Способ исследования поверхности трения детали и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения параметров поврежденной поверхности трения детали по отклонениям от заданного профиля. Целью изобретения является повышение информативности исследований за счет определения размеров дефектов и повышение производительности исследований. При измерении с помощью механизма 2 перемещают деталь 3 и сканируют при этом ее поверхность иглой 17 по прямолинейной трассе, а при обнаружении дефекта переходят на сканирование по трассе в форме спирали Архимеда, начиная с точки выхода иглы 17 за пределы этого дефекта. Спиральное сканирование обеспечивают включением электродвигателя 20 и отключением механизма 2. При этом вал 5 вместе с оправкой 4 вращается и перемещается в осевом направлении. Шток 14 скользит по клиновой поверхности 7 и задает игле 17 спиральное сканирование поверхности детали 3. Как только игла 17 поворачивается на угол 2φ без пересечения с дефектом, ее возвращают в начало спирали за счет отключения электродвигателя 20, поднятия иглы 17 соленоидом и включения механизма 2 прямолинейного движения. После этого продолжают прямолинейное троссирование до обнаружения следующего дефекта. Для получения пространственного изображения дефектов регистрирующий элемент графопостроителя /на черт. не показан/ вращают синхронно с иглой 17 по траектории в форме спирали Архимеда. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

«91 «11 (g1)g G О! В 5/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4369980/25-28 (22) 01 . 02.88 (46) 23.03.90. Бюл. У 1) (71) Ростовский-на-Дону институт сельскохозяйственного машиностроения (72) А.А. Жуков, А.N.Äèäîâåö и С.Д.Колотиенко (53) 531.717(088.8) (56) Трение и износ, 1986, т. 8, Ф 1, с. 27-35.

Э (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ

ТРЕНИЯ ДЕТАЛИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения параметров

2 поврежденной поверхности трения детали по отклонениям от заданного профиля. Целью изобретения является повышение информативности исследований за счет определения размеров дефектов и повышение производительности исследований, При измерении с помощью механизма 2 перемещают деталь 3 и сканируют при этом ее поверхность иглой l7 по прямолинейной трассе, а при обнаружении дефекта переходят на сканирование по трассе в Форме спирали Архимеда, начиная с точки выхода иглы 17 за пределы этого дефекта. Спиральное сканирование обеспечивают включением электродвигателя 20 и

\ отключением механизма 2. При этом вал

1551966

5 вместе с оправкой 4 вращается и еремещается в осевом направлении. ток 14 скользит по клиновой поверхI ности 7 и задает игле 17 спиральное сканирование поверхности детали 3.

Как только игла 17 поворачивается. на угол 2tY без пересечения с дефектом ее возвращают в начало спирали за счет отключения электродвигателя 20, поднятия иглы 17 соленоидом и включеИзобретение относится к измери" тельной технике и может быть использовано для определения параметров пов=

| режденной поверхности трения детали по отклонениям от заданного профиля.

Цель изобретения — повышение информативности исследований эа счет

Определения- размеров дефектов и повыЙение производительности исследований . 25

На чертеже показана схема устройства для исследования поверхности трения

I детали.

Устройство содержит корпус 1, установленные на нем механизм 2 перемещения детали 3, привод перемещения

Измерителя линейных перемещений, выполненный в виде установленной с возможностью вращения полой цилиндрической оправки 4, вала 5, соединенного с корпусом 1 посредством винтового со-35 пряжения б и имеющего клиновую поверхность 7, коническую поверхность 8 и шпонку 9, размещенную в пазу 1 О оправки 4, установленного на корпусе 1 приводного барабана 11 и намотанного на ием троса 12, свободный конец которого закреплен на конической поверхности 8, направляющую втулку 1 3,,установленный в ней подпружиненный в осевсм направлении шток 14 с точечным наконечником 15, контактирующим с клиновой поверхностью 7, закрепленный на штоке 14 измеритель 16 линейных перемещений с иглой 17 и связанный с измерителем 16 механизм графопостроителя (не показан). Для получения равномерной линейной скорости иглы 17 на спиральном участке трассы выполнена коническая поверхность 8 для намотки

55 троса с диаметром .средней ее части, равным диаметру приводного барабана

11, причем угол о6 наклона образующей . конической поверхности 8 связан с yrния механизма 2 прямолинейного движения,После этого продолжают прямолинейное трассирование до обнаружения следующего дефекта. Дпя получения пространственного изображения дефектов регистрирующий. элемент графопострои-теля (на черт. не показан) вращают синхронно с иглой 17 по траектории в форме спирали Архимеда. 2 с.п.ф-лы.

