Устройство для испытания образца материала на износ

 

Изобретение относится к трибоиспытательной технике. Цель - повышение точности испытаний путем исключения влияния узла нагружения на измеряемую величину износа. Вращением гайки 12 устанавливают зазор между образцом 3 и опорами 11 в пределах 0,1 - 0,2 мм. В тех же пределах регулируют зазор между наконечником 16 и образцом 3. Камера 2 герметизируется и в нее подается смазочный материал. Включают привод вращения контробразца 4. К образцу 3 прикладывают осевую и радиальную нагрузки. Изнашивают образец 3. При этом изменяется расстояние между опорами 7 и наконечником 16, что и регистрируется чувствительным элементом 8. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИК

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ Х

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51) 5 G 01 N 3/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ фиг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4362303!25-28 (22) 11.01 88 (46) 07.03.90. Бюл. " 9 (71) Рижский политехнический институт им, А.Я.Пельше (72) И.N.Елманов, F.Г>.Павлик и И.И.Максименко

{53) 620.178.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

>т 688861, кл. G 01 11 3/56, 1978.

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПИТА1.>ИЛ ОБРАЗЦА

МАТЕРИАЛА HA ИЗНОС (57) Изобретение относится к трибоиспытательной технике. Цель - повышение точности испытаний путем исключения влияния узла нагружения на измеряемую величину износа. Вращением гайки 12 устанавливают зазор между образцом 3 и опорами 11 в пределах 0,1-0,2 мм, В тех же пределах регулируют зазор

1548704 между наконечником 16 и образцом j.

Камера 2 герметизируется и в нее подается смазочный материал. Включают привод вращения контробразца 4, К образцу 3 прикладывают осевую и радиИзобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для непрерывной регистрации изнОса РОликОвых пар трения пЙи трибои сп ыта ни ях.

Цель изобретения - повышение точности испытаний путем исключения влияния узла нагружения на измеряемую величину износа.

На фиг.l изображена схема устройства; на фиг,2 - схема для расчета погрешности измерения, Устройство содержит основание 1, камеру 2 для размещения образца 3 и контробразца 4, привод вращения и механизм нагружения образца 3 и контробразца 4 (не показаны), датчик износа, корпус которого выполнен в виде подвижной относительно камеры 2 вилки 5, расположенной в стакане 6, за30 крепленном на камере 2. В осевом отверстии ножки вилки 5 с помощью разрезной гайки 7 установлен чувствительный элемент 8, поверхность которого электрически взаимодействует со 35 штифтом 9 и фиксируемый пружиной 10.

Для точного базирования датчика относительно рабочей поверхности образца

3 устройство снабжено установленными на зубьях вилки 5 двумя опорами 11, 40 предназначенными для взаимодействия с рабочей поверхностью образца 3.

Первоначальное положение вилки 5 относительно рабочей поверхности образца 3 устанавливается с помощью га- 4 ек 12 и 13 посредством стакана 14, закрепленного на гайке 7 винтом 15, а наконечника 16 штифта 9 - с помощью дистанционной шайбы 17. Для создания тарированного усилия на элементы дат- 50 чика в процессе измерений используется пружина 18, жесткость которой выбрана намного больше пружины 10, Натяг в пружине 18 создается при повороте эксцентрикового вала 19 за счет перемещения втулки 20, !

Для предотвращения поворота вил" ки 5 на боковой поверхности стакана 6 альную нагрузки. Изнашивают образец 3.

При этом изменяется расстояние между опорами 7 и наконечником 16, что и регистрируется чувствительным элементом 8. 2 ил. выполнены д ва продольных па за, в которых расположены концы вала t9.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии натяга в пружине 18 (эксцентрик вала 19 в верхнем положении) устанавливается образец 3. Вращением гайки 12 регулируется зазор между рабочей поверхностью образца 3 и опорами ll в пределах 0,1-0,2 мм.

