Машина для испытания на трение пары шар-цилиндрическая поверхность в присутствии смазки

 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к машинам трения, позволяющим оценить эффективность смазочных материалов. Целью изобретения является повышение точности и достоверности результатов испытания путем поддержания постоянными величины удельной

СООЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (g1)g С О1 N 3/56

OnHCAHHE HSOEPETEHHR

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1587415 (21) 4786606/28 (22) 30,01.90 (46) 15 ° 12.91. Бюл. Y 46 (71) Ивано-Франковский институт нефти и газа (72) M.È.Áóðäà, 3.Д.Василечко, В.И,Филипенко и Ю.И.Палийчук (53) 620.178.16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

P 1587415, кл, С 01 N 3/56, 1988.

„„SU,„, 1698700 А 2

2 (54) t .ÀØÈHÀ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА ТРЕНИЕ

ПАРЫ ШАР - ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ ПОВЕРХНОСТЬ В ПРИСУТСТВИИ С1!АЗКИ (57) Изобретение относится к испытательной технике, в частности к машинам трения, позволяющим оценить эффективность смазочных материалов.

Целью изобретения является повышение точности и достовсрности результатов испытания путем поддержания постоянными величины удельной

1698700

1О нагрузки в паре трения и условий смазывания. Машина для испытания на трение пары шар-цилиндрическая поверхность в присутствии смазки снабжена предназначенной для размещения на корпусе 1 параллельно оси вращения контробраэца 3 направляющей, установленным íà Her. с возможностью возвратно-поступательного перемещения ползуном 11, на одном конце котороИзобретение относится к испытательной технике, в частности к машинам трения, позволяющим оценить эффективность смазочных материалов и является дополнительным к основному авт. св. Р l587415, Известна машина для испытания на трение пары "шар - цилиндрическая пОВерхность" в присутствии смазки, содержащая держатель цилиндрического контробразца, держатель шарового образца, выполненный в виде обоймы, привод вращения контробразца, узел нагружения и контрольно-измеритель- 30 ную аппаратуру. йбойма выполнена в виде цилиндра, машина снабжена также водилом, установленным в обойме при помощи резьбового соединения, приводом вращения водила и поводком, выполненным в виде стержня, жестко закрепленного одним концом на образце вдоль его радиуса, Испытание на известной машине проводят следующим образом, 40

Контробразец покрывается исследуемой смазкой и приворится во вращеwe с помощью привода вращения контобразца. С помощью узла нагружения в паре трения создается заданная условиями испытания нормальная нагрузка, Одновременно включается привод вращения водила, которое одновременно перемещается вдоль обоймы, поскольку сопряжение обоймы v выполнено резьбовым. Такое движение водила приводит к тому, что поводок перемещается по конической поверхности, причем угол при вершине этого конуса возрастает, Описанное движение поводка приведет к тому, что в каждый отдельно взятый момент испы1 ания образец контактирует с контробразцом новой поверхностью„ Рона го установлена обойма 4, а другой предназначен для связи с корпусом 1 при помощи дополнительного упругого элемента 15, кулачком 9„ закрепленным HR Оси водила 5р и взаимО действующим с кулачком роликом 10, устанавливаемым на корпусе 1 с возможностью вращения вокруг своей оси, которая параллельна оси водила

2 ил, 1 контакта перемещается по поверхности образца по сферической винтовой линии, Поскольку центр образца неподвижен относительно оси вращения контробразца, это приводит к тому, что в процессе испытаний на поверхности контробразца появится износ (поверхность износа имеет форму внутренней поверхности шара), а с увеличением площади контакта в конечном счете изменяются условия испытаний. Кро1 ме того, изменение формы поверхности контакта влияет на износ образца: вначале дорожка износа имеет большую ширину, и в процессе испытания она уменьшается. Это затрудняет интерпретацию результатов испытания, В устройстве дорожка трения на контробразце находится в одной плоскости, это приводит в самом начале испытаний

"разгребание" смазки образцом в стороны от дорожки трения. В эрне трения количество смазки уменьшится: она вся перейдет в навалы, образованные по сторонам от дорожки трения.

Это вызывает изменение условий смазывания в процессе исследования, снижает точность и достоверность результатов испытаний, Цель изобретения - повышение точности и достоверности.

Поставленная цель достигается тем что машина для испытания на трение пары "шар - цилиндрическая поверхность" в присутствии смазки снабжена предназначенной для размещения на корпусе параллельно оси вращения контробразца, направляющей, установленным на ней с возможностью воз вратно-поступательного перемещения ползуном, на одном конце которого установлена обойма,. а другой пред1698700 назначен для связи с корпусом при помощи дополнительного упругого элемента, кулачком, закрепленным на оси водила, и взаимодействующим с кулачком роликом, устанавливаемым на кор- 5 пусе с воэможностью вращения вокруг своей оси, которая параллельна оси водила, При этом дорожка трения на цилинд- 10 рическом контробразце выводится с одной плоскости и как-бы равномерно размазывается по всей цилиндрической поверхности контробразца. Это обеспечивает минимальные отклонения геометрии контакта в процессе испытаний.

На фиг,1 изображена машина трения, общий вид, на фиг,2 — сечение А-А на фиг.1.

