Установка для испытания изделий на фреттинг

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к области испытаний материалов на фреттинг, позволяющей моделировать этот процесс на образцах. Техническим результатом является увеличение функциональных возможностей за счет расширения диапазона процессов нагружения при сохранении точности и достоверности результатов. Установка для испытания изделий на фреттинг содержит основание, причем к основанию закреплен цилиндрический корпус с направляющими качения поступательно подвижного и вращающегося основания нижнего стола с возможностью приведения в движение от двигателя ходового винта через две обгонные муфты. Необходимое положение основания нижнего стола обеспечено устройством фиксации через технологическое окно, при этом верхний и нижний столы установлены на переналаживаемых рессорах и соединены с пьезоприводами. Кроме того, пьезоприводы установлены под верхним и нижним столами и являются как источниками вибраций, так и датчиками измерения приложенной нагрузки. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для исследования материалов на влияние фреттинга.

Известно также устройство для испытания на фреттинг-коррозию, содержащее корпус, подвижную кулису, на конце которой помещен неподвижный испытуемый образец, связанный с ней эксцентрик с регулируемым эксцентриситетом, герметичную камеру, корпус которой снабжен присоединенным к нему беговой дорожкой и охватывающим кулису в ее средней части шарниром, имеющим ограничитель поворота, первый конец кулисы снабжен шарнирно закрепленным на ней бегунком, взаимодействующим с беговой дорожкой и эксцентриком, а на втором конце кулисы закреплена находящаяся в нагревательной печи герметичная камера, внутри которой закреплены подвижный и неподвижный испытуемые образцы и ограничитель поворота подвижного образца относительно собственной оси (патент РФ №2171977, МПК-7 G01N 3/56, 2001).

Недостатком данного устройства является то, что он не позволяет моделировать различного рода комбинированные виды нагружения.

Наиболее близким техническим решением является стенд, содержащий основание, установленные на основании параллельно его плоскости, подпружиненные относительно основания траверсы, каждая из которых выполнена в виде полок, соединенных между собой стойками, размещенные на траверсах опоры для установки испытуемого вала, расположенные на концах траверс электродвигатели с возбудителями изгибных и крутильных колебаний и датчики параметров испытаний, который по предложению снабжен механизмами упругого сопротивления изгибным и крутильным колебаниям (патент РФ №2063016, МПК-6 G01N 3/56, 1996).

Недостатком этого стенда являются ограниченные функциональные возможности и недостаточно широкий диапазон видов нагружения.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей за счет увеличения возможных вариантов испытаний, количества и диапазона процессов нагружения при сохранении точности и достоверности результатов.

Поставленная задача достигается тем, что в установке для испытания изделий на фреттинг, содержащей основание, в отличие от прототипа к основанию закреплен цилиндрический корпус с направляющими качения поступательно подвижного и вращающегося основания нижнего стола, с возможностью приведения в движение от двигателя ходового винта, через две обгонные муфты, необходимое положение основания нижнего стола обеспечено устройством фиксации, через технологическое окно, при этом верхний и нижний столы установлены на переналаживаемых рессорах и соединены с пьезоприводами.

Верхний и нижний столы могут быть смонтированы на переналаживаемых рессорах, которые дают возможность установки столов как в жестком, так и в подвижном варианте.

Обгонные муфты установлены с возможностью передачи вращения в противоположных направлениях.

Пьезоприводы, установленные под верхним и нижним столами, являются как источниками вибраций, так и датчиками измерения приложенной нагрузки.

Жесткое крепление нижнего стола на определенном уровне обеспечивается устройством фиксации, через технологическое окно, расположенное в нижней части цилиндрического корпуса.

Испытания могут быть проведены в средах, определяющих условия эксплуатации: пар, газ, вакуум, агрессивные среды, пылевая взвесь, с возможностью подачи в камеру через клапан и контроля их параметров с помощью датчиков.

Наблюдение за процессами, происходящими в камере, осуществляется через смотровое окно.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена кинематическая схема установки, на фиг.2 - принципиальная схема установки, на фиг.3 - пьезопривод, на фиг.4 - механизмы передачи движения, на фиг.5 - варианты переналадки рабочих столов.

Установка для испытания изделий на фреттинг содержит основание 1, к которому прикреплен цилиндрический корпус 2, пиноль 3 с шарикошлицевыми направляющими 4 и двигатель 5. Основание нижнего стола 6 соединено с ходовым винтом 7 посредством первой обгонной муфты 8. Гайка шариковинтовой пары 9 ходового винта 7 двигателя 5, замкнутая через вторую обгонную муфту 10, с пинолью 3 обеспечивает поступательное движение нижнего стола 11. Жесткое закрепление пиноли 3 основания нижнего стола 6 в необходимом положении по высоте осуществлено устройством фиксации 12, через технологическое окно 13. Вращение нижнего стола 11 обеспечено включением первой обгонной муфты 8 при реверсе вращения ходового винта 7 двигателя 5. После расфиксации (отключение устройства фиксации) пиноли 3, основание нижнего стола 6 может быть возвращено в первоначальное положение, так как гайка шариковинтовой пары 9 ходового винта 7 не является самотормозящей. Рессоры нижнего стола 14, соединяющие его с основанием 6, ориентированы под углом к плоскости стола и могут иметь одинаковую и противоположную направленность. Рессоры верхнего стола 15 расположены под углом друг к другу, в зависимости от количества переналаживаемых рессор. Под каждым из столов расположены пьезоприводы (под нижним столом 11 - пьезопривод 16, под верхним столом 17 - пьезопривод 18 и пьезопривод 19 для воздействия на испытуемые образцы 20, перемещающиеся в продольном направлении, с возможностью переналадки на любой угол в горизонтальной плоскости). Пьезоприводы применяются как для создания вибраций, так и для измерения нагрузки и перемещения. Измерение перемещений может быть осуществлено с помощью датчиков (на нижнем столе 11 - датчик продольных перемещений 21, на верхнем столе 17 - датчик крутильных перемещений 22). Имеются датчики для измерения температуры 23, давления 24 в камере и тахометр на двигателе 25. Программируемые контроллеры 26, 27, 28, 29 соответственно соединены с датчиками, снимающими показания с двигателя 5, нижнего стола 11, верхнего стола 17 и датчиков, регистрирующих параметры среды испытаний, при этом все показания отображены на дисплее монитора 30. Подача среды, обеспечивающей условия эксплуатации, возможна через клапан 31 (среда испытаний: пар, газ, вакуум, агрессивные среды, пылевая взвесь). Наблюдение за происходящими процессами в рабочей камере 32 может быть осуществлено через смотровое окно 33.