1 ил ° лом клиновой поверхности 7 соотношением

t:gP = 4,77 V d(2L gg ф, + Д)/

/(m г. D n ° L ецио ) где V — линейная скорость иглы 17;

1 — минимальный диаметр конуса с учетом диаметра троса; длина конической части вала 5; с — угол наклона образующей конуса, m — общее число витков троса на конусе винта, — шаг резьбы;

D — диаметр барабана с учетом диаметра троса; и — частота вращения барабана, Для регулирования шага трассирования на спиральном участке трассы в оправке 4 выполнен радиальный паэ

18 для поворота направляющей втулки

13 относительно оси вала 5 на острый угол в одну сторону от осевой плоскости вала 5, перпендикулярной клиновой поверхности 7. На .штоке 14 установлен соленоид 19 для подъема иглы

17 в,нерабочее положение, Способ исследования поверхности трения детали 3 рсуществляют следующим образом.

С помощью механизма 2 перемещают деталь 3 и сканируют при этом ее поверхность иглой 17 по прямолинейной трассе,а при обнаружении дефекта переходят на сканирование по трассе в Форме спирали Архимеда, начиная с точки выхода иглы 17 за пределы этого дефекта. Это скнирование продолжают до тех пор, пока трасса пересекает дефект. Как только игла 17 поворачивается на угол 2 беэ пересечения с дефектом, ее возвращают

l 551 в начало спирали и продолжают прямолинейное трассирование. Линейнук скорость перемещения иглы поддерживают постоянной. дефекты, повторно пересекаемые прямолинейнь1ми парал5 лельными трассами, не вызывают переход на сканирование по трассе в Форме спирали Архимеда. Для получения пространственного изображения дефектов регистрирующий элемент графопостроителя вращают синхронно с иглой

17 по траектории в Форме спирали

Архимеда, ша" которой выбирают в соответствии с масштабом увеличения.

Устройство для исследования поверхности трения детали работает следующим образом.

Деталь 3 перемещают с помощью механизма 2 в заданном направлении при 20 этом игла 17, установленная соосно с валом 5, ошупывает профиль микронеровностей и сечения дефектов, находящихся на трассе. При выходе из дефекта механизм 2 отключают, BKJHo 25 чают электродвигатель. 20 и вращают вал 5. От вала 5 вращение передается оправке 4 через шпонку 9. При врашении вал 5 перемещается в направлении детали 3, заставляя шток 14 скользить З0 по клиновой поверхности 7 и двигаться в направляющей втулке 13, а игла

17 перемещается при этом по исследуемой поверхности по трассе и Форме спирали Архимеда с установленным ша- 35 гом о = t ° tg (, где t - шаг резьбы винтового сопряжения 6, P — угол клиновой поверхности 7.

После того как игла 17 совершит один оборот за пределами деФекта, 4п электродвигатель 20 отключают, а иглу 17, приподняв соленоидом 19, возвращают в соосное с валом 5 положение и продолжают прямолинейное трассирование. Постоянство скорости движения иглы 17 на спиральных участках трассы обеспечивается конструктивно за счет подбора углов наклона конической поверхности 8 и клиновой поверхности 7 с учетом конструктивных 5 параметров привода перемещения измерителя линейных перемещений.

