Трехконтактный стенд для испытания материалов на контактную выносливость

 

Изобретение относится к испытаниям материалов на контактную выносливость. Целью изобретения является повышение достоверности результатов. Стенд снабжен рычагом 13, шарнирно закрепленным одним плечом на основании 1, а вторым плечом связанный с тягой 18, демпфирующим узлом 14, закрепленным одним торцем на рычаге 13, а вторым связанным с коромыслом 2 и закрепленным на основании 1. направляющим стаканом 19 с продольными прорезями 20, в полости которого размещены пружина сжатия 21, тяга 18 и планка 22. На планке выполнены выступы 23, предназначенные для взаимодействия с прорезями 20 стакана 19, на втором плече коромысла 2 выполнен выступ 4, взаимодействующий с пазом 5, который выполнен на основании 1. Элементы крепления образца 9 выполнены в виде двух сухарей 11 с выпуклыми торцами , предназначенными для взаимодействия с образцом 9, а третий диск 6 установлен на основании 1. При обкатке образец 9 свободно вращается, совершая возвратно-поступательные перемещения вдоль своей оси, отталкиваясь от выпуклых поверхностей сухарей 11. При этом выступ 4 своими боковыми поверхностями взаимодействует с пазом 5. Демпфирующий узел 14 гасит поперечные колебания, а выступы 23, взаимодействуя с прорезями 20, препятствуют крутильным колебаниям пружины. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 и 3/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4809166/28 (22) 20.02.90 (46) 15.05.92. Бюл. N 18 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения . (72) Б,А. Морозов, А.А. Филатов, И.И. Карпухин, В,Т, Фирсов, М.М. Ванинский и Ю.В, Курбатов (53) 620.178.162(088.8) (56) Заводская лаборатория, М.: Металлургия, 1968, с. 66-68. (54) ТРЕХКОНТАКТНЫЙ СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА КОНТАКТНУЮ ВЬ! НОСЛИ ВОСТЬ (57) Изобретение относится к испытаниям материалов на контактную выносливость.

Целью изобретения является повышение достоверности результатов. Стенд снабжен рычагом 13, шарнирно закрепленным одним плечом на основании 1, а вторым плечом связанный с тягой 18, демпфирующим узлом 14, закрепленным одним торцем на

Изобретение относится к машинам для испытания на контактную выносливость и может быть использовано для получения контактно-усталостных характеристик материалов.

Наиболее близким к изобретению является трехконтактный роликовый стенд, в нем предназначенный для испытания материалов на контактную выносливость. В нем реализована трехконтактная схема нагружения образца, при этом нагрузка на него меняется по заданному. закону, эа счет изменения степени сжатия пружины, действующей на коромысло, на котором размещено. Ж 17339о7 А1 рычаге 13, а вторым связанным с коромыслом 2 и закрепленным на основании 1; направляющим стаканом 19 с продольными прорезями 20, в полости которого размещены пружина сжатия 21, тяга 18 и планка 22.

На планке выполнены выступы 23, предназначенные для взаимодействия с прорезями

20 стакана 19, на втором плече коромысла 2 выполнен выступ 4, взаимодействующий с пазом.5, который выполнен на основании 1.

Элементы крепления образца 9 выполнены

s виде двух сухарей 11 с выпуклыми торцами, предназначенными для взаимодействия с образцом 9, а третий диск 6 установлен на основании 1, При обкатке образец 9 свободно вращается, совершая возвратно-поступательные перемещения вдоль своей оси, отталкиваясь от выпуклых поверхностей сухарей 11. При этом выступ 4 своими боковыми поверхностями взаимодействует с пазом

5. Демпфирующий узел 14 гасит поперечные колебания, а выступы 23, взаимодействуя с прорезями 20, препятствуют крутильным колебаниям пружины. 4 ил, два ролика. При этом образец кинематически связан с приводом и роликами.

Стенд позволяет получить характеристики контактной выносливости в условиях интенсивного износа, что достигается обеспечением гарантированного проскальзывания орразца относительно нажимных роликов путем подбора передаточного числа соответствующих зубчатых колес.

Использовать стенд на высоких скоростях испытаний невозможно иэ-за появления на образце в результате вибраций характерной ребристости, что ведет к искажению получаемых результатов. Это связано с недостаточной жесткостью устройства.

1733967 биениями и перекосами, вызванными особенностями конструкции, такими как кинематическая связь между роликами и образцом, вызывающая дополнительные перекосы, закрепление двух, а не одного опорного ролика и пружины на подвижной части, наличие у пружины возможности совершать крутильные колебания, отсутствие демфирующего звена в силовой цепи машины.

