Установка для испытания пары трения на износ

 

Изобретение относится к устройствам для испытания материалов на трение и износ, в частности, при скольжении и перекатывании сопряженных поверхностей в абразивосодержащей среде. Цель изобретения - приближение условий испытания к условиям эксплуатации винтовых героторных гидравлических машин и повышение точности испытания. Установка содержит корпус 1, установленный на корпусе палец 2, коромысло 3 с приводом 4 вращения, узел крепления торсионного вала 12. В проточной камере 21 закреплен контробразец 18, сопрягаемый с образцом 16, который крепится на торсионном валу 12. Установка также содержит привод 24 вращения проточной камеры 21, систему циркуляции гидроабразивной среды в проточной камере 21. В проточную камеру 21 устанавливают образец 16 и контробразец 18, представляющие собой фрагменты натуральной пары трения. Поворотом коромысла 3 вокруг пальца 2 задают нагрузку, задают требуемые скорости вращения образцу 16 и контробразцу 18, одновременно обеспечивая циркуляцию среды определенной концентрации абразива, и проводят испытания. Устройство также содержит узел замера момента трения, обеспечивающий высокую точность. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК дд 4 С 01 11 3/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ВСЕИС," лА <

МП Н1:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4352316/25-28 (22) 30. 11,87 (46) 30.06. 89. Бюл, 9 24 (71) Московский институт нефти и газа им. И.М.Губкина (72) Д.А.Дергобуэов, Л.Н.Обищенко, Р,З,Неэаметдинов, Б.М.Гантимиров и О.И.Жуков (53) 620,178.16(088 ° 8) (56) Износ и долговечность оборудования и инструмента: Вып. Р 93, М.:

Недра, 1972, с, 47-48.

„„SU„„14 0597 А1

2 (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПАРЫ

ТРЕНИЯ НА ИЗНОС (57) Изобретение относится к устройствам для испытания материалов на трение и износ, в частности, при скольжении и перекатывании сопряженных поверхностей в абразивносодержащей среде, Цель изобретения приближение условий испытаний к условиям эксплуатации винтовых героторных гидравлических машин и повышение точности испытания. Установка

1490597

10 содержит корпус 1, установленный на корпусе палец 2, коромысло 3 с приводом 4 вращения, узел крепления торсионного вала 12. В проточной камере 21 закреплен контробразец 18, сопрягаемый с образцом 16, который крепится на торсионном валу 12.

Установка также содержит привод 24 вращения проточной камеры 21, систему циркуляции гидроабразивной среды в проточной камере . В проточную камеру 21 устанавливают образец 16 и

Езобретение относится к устройствам для испытания материалов на трение и износ, в частности при скольжении и перекатывании сопряженных поверхностей в абразивосодержащей среде, и может быть использовано для оценки стойкости металлических и полимерных материалов и деталей винтовых героторных гидравлических машин, применяемых в бурении.

Цель изобретения — приближение условий испытания к условиям эксплуатации винтовых героторных гидравлических машин путем оценки характеристик трения пары при равномерном износе обоих элементов пары при их принудительном вращении с эксцентриситетом и повышение точности испытания путем исключения радиального бурения между элементами установки при изнашивании поверхностей элементов пары трения.

На ф; г, 1 схематически изображена предлаг..емая установка, общий.вид; на фиг. 2 — узел трения; на фиг, 3— узел измерения момента трения °

Установка содержит корпус 1, закрепленный на корпусе палец 2. На пальце 2 в опорах качения установлено коромысло 3 с возможностью вращения и осевого перемещения вдоль пальца 2. На одной стороне коромысла 3 расположен привод 4 вращения, связанный при помощи шкивов 5 и 6 и клинового ремня 7 с валом 8, расположенным на другой стороне коромысла 3. Одним концом вал 8 связан с тензобалкой 9, которая взаимодействует с водилом 10, на другом конце вал 8 снабжен держателем 11 торсионного вала 12. Нкив 6 установлен в опорах качения на фланце 13, закрепленном на коромысле 3. Вал 8 распо20

55 контробраэец 18, представляющие собой фрагменты натуральной пары трения. Поворотом коромысла 3 вокруг пальца 2 задают нагрузку, задают требуемые скорости вращения образцу

16 и контробразцу 18, одновременно обеспечивая циркуляцию среды определенной концентрации абразива, и проводят испытания. Устройство также содержит узел замера момента трения, обеспечивающий высокую точность.

1 з,п, ф лы 3 ил ° ложен коаксиально внутренней поверхности фланца 13 с зазором. Торсионный вал 12, з акрепленный в держателе li, при помощи крестовины 14 связан с держателем 15 элемента пары трения — образца 16, выполненным в виде полого цилиндра с внутренним кольцевым пазом для установки крестовины и наружной резьбой. Образец

16 представляет собой элемент, воспроизводящий форму рабочей поверхности ротора винтовой героторной машины, который внутренней поверхностью соединен с держателем 15 образца.

Соединение держателя 15 образца и крестовины 14 обеспечено таким образом, что их центры тяжести совпадают с центром тяжести образца 16. Держатель 17 элемента пары трения — контробразца 18 выполнен в виде полого цилиндра с наружным коническим поясом 19, взаимодействуницим с ответной конической упорной поверхностью 20 проточной камеры 21, и имеет приспособление для фиксации контробразца 18.

