Машина трения

 

Изобретение относится к испытательной технике. Цель - приближение условий эксплуатации к реальным условиям работы узлов трения двигателей внутреннего сгорания. Образец 18 закрепляют в ступице шестерни 17. Включают электродвигатель 1. Прижимают образец 18 к контртелу 8 пружиной 14, Усилие прижима меняется по закону, задаваемому профилем кулачка 9.Бил.15фиг. 14^ 1^сл сь>&

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 01 N 3/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

76

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4783369/28 (22) 04,12.89 (46) 23.02.92. Бюль 7 . (71) Тернопольский филиал Львовского политехнического института (72).И.Д.Мокрицкий и Б,В.Гупка (53) 620. 178,16 (088.8) (56) Словарь-справочник по трению, износу и смазке деталей машин. — Киев, Наукова думка, 1979, с.71.

Тамже, с.73-74;

Там же. с.76..

Там же, с.79.

„„Я „„1714456 А1 (54) МАШИНА ТРЕНИЯ (57) Изобретение относится к испытательной технике. Цель — приближение условий эксплуатации к реальным условиям работы узлов трения двигателей внутреннего сгарания. Образец 18 закрепляют в ступице шестерни 17. Включают электродвигатель 1.

Прижимают образец 18 к контртелу 8 пружиной 14. Усилие прижима меняется по закону, задаваемому профилем кулачка 9. 5 ил.

1714456

10

30

40

50

Изобретение относится к испытательному оборудованию, а именно к машинам для изучения процессов трения, износа и смазки твердых тел, в частности при избирательном переносе и металлоплакировании.

Известна машина трения AE — 5, в которой исследуются три пальчиковых образца, заключенных в кольцо. Прижатие их к эталонному диску осуществляется рычажной системой через шайбу. Диск соединен с валом и расположен в чаше, служащей для сбора смазки. Имеется возможность изменять температуру диска.

Известна машина трения, в которой исследуемый образец в виде вкладыша прижимается к вращающемуся кольцу с силой, изменяющейся по заданной программе специальной системой.

Известна машина трения МПИ вЂ” 1 для исследования истирания пластмасс при их трении по свежему следу. Исследуемый образец прижимается к барабану с истирающей поверхностью. Схема контакта — торец цилиндра — периферия цилиндрического барабана. Трение по свежему следу обеспечивается перемещением каретки с образцом вдоль образующей барабана. Предусмотрено ступенчатое изменение нагрузки и искусственное терморегулирование.

Наиболее близкой к предлагаемой является машина трения Х4 — 6 для испытания на изнашивание материалов при схеме «онтакта пальчиковый образец — торец диска.

Абразивная шкурка закрепляется на торце вращающегося диска, пальчиковый образец прижимается к поверхности диска кругом.

Механизм радиального перемещения об. разца позволяет производить испытания по одному следу либо по свежей поверхности при радиальном перемещении образца.

Известные машины трения имеют недостаток, выражающийся в том, что они не обеспечивают испытаний при реверсивном характере трения, при реверсивном вращении образца и одновременном его перемещении а также не обеспечивают изменения нагрузки по заданному закону, т.е. не обеспечивают условий испытания, осуществляющих режим избирательного переноса или металлоплакирования, наблюдающийся в реальных узлах трения.

Целью изобретения является приближение условий эксплуатации к реальным условиям работы узлов трения двигателей внутреннего сгорания, Машина трения снабжена двумя зубчатыми сегментами, жестко закрепленными соответственно на внутренней поверхности стакана и на его дне соосно со стаканом и предназначенными для периодического взаимодействия с держателем образца, жестко закрепленным на открытом торце ста.кана кулачком, дополнительным стаканом, ось которого расположена параллельно оси основного стакана, а дно шарнирно связано с одним концом рычага узла нагружения, предназначенным для взаимодействия с кулачком роликом и шарнирно связанной с ним вилкой, ножка которой связана с помощью упругого элемента с другим концом рычага узла нагружения, а держатель образца выполнен в виде шестерни, шарнирно установленной во внутренней полости дополнительногоо стакана.

В предлагаемой машине испытуемый образец может осуществлять движение вращения поочередно в противоположные стороны и одновременное перемещение к центру диска и обратно при изменении нэгрузки по заданному закону. Образец может быть закреплен в вестерне эксцентрично, шестерня закреплена на одном конце рычага, на втором конце которого имеется нагружающее пружинно-винтовое устройство, разность радиусов делительных окружностей зубчатых сегментов равна делительному диаметру шестерни. что позволяет ей при вращении контртела входить в зацепление с зубьями наружного и внутреннего сегментов, кулачки размещены на буртах контртела.

На фиг.1 показана машина трения, общий вид; на фиг.2 — сечение А — А на фиг.1: на фиг.3 - вид 6 на фиг.1; на фиг.4 - эксцентричное крепление испытуемого образца; на фиг.5- вид В на фиг.1.