Переналадка нижнего 11 и верхнего 17 столов позволяет изменять систему нагружения образцов. При установке стола с мембраной 34 появляется возможность создавать пульсирующую осевую нагрузку. На столах имеются также глухие центральные отверстия 35, которые предназначены для установки и закрепления образцов для испытаний.

Пьезоэлемент представляет собой набор колец 36, которые стянуты болтом 37 с помощью металлических накладок 38. Имеются четыре вывода (два из них 39 служат для подачи рабочего напряжения, а другие 40 для снятия ЭДС прямого пьезоэффекта). Все выводы изолированы при помощи прокладок 41.

Механизмы передачи вращательного движения основанию нижнего стола 6 и поступательного движения пиноли 3 состоят из втулки, набора радиально упорных подшипников 42 и уплотнений 43. Втулка 44 механизма поступательного перемещения пиноли 3 соединена с гайкой шариковинтовой пары 9, а втулка 45 механизма передачи вращения основанию нижнего стола соединена через шлицы с концом ходового винта 7. Первая 8 и вторая 10 обгонные муфты, охватывающие втулки, установлены таким образом, что в зависимости от направления вращения ходового винта 7 обеспечивают либо вращение основания нижнего стола 6, либо поступательное перемещение пиноли 3.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом испытаний нижний 11 и верхний 17 столы переналаживают для определенного вида воздействия, затем испытуемые образцы 20 закрепляются на них. Запуская двигатель 5 и вращая ходовой винт 7, замкнутый через вторую обгонную муфту 10 с пинолью 3, в одном направлении осуществляется подъем основания нижнего стола 6 (вместе с нижним столом 11), создавая необходимую силу прижатия образцов. После установки необходимой величины нагрузки основание нижнего стола 6 в заданном положении фиксируется. При необходимости вращение нижнего стола 11 обеспечивается реверсом вращения двигателя 5, который включает первую обгонную муфту 8 посредством ходового винта 7. Также имеется система пьезоприводов 16, 18, 19 которые применяются для создания различного рода воздействий. Параметры системы контролируются с помощью датчиков 21, 22, 23, 24, 25, которые передают сигналы на программируемые контроллеры 26, 27, 28, 29 и отображают информацию на дисплее монитора 30. Визуальный контроль осуществляется через смотровое окно 33.

Итак, установка для испытания изделий на фреттинг позволяет расширить функциональные возможности за счет увеличения возможных вариантов испытаний, количества и диапазона процессов нагружения при сохранении точности и достоверности результатов.

1. Установка для испытания изделий на фреттинг, содержащая основание, отличающаяся тем, что к основанию закреплен цилиндрический корпус с направляющими качения поступательно подвижного и вращающегося основания нижнего стола, с возможностью приведения в движение от двигателя ходового винта, через две обгонные муфты, необходимое положение основания нижнего стола обеспечено устройством фиксации, через технологическое окно, при этом верхний и нижний столы установлены на переналаживаемых рессорах и соединены с пьезоприводами.

2. Установка для испытания изделий на фреттинг по п.1, отличающаяся тем, что верхний и нижний столы могут быть смонтированы на переналаживаемых рессорах, которые дают возможность установки столов как в жестком, так и в подвижном варианте.

3. Установка для испытания изделий на фреттинг по п.1, отличающаяся тем, что обгонные муфты установлены с возможностью передачи вращения в противоположных направлениях.

4. Установка для испытания изделий на фреттинг по п.1, отличающаяся тем, что пьезоприводы, установленные под верхним и нижним столами, являются как источниками вибраций, так и датчиками измерения приложенной нагрузки.

5. Установка для испытания изделий на фреттинг по п.1, отличающаяся тем, что жесткое крепление нижнего стола на определенном уровне обеспечивается устройством фиксации, через технологическое окно, расположенное в нижней части цилиндрического корпуса.

6. Установка для испытания изделий на фреттинг по п.1, отличающаяся тем, что испытания могут быть проведены в средах, определяющих условия эксплуатации: пар, газ, вакуум, агрессивные среды, пылевая взвесь - с возможностью подачи в камеру через клапан и контроля их параметров с помощью датчиков.

7. Установка для испытания изделий на фреттинг по п.1, отличающаяся тем, что наблюдение за процессами, происходящими в камере, осуществляется через смотровое окно.