Шаг б трассирования на спираль1 ных участках регулируют при помощи поворота направляющей втулки 13 со штоком 14 в пазу 18 оправки 4 вокруг оси вала 5 и определяют из соотношения

О = ч /СОВ, ГДЕ 1 — миНимальный шаг трассирования (шток 14 находится в

966 6 осевой плоскости вала 5, перпендикулярной клиновой поверхности 7), с( угол поворота штока 14 вокруг оси вала 5 °

Последовательность измерительных движений ощупывающей иглы 17 определяется видом поврежденной поверхности и реализуется при помощи электронного блока обработки информации (не. показаны), который принимает текущие .сигналы с измерителя 17 линейных перемещений, сравнивает их величины с заданными и при необходимости подает команды управления механизму 2 и электродвигателю 20, включая блокировку спирального вращения при повторном обнаружении измеренного ранее . дефекта.

Для получения топографической картины дефекта непосредственно по проФилограмме применяют механизм графопостроителя, конструкция которого идентична конструкции привода перемещения, измерителя 16.

Шаг A спирального перемещениея регистрирующего элемента больше шага

ы ь| о трассирования: А )) 0 . Причем регистрирующий элемент фиксирует на спиральной профилограмме макроотклонения профиля исследуемого участка поврежденной поверхности. С каждого участка спирального трассирования сни1ают отдельную профилограмму вдоль спирали Архимеда с шагом Д и по макроотклонениям профиля поверхности от нее строят топографическое изображение дефекта, Поскольку увеличение линейных размеров дефекта одинаково во

1 всех направлениях (И = Л /о ), то о его размерах судят по длине и глубине впадин (выступов) на профилограмме, а также по числу витков спирали и ее шагу.

Дефектом считают отклонение от средней линии профиля поверхности на величину, лревьш1ающук половину высоты максимальной микронероввасти. Уарактерной особенностью поверхйостей трения при развитии усталостного повреждения является то,что размеры отдельных дефектов выкрашивания в течение длительного периода эксплуатации деталей малы 110 сравнена с расстоянием между ними, а площадь повреждения мала по сравнению со всей поверхностЬю трения.

1551966

Составитель В. Харитонов

Редактор Л. Зайцев Техред А.Кравчук Корректор Н.Король, Тираж 491 Подписное

Заказ 32О

ВНЙИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР!

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,!О!

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

l. .Способ исследования,поверхности трения детали, заключающийся в том, что сканируют поверхность иглой измерителя линейных перемещений цо прямолинейньв< параллельным трассам и фиксируют при этом отклонения профиля поверхности, по кототорым судят о состоянии поверхности, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью поВышения информативности исследований за счет определения размеров дефектов, расстояние между трассами выбирают равнымминимальному размеру дефекта, при обнаружении дефекта нереМодят на сканирование по трассе

1 в форме спирали Архимеда, начиная с то4ки выхода иглы sa пределы этого дефекта, которое заканчивают на витке, соответствующем сканированию в пределах угла 2I< без пересечения с дефектом, после чего снова переходят на прямолинейное сканирование, наЧиная с вышеупомянутой точки, соответствующей началу спирали, и продопжают его до обнаружения следующеГо дефекта, а при сканировании поверхности по параллельным трассам ранеВ обнаруженные дефекты сканируются по прямолинейным трассам.

2; Устройство для исследования поВерхности трения детали, содержащее корпус, установленные на нем механизм перемещения детали, измеритель линейных перемещений с иглой

5 и связанный с ним механизм графопостроения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности исследований, оно снабжено приводом перемещения измерителя линейных перемещений, выполненным в виде установленной одним концом на корпусе с возможностью вращения полой цилиндрической оправки, соединенного с корпусом посредством винтового сопряжения вала с клиновой поверхностью на одном из концов, размещенным внутри оправки и связанным с ней посредством шпоночного соединения и с конической поверхностью на другом конце, установленного на корпусе приводного барабана и намотанного на нем .троса, свободный конец которого закреплен на конической поверхности другого конца вала, направляющей втулкой, радиально установленной на полой оправке со стороны клинсвой поверхности вала, и установленным в направляющей втулке подпружиненным в осевом направлении штоком с точеч30 ным наконечником, контактирующим с клиновой поверхностью вала, а измеритель линейных перемещений с иглой закреплен на штоке.