Целью изобретения является повышение достоверности результатов путем снижения вибраций.

На фиг. 1 изображен трехконтактный роликовый испытательный стенд, общий вид; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг.

3 вид по стрелке Б на фиг, 1; на фиг. 4 — вид по стрелке В на фиг.1, Стенд содержит основание 1, на котором установлено коромысло 2 с возможностью поворота вокруг шарнира 3 и взаимодействия боковой поверхностью своего выступа 4 с боковой поверхностью паза 5. Кроме того, на основании и на коромысле 2 расположены с возможностью вращения вокруг горизонтальных осей под углом 120 относительно друг друга три диска б, оси которых 7 базируются в подшипниковых узлах (не показаны), размещенных на основании, а на оси 7 одного из двух последних закреплен шкив 8 ременной передачи (не показана). Между тремя роликами 6 свободно установлен образец 9, по торцам которого с некоторым зазором в специальных проушинах .10, выполненных на коромысле 2, установлены сухари 11 с гладкой выпуклой рабочей поверхностью, предназначенные для удержания образца от черезмерного осевого перемещения и не препятствующие его перемещению в других направлениях. Помимо этого на основании

1 установлен с возможностью поворота вокруг шарнира 12 рычаг 13, на котором закреплены демпфирующий узел 14, размещенный с возможностью вэаимодействия с опорой 2, и датчики силоизмерения

15. Рычаг 13 через сферическую шайбу 16 и гайку 17 связан с тягой 18 механизма нагружения, которое помимо нее содержит направляющую, выполненную в виде стакана

19 с прорезями 20, жестко закрепленного на основании 1, пружину сжатия 21. установленную внутри стакана 19 с возможностью взаимодействия своими торцами с самим стаканом и планкой 22, размещенной на тяге 18 с возможностью взаимодействия своими выступами 23 с прорезями 20.

Устройство работает следующим образом.

20

40

55

Для установки образца 9 сначала отвинчивается гайка 17 и снимается сферическая шайба 16, затем рычаг 13 поворачивается против часовой стрелки до упора. После этого поворачивается по часовой стрелке коромысло 2 и на два нижних ролика 6 устанавливается образец 9, для которого предварительно подобраны и установлены сухари 11, Затем коромысло 2 опускается на образец 9, при этом образец оказывается между сухарями 11. а выступ 4 входит в паз

5. После этого в исходное положение возвращается рычаг 13 и с помощью гайки 17 сжимается пружина 21, при этом усилие, передаваемое на образец через демпфер, опору и верхний ролик замыкается через два нижних ролика на основании 1. Уровень нагрузки определяется по деформации балки 13 в месте наклейки датчиков 15. После создания необходимого усилия включается привод и вращение от приводного ролика 6 через образец 9 передается на остальные ролики. Во время испытаний образец совершает колебательные движения, вдоль своей

5 оси, упираясь торцами поочередно в каждый из сухарей 11. Демпфирующий узел 14 гасит поперечные колебания, возникающие во время испытаний. Нагрузка со стороны роликов на образец одинакова по величине, а биение системы минимально, так как образец сам выбирает себе место при обкатке.

При возникновении разрушения поверхности появляется характерный стук, после чего образец заменяется на следующий.

Формула изобретения

Трехконтактный стенд для испытания материалов на контактную выносливость, содержащий основание, коромысло, шарнирно установленное на основании одним плечом, установленные на коромысле элементы крепления цилиндрического образца, равномерно располагаемые вокруг образца и предназначенные для взаимодействия с его внешней поверхностью три дис5 ка, один из которых установлен с возможностью вращения на основании, а второй — на коромысле, закрепленный на основании механизм нагружения образца и дисков, выполненный в виде пружин сжатия, тяги и планки, и привод вращения дисков, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов, он снабжен рычагом, шарнирно закрепленным одним плечом на основании, а вторым плечом связанным с тягой, демпфирующим уз-. лом. закрепленным одним торцем на рычаге, а вторым связанным с коромыслом, и закрепленным на основании направляющим стаканом с продольными прорезями, в полости которого размещены пружина сжа1733967 тия, тяга и планка, на планке выполнены выступы; предназначенные для взаимодействия с прорезями стакана,. на втором плече коромысла выполнен выступ, взаимодействующий с пазом, который выполнен на основании. элементы крепления образца выполнены в виде двух сухарей с выпуклыми торцами. предназначенными для взаимодействия с образцом, а третий диск

5 установлен на основании;

1733967

РЬ85

Составител ь И. Карпухин

Редактор,М.Васильева Техред М.Моргентал Корректор Т.Малец

Заказ 1664 Тираж 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