Для предотвращения осевого перемещения держателя 17 контробразца 18 установлен фиксатор 22, подпиракций торец держателя 17 контробразца 18 и закрепленный на проточной камере

21. Контробраэец 18 представляет собой элемент, воспроизводящий по форме рабочей поверхности статор героторной машины и имеющий винтовую поверхность, на которой количество заходов на один больше чем у образца 16. Крепление контробразца 18 к держателю 17 осуществляются винтом (не показан), который установлен в держателе 17 и упирается в цилиндрическую поверхность втулки-арматуры

23, внутри которой по наружной поверхности закреплен контробразец 18.!

4905

15

25

35

45

55

Проточная камера 21 установлена в корпусе l на опорах качения. Вращательное движение проточной камере 21 передается при помощи привода 24 вращения. Система циркуляции гидроабразивной среды включает в себя помпу 25 с приводом 26, нагнетательный трубопровод 27, резервуар 28 и регулятор 29, предназначенный для изменения расхода гидроабразивной среды, подаваемой в проточную камеру 21. Регуляторы 30 предназначены для изменения расхода среды, истекающей из камеры 21, и для создания струи среды при перемешивании абразивных частиц в резервуаре 28. Фиксатор положения коромысла 3 на пальце 2 и стопор вращательного движения проточной камеры (не показаны) предназначены для реализации различных схем испытания.

Установка работает следующим образом, При испытаниях, имитирующих изнашивание ротор-статор винтовой героторной мащины, коромысло 3 поднимают, на валу 8 в держателе 11 устанавливают торсионный вал 12, на конце которого закрепляют крестовину 14 с образцом 16. Затем вводят в контакт образец 16 с контробразцом 18, фиксируют положение коромысла 3 и задают вращение валу 8, при этом в зависимости от требований к испытаниям проточную камеру 21 можно вращать или зафиксировать ее положение относительно корпуса 1. При таких испытаниях контактные давления в узле трения задаются предварительным натягом между образцом 16 и контробразцом 18 и могут меняться соответственно линейному износу пары трения. При другом варианте этих испытаний коромысло 3 фиксируют в осевом положении и устанавливают с воэможностью вращательного перемещения относительно пальца 2. Нагрузку на пару трения задают путем поворота коромысла 3 вокруг пальца 2 при помощи узла нагружения (не показано).

После этого в зависимости от выбранного вида трения, при котором необходимо провести испытание, задают вращение образцу или контробраэцу или обоим вместе, а также создают при необходимости циркуляцию гидроабразивной среды определенной концентрации абразива, при помощи вклю97 6 чения привода 26. Прн испытаниях ре— гистрируют потери нл трение. Злмеры потерь нл трение осуществляют следующим образом. Икив 6 передает врл;.;ение на нал 8 через водило 1О, которое, взаимодействуя с тенэобалкой 9, обеспечивает вращение вала 8. Расположение щкнвл 6 на фллнце 13, который отделен от нллл 8 кольцевым заэором, позволяет повысить точность измерений, так как на величину регистрируемых потерь пл трение не влияют погрещности, обусловленные работой подщипника щкп л 6, и силл нлтяжения ремня 7 между щкинлми 5 н Ь.

Изобретение позволяет оверлтивно производить отбор оптимальных млте— риалов применитс-льно к паре трения ротор-статор роторных и винтовых гидравлических манин, используемых при бурении и эксплуатации нефтегазовых скважин.

Ф о р м у л а и з о б р е т е и и я

1. Установка для испытания пары трения на износ, содержащая корпус, закрепленный на нем палец, установленное на нем с возможностью нращения и осевого перемещения коромысло, размеценные на нем влл со щкином и связанный с последним привод его вращения, узел нлгружения пары трения, связанный с коромыслом, проточную камеру с приводом ее вращения, установленные и камере с эксцентриситетом друг относительно друга держатели элементон пары трения, один из которых связан с проточной камерой, а другой — с вялом, и систему циркуляции гпдроабрлзинной среды в проточной камере, о т л и ч л ю щ а я с я тем, что, с целью приближения условий испытания к условиям эксплуатации винтовых героторпых гидравлических манин, держатель элемента пары трения, связанный с вллом, выполнен н ниде полого цилиндра, предназначенного для размещения в полости одного иэ элементов пары трения тлк, что их центры тяжести совпадают, л связь полого цилиндра с валом выполнена н виде крестовины, установленной в полости цилиндра так, что их центры тяжести совпадают, и торсионного вллл, соединенного одним концом с крестовиной, а другим — с валом.

2. Установка по и. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью

1490597

gut. Л

Составител ь Н. Вартанова

Редактор С. Лисин а Техред Л. Сердюкова Корректор М. Максимишинец

Заказ 3748/5 I Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 повышения точности испытания, она снабжена фиксатором осевого перемещения держателя элемента пары трения, связанного с проточной камерой, укаэанный держатель выполнен с наf7

0 ружным коническим пояском, а внутренняя стенка проточной камеры — с конической упорной поверхностью, вэаимодействукщей с пояском.