Стенд для испытания материалов на трение и износ

 

Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для испытания материалов центраторов и муфт на трение и износ о стенку насосно-компрессорных труб. Стенд для испытания материалов на трение и износ содержит станину, установленные на ней держатели контробразца и образца, шток, привод возвратно-поступательного перемещения контробразца и узел нагружения. Стенд дополнительно содержит пару закрепленных на образце гибких шлангов, в которые вставлен комплект манжет для обеспечения герметизации штока и работы стенда под давлением совмещенных с закрытыми ими стаканами, а также тензодатчики для определения создаваемой нагрузки и силы трения между образцом и контробразцом. Данное изобретение позволяет создать компактное устройство с возможностью его использования для измерения величины износа и силы трения в трущейся паре при наличии жидкости и газа под давлением в зоне контакта с приближением условий испытания к реальным условиям работы. 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытания материалов центраторов и муфт на трение и износ о стенку насосно-компрессорных труб (НКТ) при возвратно-поступательном движении в газовой и жидкостной среде.

Известно устройство для испытания материалов на трение и износ, содержащее станину, установленные на ней держатели контробразца и образца, привод возвратно-поступательного перемещения держателя контробразца, выполненный в виде двигателя, редуктора, кривошипа и шатуна, узел нагружения образца и контробразца, снабженное шарнирно соединенной с осью кривошипа и редуктором направляющей, соединенной также с узлом нагружения, держатель контробразца выполнен в виде подвижной вдоль направляющей рамы, шарнирно связанной с шатуном, а держатель образца - в виде стержня, имеющего двутавровые сечения в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, расположенных по его оси (а.с. №1043518, G 01 N 3/56, оп.23.09.83 г.).

Недостатком данного устройства является невозможность измерения величины износа и силы трения при наличии в зоне контакта трущихся тел жидкости и газа.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для испытания материалов на трение и износ, содержащее основание, установленный на нем держатель контробразца, связанный с ним привод его возвратно-поступательного перемещения, держатель образца, связанный с ним узел нагружения, измеритель сил трения, причем держатель контробразца выполнен в виде П-образной рамы и установлен с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной основанию, узел нагружения выполнен в виде груза, связанных с ним пары рычагов, пары опор, установленных с возможностью перемещения вдоль соответствующих рычагов, и расположенной на опорах площадки с элементами качения, предназначенными для взаимодействия с образцом. Кроме того, устройство содержит систему для циркуляции жидкости через образец, выполненную в виде последовательно сообщенных емкости с ловушкой частиц износа, центробежного насоса, вентиля, манометра и расходомера, связанных при помощи трубопровода друг с другом (а.с. №1585726, G 01 N 3/56, оп.15.08.90 г.).

Недостатком данного устройства является невозможность использования при наличии жидкости и газа под давлением в трущейся паре, громоздкость конструкции, а также неполное соблюдение реальных условий.

Задача изобретения заключается в создании компактного устройства с возможностью его использования для измерения величины износа и силы трения в трущейся паре при наличии жидкости и газа под давлением в зоне контакта с приближением условий испытания к реальным условиям работы.

Указанная задача достигается тем, что стенд для испытания материалов на трение и износ, содержащий станину, установленные на ней держатели контробразца и образца, шток, привод возвратно-поступательного перемещения контробразца и узел нагружения, согласно изобретению дополнительно содержит пару гибких шлангов, закрепленных на образце, закрытые крышкой стаканы с комплектом манжет, обеспечивающих герметизацию штока и работу стенда под давлением.

На чертеже представлена схема стенда для испытания материалов на трение и износ.

Стенд содержит станину 1, шток 2, служащий держателем контробразца 3 (муфта или центратор), держатель 4 образца 5 (НКТ), привод возвратно-поступательного перемещения штока 2, выполненный в виде двигателя 6 с регулируемой частотой вращения, колеса 7 и шатуна 8, узел нагружения 9 образца 5 и контробразца 3, подшипники скольжения 11. Герметизация образца 5 обеспечивается парой гибких шлангов 12, хомутами 13 и закрытыми крышкой стаканами 14 с комплектом манжет 10. Держатель 4 образца 5 выполнен в виде стола. На держателе 4 установлены тензодатчики 15 для контроля создаваемой нагрузки между образцом 5 и контробразцом 3. Для измерения силы трения на штоке 2 установлен тензодатчик 16.

Стенд работает следующим образом.

Контробразец 3 установили на штоке 2, после чего их вставили в образец 5. Манжеты 10 вставили в стаканы 14, затем в гибкие шланги 12 и установили на образец 5 и шток 2, затянув хомутами 13, и установили в подшипниках скольжения 11. Соединили шток 2 с шатуном 8. Узлом нагружения 9 создали необходимое усилие прижатия образца 5 к контробразцу 3 при одновременном замере величины нагрузки тензодатчиками 15. Затем запустили двигатель 6, от которого через колесо 7, шатун 8 и шток 2 привели в возвратно-поступательное движение контробразец 3 относительно неподвижно закрепленного образца 5. Износ образца 5 и контробразца 3 определили известными способами после проведения испытания.

Для замера силы трения между образцом 5 и контробразцом 3 узлом нагружения 9 создали необходимое усилие прижатия образца 5 к контробразцу 3 при одновременном замере величины нагрузки тензодатчиками 15. Затем плавно увеличили частоту вращения двигателя 6 от нуля и выше до момента смещения контробразца 3 относительно образца 5. Величину силы трения зафиксировали тензодатчиком 16.

Предлагаемый стенд для испытания материалов на трение и износ является компактным и удобным в эксплуатации и, что особенно важно, возможно его использование для измерения величины износа и силы трения в трущейся паре при наличии жидкости и газа под давлением в зоне контакта с приближением испытаний к реальным условиям работы.

Формула изобретения

Стенд для испытания материалов на трение и износ, содержащий станину, установленные на ней держатели контробразца и образца, шток, привод возвратно-поступательного перемещения контробразца и узел нагружения, отличающийся тем, что стенд дополнительно содержит пару закрепленных на образце гибких шлангов, в которые вставлен комплект манжет для обеспечения герметизации штока и работы стенда под давлением, совмещенных с закрытыми ими стаканами, а также тензодатчики для определения создаваемой нагрузки и силы трения между образцом и контробразцом.

РИСУНКИ

Рисунок 1