Машина трения состоит из привода, включающего электродвигатель 1 и коническую шестерню 2, входящую s зацепление с коническим колесом 3. закрепленным на валу 4, на котором смонтирован диск 5 с буртами и зубчатые сегменты 6 (фиг.1 и 2). На внутренней стороне бурта диска 5 закреплены зубчатые сегменты 7. Место их крепления выбирается так, что сектор их крепления не попадает в сектор крепления зубчатых сегментов 6. К диску 5 крепится контртело 8, К верхней части бурта в диаметрально противоположной. стороне к зубчатому сегменту крепится кулачок 9, с которым контактирует ролик 10 рычага 11 механизма нагружения (фиг.З).

Ролик 10 смонтирован на втулке 12, в которую свободно входит гильза 13, закрепленная на рычаге 11 механизма нагружения.

8 гильзу 13 помещена тарированная пружина 14 сжатия, поджатая щтоком 15, ввинченным s рычаг 1 f. На втором конце рычага 11 шарнирно закреплена втулка 16, в которой

15

40

50 на подшипниках смонтирована шестерня

17, в отверстии ступицы которой крепится испытуемый образец 18. Рычаг 11 закреплен шарнирно на корпусе 19, в этом же корпусе на подшипниках смонтирован вал

4 и остальные детали узлы машины трения (фиг.4). Для измерения величины коэффициента трения на рычаге 11 нагружения наклеены тенэодатчики, а на держателе 20 рычага нагружения установлены ограничители деформации рычага (фиг.5).

Машина трения работает следующим образом.

Испытуемый образец 18 закрепляется в ступице шестерни,17, включается электродвигатель 1 и винтовым потоком 15 с помощью тарированной пружины 14 устанавливается усилие прижима испытуемого образца 18 к.контртелу 8. При вращении диска 5 сегмент 7 входит в зацепление с шестерней 17 и поворачивает испытуемый образец, 18 вокруг своей оси на некоторый угол. При дальнейшем вращении диска 5 в зацепление с шестерней 17 входит зубчатый сегмент 6 и испытуемый образец 18 проворачивается в противоположную сторону (фиг.2). Таким образом, происходит вращение контртела (диска) 8 относительно неподвижного образца 18 в противоположные стороны. Если образец 18 закреплен .в ступице шестерни 17 эксцентрично ее оси, то одновременно происходит перемещение образца к центру диска 8 и обратно по дуге, радиус которой равен эксцентриситету, Усилие прижима образца 18 к контртелу 8 меняется по закону, задаваемому профилем кулачка 9, который закреплен на бурте диска 5. При набегании ролика 10 на кулачок 9 пружина 14 сжимается, увеличивая при этом усилие прижима образца 18 к контртелу 8. Это увеличение усилия прижима задается профилем и месторасположением кулачка 9 на бурте диска 5.

На предлагаемой машине может быть закреплен один или несколько сегментов 7 с внутренними зубьями и один или несколь-, ко сегментов 6 с наружными зубьями. Размещены сегменты 6 и 7 в секторах диска 5; которые не перекрываются, т.е. смещены один относительно другого. Тензодатчики, наклеенные на рычаге 11, электрически соединены с осциллографом или самописцем (не показаны) и произведена их тарировка, На предлагаемой машине можно вести испытания по схеме торец диска — палец при постоянной или переменной нагрузках и следующих услОвиях: неподвижный палец — вращающийся диск; периодически поворачивающийся в противоположных направлениях палец — вращающийся диск; периодически поворачивающийся в проти-. воположных направлениях и одновременно перемещающийся палец — вращающийся диск.

Испытание материалов на машине трения позволяет существенно повысить достоверность результатов при сложных движениях контактирующих деталей и переменных нагрузках, получить достоверные данные для процессов избирательного переноса и металлоплакирования. Предлагаемая машина может быть использована при испытании деталей роликоподшипников, кулачков и толкателей клапанов двигателей внутреннего сгорания, плунжерных пар насосоа, а также при исследовании обработки материалов абразивными инструментами.

В последнем случае можно найти зависимость шероховатости поверхности, времени и величины съема металла от указанных факторов, а именно от углов поворота образца, изменения усилия прижима, траектории его перемещения относительно абразивного инструмента.

Формула изобретения

Ыашина трения, содержащая корпус, установленный в нем держатель контробразца, выполненный в виде стакана, дно которого предназначено для крепления контробразца, привод его вращения, держатель образца и связанный с ним рычажный узел нагружения, отличающаяся тем, что, с целью приближения условий экс-. плуатации к реальным условиям работы узлов трения двигателей внутреннего сгорания, она снабжена двумя зубчатыми сегментами, жестко закрепленными соответственно на внутренней поверхности стакана и на его дне соосно со стаканом и предназначенными для периодического взаимодействия с держателем образца, жестко закрепленным на открытом торце стакана кулачком, допол нител ьн ым стаканом, ось которого расположена параллельно оси основного стакана, а дно шарнира связано с одним концом рычага узла нагружения, предназначенным для взаимодействия с кулачком роликом и шарнирно связанной с ним вилкой, ножка которой связана с помощью упругого элемента с другим концам рычага узла нагружения, а держатель образца выполнен в виде шестерни, шарнирно установленной во внутренней полости дополнительного стакана.

1714456

Составитель И.Мокрицкий

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т.Палий

Редактор И.Шулла

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

Заказ 687 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5 !