Устройство для испытания материалов на трение и износ

 

Изобретение относится к испытанию материалов в условиях абразивного изнашивания при трении скольжения и ударе, энергия которого в процессе испытания циклически изменяется по сложному закону. Цель - повышение производительности испытания путем сокращения времени между контактами образца и контробразца. Исходя из условий эксперимента выбирают частоту вращения контробразца, усилие предварительного сжатия упругого элемента 12, угол φ K контактирования и силу тока. Проворачивают контробразец до положения, соответствующего выходу образца 3 из зацепления с зубом. Устанавливают положение контакта прерывателя 7 так, чтобы он находился на начальном участке соответствующего данному зубу контробразца сектора. Фиксируют прерыватель 7. Включают узел подачи абразива и привод вращения контробразца. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (и)з G 01 N 3/56

ГОСУДАРСТВЕН1ЫИ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиа.1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4347717/25-28 (22) 26.09.87 (46) 15.08.90. Бюл. N. 30 (71) Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР (72) Н.Н.Дорожкин, С,П.Рагунович, В.Н.Гимельфарб, А.С.Прядка и Т.Н.Дорожкина (53) ф20.178.16 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1415149. Кл. G 01 N 3/56, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ HA ТРЕНИЕ И ИЗНОС (57) Изобретение относится к испытанию материалов в условиях абразивного изнашивания при трении скольжения и ударе, энергия которого в процессе испытания циклически изменяется по сложному зако.,. Ж 1585725 А1 ну. Цель изобретения — повышение производительности испытания путем сокращения времени между контактами образца и контробразца, Исходя из условий эксперимента выбирают частоту вращения контробразца, усилие предварительного сжатия упругого элемента 12, угол рк контактирования и силу тока. Проворачивают контробразец до положения, соответствующего выходу образца 3 из зацепления с зубом.

Устанавливают положение контакта прерывателя 7 так, чтобы он находился на начальном участке соответствующего данному . зубу контробразца сектора. Фиксируют прерыватель 7. Включают узел подачи абразива и привод вращения контробразца. 2 ил.

1585725.

4 секторами и прерывателем 7, который установлен по оси контробразца с возможно- 40

n arctg(tgp< + "" )

К

") Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания материалов в условиях абразивного изнашивания при трении, скольжении и ударе, энергия которого в процессе испытания циклически изменяется по сложному закону.

Цель изобретения — повышение производительности испытания путем сокращения времени между контактами образца и контробразца.

На фиг.1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1.

Устройство содержит основание 1, установленный на нем держатель 2 образца 3, выполненный в виде рычага, контробразец

4, привод его вращения (не показан), механизм изменения энергии единичных ударов в процессе испытания, выполненный в виде диска-копира 5, расположенных на нем задающих элементов 6 и прерывателя 7, узел ударного нагружения, выполненный в виде электромагнита 8, катушка 9 которого жест. ко закреплена на основании 1, штока 10, один конец которого шарнирно связан с держателем 2 образца 3, другой — с якорем 11 электромагнита 8, и упругого элемента 12 с регулируемой жесткостью, связывающего шток 10 с основанием 1. Контробразец 4 выполнен в виде зубчатого колеса, зубья которого предназначены для поочередного взаимодействия с образцом 3. Задающие элементы 6 выполнены в виде секторов по числу зубьев контробразца 4 с различными центральными углами, которые расположены по окружности диска-копира 5. Катушка

9 электромагнита 8 электрически связана с стью вращения относительно секторов.

Диск-копир 5 жестко установлен на основании 1. Секторы через узел 13 программной регулировки силы тока соединены с источником 14 питания электромагнита 8. Узел подачи абразива (не показан) установлен на основании.1.

Устройство работает следующим образом.

Исходя из условий эксперимента, выбирают частоту и вращения контробразца 4, усилие предварительного сжатия упругого элемента 12, угол рк контактирования и силу тока. Центральный угол р секторов для каждого зуба контробразца 4 определяют по формуле

35 где Z — число зубьев контробразца;

F>< — усилие электромагнита;

К вЂ” постоянный коэффициент, зависящий от конструкции электромагнита;

А — длина плеча держателя образца;

С вЂ” коэффициент жесткости упругого элемента узла нагружения;

4 — момент инерции держателя образца.

Устанавливают образец 3 в держателе

2. Проворачивают контробразец 4 до положения, соответствующего выходу образца из зацепления с зубом контробразца 4. Устанавливают положение контакта прерывателя 7 так, чтобы он находился на начальном участке соответствующего данному зубу контробразца 4 сектора, после чего фиксируют прерыватель 7. Включают узел подачи абразива и привод вращения контробразца

4. При контактировании образца 3 с зубом контробразца 4, последний, перемещаясь относительно рабочей поверхности образца 3, воздействует на держатель 2, сжимая упругий элемент 12. При повороте контробразца 4 на требуемый угол рк контактирования прерыватель 7 соприкасается с одним из секторов диска-копира 5 и через узел 13 программной регулировки силы тока включает питание катушки 9 электромагнита 8. Якорь 11 с запрограммируемой силой

Fgy втягивается в.катушку 9 и с помощью штока 10 сжимает упругий элемент 12. Держатель 2 поворачивается и образец 3 выводится из зацепления с зубом контробразца

4. При этом положение держателя 2 (угол поворота) соответствует равенству усилий со стороны электромагнита 8 и упругого элемента 12, Потенциальная энергия упругого элемента 12 за счет дополнительной деформации возрастает. Электромагнит 8 удерживает упругий элемент 12 в сжатом состоянии. При дальнейшем перемещении контробразца 4 на центральный угол rp прерыватель 7 выходит из соприкосновения с сектором диска-копира 5, цепь питания катушки 9 обесточивается и держатель 2 образца 3 поддействием упругого элемента 12 устремляется на встречу следующему зубу контробразца 4. Запас потенциальной энергии упругого элемента 12 переходит в кинетическую энергию держателя 2, определяющую энергию единичного удара образца 3 по зубу контробразца 4. Процесс периодически повторяется. с.

При проведении на предлагаемом устройстве испытаний образцов из различных материалов, полученных методами порошковой металлургии и газотермического напыления, длительность испытаний

1585725 сокращается в среднем на 70-140$ эа счет уменьшения количества образцов и циклов испытаний для получения достоверных результатов.

Составитель Ю,Асриянц

Техред M.Moðãåíòàë Корректор А. Обручар

Редактор А.Ревин

Заказ 2323 Тираж 502 Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Формула изобретения

Устройство для испытания материалов на трение и износ, содержащее основание, установленный на нем держатель образца, выполненный в виде рычага, контробразец с приводом его вращения, узел ударного нагружения и механизм изменения энергии единичных ударов в процессе испытания, выполненный в виде диска-копира, расположенных на нем задающих элементов и прерывателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности испытания путем сокращения времени между контактами образца и контробразА ца, узел ударного нагружения выполнен в

-виде электромагнита, катушка которого жестко закреплена на основании, штока, один конец которого шарнирно связан с держателем образца, другой — с якорем электромагнита, и упругого элемента регулируемой жесткости, связывающего шток с основанием, контробраэец выполнен в виде зубчатого колеса, зубья которого предназначены для поочередного взаимодействия с образцом, задающие элементы выполнены в виде секторов по числу зубьев контробразца с различными центральными углами, которые расположены по окружности диска-копира, а катушка электромагнита электрически связана с секторами и прерывателем, который установлен по оси контробраэца с возможностью вращения относительно секторов, -А