Машина трения для исследования характеристик трибосопряжений при возвратно-поступательном перемещении

 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к конструкциям машин трения, позволяющим моделировать процессы знакопеременного трения. Цель изобретения - повышение достоверности результатов испытаний за счет стабилизации критерия теплостойкости, представляющего собой произведение удельной нагрузки на скорость скольжения. Узел нагружения выполнен в виде тарированной пружины 9, втулки 10 с роликом 11, ось вращения которого перпендикулярна оси втулки 10. Втулка 10 выполнена с возможностью осевого перемещения вдоль держателя 7 образца 8. Между втулкой 10 и держателем 7 образца 8 установлена тарированная пружина 9. Плоский кулачок 12 установлен неподвижно на держателе 16 контробразца 2. Кулачок 12 взаимодействует с роликом 11. Из-за плоского кулачка 12 тарированная пружина 9 получает дополнительное сжатие, закон изменения которого засинхронизирован с перемещением образца 8, а значит и со скоростью скольжения. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„, 1578579 щ) G 01 N 3/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

:В>

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР!

1 (21) 4429572/25-28 . (22) 23.05.88 (46) 15.07.90. Бюл. № 26 (71) Ивано-Франковский институт нефти и газа (72) В.Я.Белоусов, M.È.Бурда, Б,Д. Малько и И.М.Богатчук (53) 620.178.!6(088.8 ) (56) Шнейдер Ю.Г. и др. Зависимость толщины масляной пленки от микрорельефа трущихся поверхностей. — Вестник машиностроения, 1978, № 9, с.l7-19, рис, 1., (54) МАШИНА ТРЕНИЯ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

ХАРАКТЕРИСТИК ТРИБОСОПРЯЖЕНИЙ ПРИ

ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОМ ПЕРЕМЕЩЕНИИ (57) Изобретение относится к испытательной технике, а именно к конструкциям машин трения, позволяющим моделировать процессы энакопеременного трения. Цель изобретения- повышение

А A

2 достоверности результатов испытаний за счет стабилизации критерия тепло с тойк ос ти, предс тавляющего собой произведение удельной наГрузки на скорость скольжения. Узел нагружения выполнен в виде,тарированной пружины 9, в тулк и 1 О с роликом 1 1, ось в ращения которого перпендикулярна оси втулки .10. Втулка 10 выполнена с возможностью осевого перемещения вдоль держателя 7 образца 8. Ме жду втулкой 10 и держателем 7, образца 8 установлена тарированная пружина 9. Плоский кулачок 12 установлен неподвижно на держателе 16 контробразца 2. Кулачок 2 взаимодействует с роликом:. 1. Иэ-за плоского кулачка 12 тарированная пружина 9 получает дополнительное сжатие, закон изменения которого засинхрониэирован с перемещением образца 8, а значит, и со скоростью скольжения.

4 ил., 1 табл. ) 57857) Изобретение относится к испытательной технике, а именно к конструкциям машин трения, позволяющим моделировать процессы знакопеременного трения.

Целью изобретения является повышение достоверности испытания путем стабилизации критерия теплостойкости, представляющего собой произведение удельной нагрузки на скорость скольжения. ,На фиг.1 изображена машина. трения, общий впд; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.)„на фиг.3 — график изменения ),5 критерия теплостойкости от пути трения (за полпериода работы);, на фиг,4 — профиль плоского кулачка.

Машина трения содержит оснонание

1, установленный на нем контробразец

2, привод его перемещения, выполненный в виде электродвигателя 3, на валу которого жестко закреплен кривошип 4 радиусом О/2, шатуна 5 длиной

1 и тяги 6, цилиндрический держатель 25

7 образца 8, узел нагружения, выполненный в виде тарированной пружины

9, установленной с возможностью перемещения вдоль оси цилиндрического держателя 7 образца 8 втулки 10, сня— эанного с ней ролика 11, продольная ось которого перпендикулярна продольной оси втулки 10, и связанного с контробразцом 2 кулачка 12, установ-ленного с возможностью перемещения относительно него и преднаэначенного для взаимодействия с роликом 11. На цилиндрическом держателе 7 образца 8

,выполнен упор 13, с которым соединен .один конец тарированной пружины 9, другой конец которой соединен с.втулкой 10. Ролик 1!.соединен с помощью оси 14 с втулкой 10. Цилиндрический держатель 7 образца 8 установлен с возможностью перемещения в направляющей 15. На держателе 16 контробраз45 ца 2 жес тко закреплена стойка "! 7 с пазами 18. Машина снабжена регистратором или регистрирующей аппаратурой (не показана), позволяющей фиксировать триботехнические параметры, например такие, как коэффициент трения, температура, износ и т,п.

Машина работает следующим образом.

При включении электродвигателя 3 начинает вращаться кривошип 4, кото- 55 рый через шатун 5 и тягу 6 обеспечивает возвратно †поступательн перемещение . ержателя 16 контробразца 2 от100 носительно основания I ..Для этого держатель 16 выполняется в виде направ— ляющей "лас точк ин хв ос т" .