Машина состоит иэ корпуса 1, в котором размещена пара трения: шаровый образец 2 и контробоазец 3 в виде диска, Образец 2 устанавливается в держателе образца, выполненном в виде обоймы 4, представляющей собой полый цилиндр, внутри которого установлено водило 5 при помощи резьбового соединения. Резьбовая поверхность обоймы 4 является направляющей для водила 5. Водило имеет отверстие, в котором расположен один конец поводка б, выполненного в виде стержня, другой конец которого жестко закреплен на образце 2 вдоль его радиуса, Водило приводится во вращение

35 приводом 7 через шлицевой вал 8 относительно оси, проходящей через центр шарового образца и перпендикулярно оси вращения кантробраэца 3. 40

На оси водила 5 закреплен кулачок 9, взаимодействующий с роликом 10, установленным на корпусе 1 с возможностью вращения, Держатель шарового образца, установлен в ползуне 11 и снабжен цилиндрическим стержнем 12, предотвращающем его вращение вокруг оси. Машина содержит также узел 13 нагружения, представляющий собой набор гирь; Ползун 11 взаимодействует с направляющей 14, выполненной на корпусе 1 и обеспечивающей перемещение держателя шарового образца параллельно оси вращения контробразца 3. Силовое замыкание кулачка 9 с роликом 10 осуществляется упругим элементом 15, размещенным между корпусом 1 и ползуном 11. Контробразец 3 закреплен в держателе 16 и вращается приводом 17, Кроме того, машина трения содержит контрольноизмерительную аппаратуру (не показана), с помощью которой фиксируется основные триботехнические параметры.

Машина работает следующим образом, Контробразец 3, закрепленный в держателе 16, покрывается исследуемой смазкой и приводится во вращение с частотой вращения п относительно корпуса 1 с помощью привода

17, Используя узел 13 нагружения между элементами пары трения (образцом

2 и контробразцом 3), создается заданная нагрузка N. Контактирование тел пары трения по схеме шар - цилиндрическая поверхность позволяет достичь значительных контактных напряжений в зоне трения, Одновременно с приложением нагрузки И включается привод 7, который через шлицевой вал 8 вращает водило

5, Вращение водила 5 относительно обоймы 4 вызывает вращение поводка 6 относительно оси вращения водила 5, Это вращение осуществляется по конической поверхности с возрастающим по мере передвижения водила 5 из верхнего в нижнее положение углом конуса ось поводка 6 перемещается по винтовой конической поверхности, Такое движение поводка приведет к тому, что в каждый отдельно взятый момент испытания образец 2 контактирует с контробразцом 3 новой поверхностью.

Зона контакта перемещается по поверхности 2 по сферической винтовой линии. Это исключает искажение условий испытания, вызванные изменением геометрии образца 2.

Держатель шарового образца установлен на ползуне 11 таким образом, что он может свободно перемещаться в направлении оси, перпендикулярной оси вращения контробразца. Такой характер сопряжения обоймы 4 и полэуна 11 позволяет создавать и изменять в заданных пределах нормальную нагрузку N, изменяя массу грузов 13.

Стержень 12, жестко соединенный с обоймой 4 и приводом 7, предотвращает проворачивание держателя шарового образца относительно оси, так как ось стержня 12 и ось держателя образца параллельны и стержень 12 по скользящей посадке сопряжен с

1698700 полэуном 11. Ползун 11 взаимодействует с направляющей 14, выполненной на корпусе 1. Направляющая 14, например типа "ласточкин хвост", обес печивает перемещение ползуна 11 в направлении, параллельном оси вращения контробраэца 3. Возвратно-поступательное перемещение ползуна 11 обеспечивается кулачком 9, установленным на оси вращения водила, Под воздействием упругого элемента 15 кулачок 9 взаимодействует с роликом

10, установленным с возможностью вращения на корпусе 1, Кулачок 9 профилируется таким образом, чтобы поворот водила 5 вызвал перемещение ползуна 11 на расстояние

1, причем 1,выбирается из условия

1 с1-6 d) где 1 - ширина контробразца 3, d - -ширина дорожки трения, .Выполнение данного условия исключит влияние краевого эффекта на условие взаимодействия образца 2 и контробразца 3, а также исключает сброс "навалов" смазки с цилинлрической поверхности контробразца.

Частота п вращения водила 5 и профиль кулачка 9 выбираются таким образом, чтобы скорость скольжения (образца относительно обоймы и образца относительно контробраэца в направлении параллельном оси вращения контробразца) была на порядокдва ниже скорости испытания - cicoрости скольжения в паре образецконтробраэец, вызванной вращением контробразца с частотой и„.

Эффективность испытуемой смазки можно оценивать по трибоинформации, Фиксируемой контрольно-измерительной аппаратурой, а также по износу образца 2, который можно определить ! взвешиванием или замером ширины дорожки износа на микроскопе, Использование предлагаемой машины трения позволяет значительно повы5 сить точность и достоверность результатов испытаний за счет стабилизации геометрии контакта на протяжении испытания, Кроме того, исключение изменения удельной нагрузки упрощает интерпретацию результатов испытаний. Данная машина трения с достаточной степенью точности позволяет моделировать работу тяжелонагруженных пар трения: зубчатых передач закрытого типа, кулачковые механизмы и т,п., т.е, трибосопряжения, в которых создаются высокие контактные нагрузки стальных поверхнос2р тей в присутствии смазочной среды.

Формула изобретения

25. пашина для испытания на трение пары "шар - цилиндрическая поверхность" в присутствии смазки по авт, св, У 1587415, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности и достоверности, она снабжена предназначенной для размещения на корпусе параллельно оси вращения контробразца направляющей, установленным на ней с воэможностью возвратно-поступательного перемещения полэуном, на одном конце которого установлена обойма, а другой предназначен для связи с корпусом при помощи дополнительного упругого элемента, кулачком, закрепленным на оси водила, и взаимодействующим с кулачком роликом, установленным на корпусе с воэможностью вращения вокруг своей оси, которая параллельна оси водила.

16Э8УОО

Составитель Н, Вартанова

Редактор И, Недолуженко Техред Л. Сердюкова Корректор И ° Самборская

Заказ. 4676 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при Г1;НТ СССР

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

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