1. Сменная пружина 28 растяжения закреплена одним концом на станине 1 с возможностью, регулируемого осевого перемещения, а другим концом — на коромысле 24 держателя 25 и предназначена для возращения держателя 25 с нагружаемым образцом 26 в положение, соответствующее заданному моменту сил трения.

Силовой цилиндр 2, например пневматический, содержит установленные с возможностью осевого реверсивного перемещения поршень 29 со сферическим упором 30 и толкатель 31, причем упор 30 сферической частью упирается ! в толкатель 31 для осуществления передачи осевой нагрузки от поршня 29 силового цилиндра 2 нагружаемому образцу 26 через упорный подшипник

32, подпружиненный пружиной 33 сжатия, вал 34 и держатель 25. Одно кольцо упорного подшипника 32 установлено в толкателе 31, а другое на валу 34. Вал 34 размещен с воэможностью осевого перемещения в подшипниках 35 качения в центральном отверстии опоры 36, жестко закрепленной в силовом цилиндре 2. Силовой цилиндр 2 соединен с ресиверами 11 и 1? низкого и высокого давления посредством трубопровода 15 через кольцевые канавки 21 или 22 поршня

20 и трубопроводы 13 и 14 °

На валу 34 размещены теплоизолирующая втулка 37 и держатель 25 нагружаемого образца 26 с установленными на различной глубине от поверхности трения термопарами 8 и кольцевым охладителем 38.

На конце шпинделя 4, размещенного в центральном отверстии бабки .3 с возможностью вращения, установлена самоустанавливающаяся переходная головка 39 с закрепленной теплоизолирующей втулкой 40. Во втулке 40 жестко установлен держатель 41 контробразца 42, в котором размещены равномерно по периметру на различной глубине от поверхности трения термопары 9. На держателе 41 контробраэца установлен кольцевой нагреватель 10, например электрический, а на держателе 25 образца — кольцевой охладитель 38, подключенный к сосуду 43

Дьюара, предназначенные для создания требуемого теплового режима в зоне трения. Электропневматический клапан

44, размещенный на трубопроводе 15, служит для снятия нагрузки с образца 26 и контробразца 42. Манометр

45, размещенный на силовом цилиндре

2, предназначенный для измерения в нем величины давления, а отверстия

46, 47 и 48 служат для сообщения полости силового цилиндра 2 с атмос138503 0 ферой. Закрепленная на станине 1 шкала 49 предназначена для определения величины усилия, с которым пружина

28 растяжения воздействует на коро5 мысло 24.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно устанавливается заданная величина момента сил трения. 1Q

Для этого коромысло 24 вручную удерживают в горизонтальном положении, при котором ресивер 11 низкого давления через канавку 21 поршня 20 и трубопровод 15 сообщается с силовым ци- 15 линдром 2, а жесткость пружины 28 растяжения регулируется так, чтобы создаваемое ею на коромысле 24 усилие обеспечивало заданную величину момента сил трения. Величина усилия 20 контролируется по шкале 49. После этого включают питатели 16 и 17.

Сжатый воздух подается через ресивер

11 низкого. давления, открытык обратный клапан 18, трубопровод 13, ка- 25 навку 21 в поршне 20 и трубопровод

15 при закрытом электропневматическом клапане 44 в силовой цилиндр 2 и через сферический упор 30 поршня

29, толкатель 31, вал 34 и держатель 30

° 25 образца сжимает образец 26 и контробразец 42. Величина давления воздуха в силовом цилиндре 2 выбирается из условия обеспечения заданной величины момента сил трения при 35 постоянном значении частоты вращения образца и мощности трения и контролируется по показаниям манометра 45.

Затем приводят во вращение контробразец 42 через клиноременную передачу 40

5 включением привода 6 вращения, одновременно отпуская коромысло 24.

Одновременно нагревают контробразец

42 и охлаждают образец 26, создавая в них определенные тепловые потоки, 45 которые оценивают по градиенту температуры на определенном участке образца и площади сечения участка.

Во время опыта контролируют сред50 нюю поверхностную температуру образца 26 и контробразца 42 и изменяют величину-и направление тепловых потоков таким образом, чтобы средняя поверхностная температура оставалась постоянной, а свойства поверхностных слоев образца 26 и контробразца 42 изменялись незначительно. При этом регистрируют момент сил трения, иэт. нос, шероховатость и температуру образцов 26 и 42.

Если во время испытания момент сил трения превысит заданную величину, шток 23 опустит вниз поршень 20, а силовой цилиндр 2 через трубопровод 15, канавку 21 поршня 20 и отверстие 46 сообщается с атмосферой. В результате давление воздуха в силовом цилиндре 2 и нагрузка на образец

26 и контробразец 42 понижаются до тех пор, пока момент сил трения не уменьшается до заданной величины, при которой пружина 28 растяжения через. шток 23 вернет поршень 20 в первоначальное положение, соответствующее заданному значению момента сил трения, перекрывая при этом отверстие 46.

Если момент сил трения меньше заданной величины, сила воздействия на пружину 28 растяжения со стороны коромысла 24 уменьшается, пружина

28 растяжения сжимается и поднимает составной шток 23 с поршнем 20 вверх.

При этом поршень 20 перекрывает тру бопровод 13 и канавкой 22 соединяет ресивер 12 высокого давления через трубопроводы 14 и 15 с силовым цилиндром 2. В результате давление воздуха на поршень 29 и усилие нажатия на образец 26 и контробразец 42 возрастает. Это вызывает увеличение момента сил трения, которое продолжается до тех пор, пока момент сил трения не достигнет заданной величины, при которой поршень 20 опускается вниз и перекрывает до -„туп воздуха из ресивера 12 высокого давления в трубопровод 15.

Во время перемещения поршня 20 трубопроводы 13 и 14 некоторое время сообщаются между собой через канавки

21 и 22 и трубопровод 15. Чтобы воздух из ресивера 12 высокого давления не поступал в ресивер 11 низкого давления, автоматически закрывается обратный клапан 18. формулаизобретения

Устройство для испытания на трение и износ, содержащее станину, установленный на ней привод вращения, кинематически соединенный с ним держатель контробразца, механизм нагружения, связанный с ним держатель образца, кольцевые нагреватель и охлалитель, 1385030 л з д ю

Составитель Ю.Асриянц

Техред М.Ходанич Корректор Л.Пилипенко

Редактор M. Бандура

Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 415

Заказ 1407/41

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул,Проектная, 4 соединенные соответственно с держателями контробразца и образца, и системы регистрации температуры и момента сил трения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем поддержания постоянного момента сил трения в процессе испытания,,оно снабжено установленным на станине и связанным 19 с механизмом нагружения распределительным цилиндром с размещенным в нем штоком, один конец которого соединен с держателем образца, двумя питателями, сообщенными с ними соответствующими ресиверами высокого и низкого давления., сообщенными в свою очередь с распределительным цилиндром, и связанным со станиной и с держателем образца упругим элементом регулируемой жесткости.