Скорость перемещения контробраэца

2, неподвижно закреЬляемого (прижимами, винтами, клеем, пайкой и т.п.) на держателе 16, изменяется по сложному периодическому закону. Для обеспечения постоянства критерия теплостойкости предусмотрен узел нагружения, позволяющий изменять удельное давление на образец 8 по такому закону, ч тобы к рите рий теплос тойк ос ти, представляющий собой произведение удельного давления P на скорость скольжения V, был постоянным на большей части пути трения PV const.

Прижатие образца 8 к контробразцу

2 осуществляется тарированной пружиной 9. При возвратно-поступательном перемещении кулачка 12 втулка )0 получает нертикальное перемещение, обеспечивающее изменение давления на образец 8. Для нормального функционирования между держателем 7, втулкой 10 и направляющей 15 должно быть такое сочленение, которое обеспечивает толь ко осевое вертикальное перемещение, но исключает вращение этих деталей друг относительно друга. B качестве такого сочленения моЖно использовать шлицевое или шпоночное подвижное соединение или выполнять держатель 7 с некруглым сечением (эллипс, кнадрат, ромб, и т.п.).

Различные значения критерия PV можно получать путем изменения нагрузки, для чего предусмотрено перемещение кулачка 12 относительно стойки 17 в пазах 18. В процессе испытаний регистрирующая аппаратура фиксирует основные параметры трибонзаимодейс тния.

Пример. Определим профиль плоского кулачка 12 и характеристики пружины 9 для машины трения, обеспечивающей проведение испытаний при следующих режимах:

Критерий теплостойкости, (PV ), кПа, м/с 100

Площадь контакта (рабочее сечение образца

2), А, мм

Диапазон скорости сколь— жения, V м/с 0-1

Параметры механизма привода:

Диаметр криношипа, D, м 0,1

0,2 где F — сила пружины;

А = 1 00 мм — площадь контакта.

Связь между силой F пружины и ско- 10 ростью скольжения V: м м

= 0,1 — мм с

5 . Длина шатуна, 1, м

Угловая скорость кривошипа, с

Давление в паре образец-контробразец

P =F/А, РЧ = — Ч = f PV) = 100 кПа м/с

А

79 6 на фиг,4), координата у изменяется очень круто. Это приводит к заклиниванию ролика в кулачках, Поэтому ðàбочий участок профиля кулачка должен

5 быть в диапазоне от О, 08D до О, 95D, Использование машины трения позволяет повысить достоверность результатов испытаний за счет стабилизации критерия PV на 873 хода ползуна, Кроме того, данная машина трения позволяет экспериментально определять зависимость основных триботехнических параметров трибосопряжений от критерия теплостойкости при реверсивном возвратно-поступательном взаимодействии трибосопряжения.

Отсюда Р = = а.

1.РП О 1. 100

V . V

1О

Н, В таблице п рив еде ны р е з уль та ты расчетов .

Из конструктивных соображений принимаем пружину, имеющую жесткость

С = 1 Н/мм, диаметр проволоки d =

1,2 мм, начальную длину 49 мм, количество витков n = 7. Сила пружины зависит oi ee деформации

+ h

С где h 0 = 10 мм — деформация пружины, g5 соответствующая минимальной силе F 10 Н.

Отсюда находим у — координату профиля кулачка, соответствующую дефор,мации пружины: 40

Я

y =--h

На участках поворота кривошипа

15-30, и 150-165, что соответствует перемещению образца (0,021D-0,082D) и (О, 948D-0, 987D) (пунктирные линии тФ о р м у л а и з о б р е т е н и я

Машина трения для исследования характеристик трибосопряжений при возвратно-поступательном перемещении,,содержащая основание, установленный на нем контробразец, привод его перемещения, узел нагружения с тарированной пружиной, связанный с ним цилиндрический держатель образца и регист. ратор, отличающаяся тем, что, с.целью повышения достоверности испытания путем с габилизации крите:рия теплостойкости, представляющего собой произведение удельной нагрузки на скорость скольжения, узел нагружения выполнен в виде установленной с возможностью перемещения вдоль оси цилиндрического держателя образца

1втулки, . связанного с ней ролика, продольная оСь которого перпендикулярна продольной оси втулки, и связанного с контробразцом кулачка, установленного с возможностью перемещения относительно него и предназначенного для взаимодействия с роликом, на цилиндрическом держателе рбразца выполнен упор, с которым соединен один конец пружины, другой конец которой соединен с втулкой.

1578579

Угол поворота кривошипа, Y

Показатель

30 60 90 120 150 165

0s 021D О, 0820 О, 2970 О, 562D О, 797D О, 948D 0,987D

Скорость V м/с, 0,321 0,608 0,974

0,321

31, 12

Сила, F, м 31,12 16,44 10,26

Координаты у, 21, 12 6,44

0,26

2l, 12

Перемещение образца в долях диаметра D

О, 974 О, 608

10,26 16,44

0,26 6,44

1578579

ОУ5Ю $(х) р.» Р» ц ъ о

С ос тав.и тель Ю. Ас риянц

Редактор А.Лежнина Техред М.Дидик Корректор О.Ципле

Заказ 1911 . Тираж 502 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прп ГКНТ СЧСР

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

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