Устройство для оценки смазочных свойств жидкостей, находящихся под давлением
Владельцы патента RU 2328721:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный технологический университет" (RU)
Изобретение относится к области испытания материалов, в частности оно может быть использовано для оценки изнашивания материалов в условиях гидростатического давления и определения смазочных свойств рабочих жидкостей гидроприводов. Технический результат заключается в повышении достоверности результатов испытаний и расширении диапазона исследований. Сущность: устройство снабжено внутренней экранирующей крышкой, закрепленной на камере и вставленной во внешнюю крышку корпуса камеры с возможностью перемещения в осевом направлении, статором электропривода, установленным в радиальном зазоре внутренней экранирующей и внешней крышек, ротором электропривода, закрепленным на вале-держателе образца, и узлами нагружения контробразцов и образца, закрепленными электрически изолированно на корпусе. 1 ил.
Изобретение относится к области испытания материалов, в частности оно может быть использовано для оценки изнашивания материалов в условиях гидростатического давления и определения смазочных свойств рабочих жидкостей гидроприводов.
Известно устройство для оценки противоизносных свойств жидкостей, находящихся под давлением, содержащее герметичную камеру, узел трения, вал-держатель образца (суппорт), устройство для нагружения образцов (Пат. США №4228674, М. Кл.3 G01N 3/56, заявл. 04.06.79 г., бюлл. №12, 1981 г.).
Недостатками устройства являются: влияние гидростатического давления на величину контактного давления образцов; снижение достоверности результатов исследований из-за наличия общей дорожки трения у неподвижных образцов на подвижном образце; трудоемкость настройки узла трения, вызванная необходимостью при последующих испытаниях перестановки всех образцов, производимой с помощью оптических приборов; влияние магнитного поля привода на изнашивание образцов; техническая сложность осуществления точного измерения момента трения.
Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для оценки противоизносных свойств жидкостей, находящихся под давлением, содержащее герметичную камеру, вал-держатель образца, узлы нагружения контробразцов и образца (SU №1298605, М. Кл.3 G01N 3/56, 11.09.84 г.).
Недостатками известного решения являются: небольшой рабочий ресурс волнового привода через герметичную стенку в условиях высоких гидростатических давлений; малая величина передаваемого узлу трения крутящего момента; снижение достоверности измеряемой величины момента трения вследствие непостоянства сил сопротивления самого привода (его КПД) из-за зависимости деформации диафрагмы волновой муфты от величины гидростатического давления; сложность изменения частоты вращения подвижного образца - требуется дополнительный механизм для изменения передаточного отношения; сложность измерения момента трения; недостаточно высокая величина избыточного гидростатического давления по сравнению с давлениями жидкостей в некоторых современных гидроаппаратах, которая ограничена деформационной прочностью волнового привода; при испытании материалов и жидкостей без избыточного гидростатического давления требуется большой объем жидкости, чтобы образцы погрузились в нее, т.к. узел трения расположен в верхней части герметичной камеры.
Изобретение решает задачу расширения диапазона исследований и повышения достоверности результатов.
Технический результат заключается в повышении достоверности результатов испытаний и расширении диапазона исследований.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для оценки смазочных свойств жидкостей, находящихся под давлением, содержит вал-держатель образца, размещенный полностью в герметичной камере, с установленным на нем ротором электропривода, который получает вращение от статора электропривода через экранирующую крышку герметичной камеры, а узлы нагружения электрически изолированы от корпуса.
На чертеже изображен общий вид предлагаемого устройства для оценки смазочных свойств жидкостей, находящихся под давлением.
Устройство для оценки смазочных свойств жидкостей, находящихся под давлением, содержит герметичную камеру 1, выполненную в виде корпуса 2 и внутренней экранирующей крышки 3, вставленную во внешнюю крышку 4 с возможностью перемещения при ее осевой деформации под действием гидростатического давления. В герметичной камере 1 размещен узел трения, состоящий из вала-держателя образца 5, образца 6, контрообразцов 7. На валу-держателе образца 5 установлен ротор 8. В радиальном направлении между внешней крышкой 4 и внутренней экранирующей крышкой 3 установлен статор 9, а между их торцами - пружина 10. На корпусе 2 закреплены узлы нагружения 11, содержащие винты регулировки нагрузки 12, поршни 13 и тарированные пружины 14. Узлы нагружения 11 электрически изолированы от корпуса 2 и, следовательно, от вала-держателя образца 5. На экранирующей крышке 3 установлена трубка 15 с вентилем 16 для подвода жидкости, а на корпусе 2 - трубка 17 с дросселем 18 для отвода жидкости из герметичной камеры 1 и нагреватель 19.
Устройство для оценки смазочных свойств жидкостей, находящихся под давлением, работает следующим образом. В герметичную камеру 1 через вентиль 11 и трубку 12 подают исследуемую жидкость под давлением, необходимую величину которого регулируют с помощью дросселя 19. Включают нагреватель 19 и доводят температуру жидкости до требуемой величины. Винтом 12 нагружают контробразцы 7 и образец 6. После этого включают в электросеть переменного тока статор электропривода 9. Возникающее при этом вращающееся магнитное поле проникает через внутреннюю экранирующую крышку 3 в герметичную камеру 1 и обеспечивает вращение ротора электропривода 8, вала-держателя 5 с образцом 6. Момент трения определяют по величине потребляемого статором электропривода 9 электрического тока. В процессе испытания регистрируют изменение электропроводности фрикционного контакта контрообразцов 7 и образца 6.
Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства по сравнению с прототипом заключается в расширении диапазона исследований триботехнических свойств материалов и жидкостей и повышении достоверности результатов испытаний. Диапазон исследований расширяется возможностью создания большего момента трения между контробразцами и образцом и регистрации изменения электропроводности их фрикционного контакта, а также возможностью создания более высокого избыточного гидростатического давления в герметичной камере. Достоверность результатов испытаний повышается следующими свойствами устройства: весьма точным измерением момента трения, т.к. технические характеристики применяемых устройств привода вала образца, которые связаны с этим измерением, практически не зависят от величины избыточного давления жидкости в герметичной камере; более точным установлением зависимости смазочных свойств жидкостей и совместимости материалов трущихся пар от величины гидростатического давления. Это позволяет более точно оценить совместимость материалов трибоузлов механизмов, правильно определить смазочные свойства, например, рабочих жидкостей и установить их рабочий ресурс при эксплуатации в условиях высоких гидростатических давлений, например, в объемных гидроприводах.
Устройство для оценки смазочных свойств жидкостей, находящихся под давлением, содержащее герметичную камеру, вал-держатель образца, узлы нагружения контробразцов и образца, отличающееся тем, что оно снабжено внутренней экранирующей крышкой, закрепленной на камере и вставленной во внешнюю крышку корпуса камеры с возможностью перемещения в осевом направлении, статором электропривода, установленным в радиальном зазоре внутренней экранирующей и внешней крышек, ротором электропривода, закрепленным на валу-держателе образца, и узлами нагружения контробразцов и образца, закрепленными электрически изолировано на корпусе.