Положение гайки 12 Фиксируется гайкой 13. Подбором соответствующего размера шайбы 17 в тех же пределах регулируется зазор между наконечником 16 штифта 9 и рабочей поверхностью образца 3, Эксцентриковый вал 19 поворачивается на 180, при этом происходит перемещение втулки 20, которое посредством пружины 18 передается штифту 9 и сопровождается сжатием пружины 10, так как ее жесткость выбрана намного меньше, чем у пружины 18. После достижения наконечником 16 штифта 9 рабочей поверхности образца 3 дальнейшее перемещение втулки 20 приводит к сжатию пружины 18, которое через эксцентриковый вал 19 передается вилке 5 и перемещает ее до достижения опорами 11 рабочей поверхности образца 3, Дальнейший поворот вала 19 обеспечивает тарированное усилие прижима элементов датчика (опор 11 и наконечника 16 штифта 9) к рабочей поверхности образ-, ца 3 и надежное базирование чувствительного элемента 8 относительно образца 3.

Камера 2 герметизируется и в нее подается смазочный материал, Включается привод вращения контробразца 4.

К валу образца 3 прикладывается нагрузка (сначала радиальная, обеспечивающая необходимое значение силы трения в сопряжении, а затем тангенциональная для создания проскальзывания поверхности образца 3 относительно контробразца 4) .

5 15487

В процессе испытаний изнашивается рабочая поверхность образца 3, что сопровождается изменением расстояния между опорами 7 и наконечником 16 штифта 9 и таким же изменением расстояния .между поверхностью чувствительного элемента 8 и штифтом 9.

Величина этого изменения непрерывно регистрируется с помощью ЭВМ в виде функции угла поворота и может быть определена по формуле

g- 9+3,, где 3 - износ образца 3

3, - соответствующее износу 3 перемещение вилки 5 °

Перемещение вилки 5 равно

3, = А,О - А,О.

Из подобия треугольников А»Б»О и

А Б О следует, что 20

1 ч = --.-- (А Б» - Л Б )

sing или

3 = --.--.

sink 25

От сюда следует, ч то

Ь = F (1 + --.--), 1

sink так как в процессе измерений неизбежны погрешности, связанные с неравномерностью тепловых деформаций штифта 9 и вилки 5 и вносимые чувствительным элементом 8, то рег = Апогр ю где 6 е, - регистрируемое значение из- З5 менения расстояния между чувствительным элементом 8 и штифтом 9, Й погр - .величина погрешности, В результате получим, что 40

h norp

+ г (1 + 1/sin I .

Из последнего соотношения следует, что снижение погрешности также зависит от угла к .

Величина oL с одной стороны ограничена условием надежного базирования

04 6 вилки на ролик, т.е, значением е » 60, а с другой стороны - условием отсутствия заклинивания: < p, где $— угол трения для данного типа материалов, Например, для стальных образца 3, контробразца 4 и вилки 5 () =

7, sin 7 О11.

Тогда значение выражения (1+ -т--), sin<6 о учитывая, что sin 60 = 0,866, будет изменяться в пределах 2-10, т.е. допол-: нительно погрешность измерений уменьшается не менее, чем в 2 раза.

При проведении длительных испытаний для уменьшения износа поверхностей штифта 16 и опор 11 поворотом эксцентрикового вала 19 осуществляется отвод поверхностей этих элементов от образца 3 и Фиксация. штифта 9 в верхнем положении с помощью пружины 10.

Использование предложенного устройства позволяет снизить погрешность измерений износа роликовых пар трения при величинах износа менее 10-20 мкм, автоматизировать процесс измерений при высоких скоростях скольжения.

Формула изобретения

Устройство для испытания образца ма тер иала на из нос, содержащее осно" вание, установленную на нем камеру, размещенные в ней держатели образца и контробразца, связанный с держателем образца узел нагружения, привод вращения контробразца, датчик износа и регистрирующую аппаратуру, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности испытания, оно снабжено установленной в камере с возможностью перемещения вилкой с осевым отверстием в ножке и установленными на зубьях вилки двумя опорами, предназначенными для взаимодействия с рабочей поверхностью образца, а датчик износа установлен в осевом отверстии вилки.

1548704

Соста ви тел ь 10. Асриянц

Техред M. Ходвнич

Корректор Э,Лончакова

Редактор В,Данко

Тираж 498

Заказ 138

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина; 101