Устройство контроля адгезии жидких смазочных материалов


 


Владельцы патента RU 2582157:

Войнов Кирилл Николаевич (RU)

Изобретение относится к области исследования материалов, а именно к устройствам для испытания смазок/масел жидких или полужидких составов. Знание адгезионных характеристик и качеств таких видов смазочных сред является весьма важным для различных двигателей, систем смазывания механического оборудования, космических систем и ответственных подвижных узлов специальной техники, работающих в условиях сильно изменяющихся температур как положительных, так и отрицательных. Устройство контроля адгезии жидких смазочных материалов содержит привод вращения образца с тестируемой смазкой, типовые приборы контроля температуры, скорости вращения вала мотора и весы. Причем с целью контроля адгезионных свойств легко текучих смазочных материалов не только в обычных условиях температур, но и при более высоких или низких, в качестве тестируемого образца содержит горизонтально расположенную тарелку, в которой находится контролируемый смазочный материал (масло/смазка). При этом тарелка по своему наружному краю имеет кольцевой буртик высотой не более двух миллиметров, поверхность которого полого наклонена к дну тарелки в сторону центра. Техническим результатом является создание устройства/прибора для контроля адгезионных свойств легкотекучих смазочных материалов не только в обычных условиях температур, но и при более высоких или низких. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области исследования материалов, а именно к устройствам для испытания смазок/масел жидких или полужидких составов. Знание адгезионных характеристик и качеств таких видов смазочных сред является весьма важным для различных двигателей, систем смазывания механического оборудования, космических систем и ответственных подвижных узлов специальной техники, работающих в условиях сильно изменяющихся температур как положительных, так и отрицательных.

Известны, например, устройство для определения маслянистости смазочных материалов (RU 2125256, G01N 13/14, опубл. 1999.01.20), адгезиометр (RU 2018803, G01N 11/10, опубл. 1994.08.30), ротационный вискозиметр (RU 2109266, G01N 11/14, опубл. 1998.04.20), ротационный вискозиметр (RU 2056626, G01N 11/14, опубл. 1996.03.20) и ротационный вискозиметр, содержащий сосуд с входным и выходным патрубками (RU 2051373, G01N 11/14, опубл. 1995.12.27). В последнем из перечисленных использован сосуд, где размещены первое цилиндрическое тело, механически связанное с синхронным двигателем, и второе цилиндрическое тело, установленное с зазором соосно первому на свободно вращающемся валу, причем второй конец вала посредством шкива соединен с измерителем момента вращения. Работа вискозиметра основана на измерении крутящего момента, возникающего на оси цилиндрического тела, погруженного в исследуемую жидкость, при взаимном перемещении цилиндрического тела и жидкости. При постоянной угловой скорости вращения вала крутящий момент на шкиве однозначно определяет вязкость жидкости. Недостатком данного вискозиметра и других перечисленных устройств является низкий КПД, невысокая надежность в связи со сложностью конструкций и их высокая стоимость.

Наиболее близким решением к заявленному относится патент на полезную модель РФ №86313, зарегистрированный в Госреестре 27.08.2009 под названием «Адгезиметр универсальный», принятый за прототип. В основе конструкции использованы высокооборотный электрический двигатель, соединенный с валом, на который предварительно наносится пластичная смазка (не жидкая). Имеется датчик Холла для контроля чисел оборотов вращения вала и электронные весы, на которых установлен пустотелый стакан для улавливания отлетающей в стороны при вращения вала смазки. Внутри корпуса прибора можно создавать как несколько повышенную положительную температуру, так и несколько пониженную. Основным недостатком известного прибора является невозможность контроля адгезии текучих смазочных материалов, а также недопустимо влияние повышенных положительных или пониженных отрицательных температур на комплект основного используемого оборудования (мотор и весы точные электронные).

Цель разработки - создание устройства/прибора для контроля адгезионных свойств легко текучих смазочных материалов не только в обычных условиях температур, но и при более высоких или низких.

Технический результат устройства достигается за счет использования горизонтально установленной тарелки с кольцевым буртиком малой высоты, идущим по краю тарелки, в которую заливается масло/смазка. Верхний уровень налитого смазочного материала не позволяет ему в статике перетекать через кольцевой буртик. Однако при вращении тарелки возникающая центробежная сила заставит смазочный материал преодолеть силы адгезии и оторваться от тарелки с вылетом в стороны. Кроме того, рабочая камера с испытываемым смазочным материалом выполнена в виде отдельного блока, из которого удалены (вынесены наружу) как привод/мотор, так и точные электронные измерительные весы.

Суть разработанного устройства показана на рис. 1; при этом обозначено:

1 - камера съемная температурная (блок); 2 - тарелка для смазочного материала; 3 - буртик тарелки кольцевой; 4 - масло/смазка; 5 - опоры для привода/мотора вращения; 6 - вал выходной мотора; 7 - мотор (привод) высокооборотный; 8 - втулка верхняя; 9 - муфта соединительная; 10 - вал, соединенный как с муфтой, так и с тарелкой 2; 11 - стакан; 12 - стержень опорный; 13 - втулка нижняя; 14 - основание уширенное стержня опорного 12; 15 - стойка боковая в виде опорной стенки; 16 - весы точные электронные; 17 - основание устройства. Примечание: кнопка включения-выключения мотора и управления частотой вращения его выходного вала, а также система автоматического контроля температуры в блоке 1 не показаны, являясь стандартными, типовыми.

Таким образом, поставленная задача выделения зоны контроля адгезии смазочного материала в отдельный температурный блок решена, так как в нем можно обеспечивать стандартными способами любую температуру окружающей среды, не влияющую отрицательно на работу основного оборудования устройства (в частности, для мотора и весов).

Итак, в статике созданное устройство имеет следующие рабочие части: камеру съемную температурную (блок) 1, привод в виде мотора 7, выходной вал 6 которого через муфту соединительную 9 связан с валом 10, причем последний жестко соединен с центром тарелки 2. В конструкции последней предусмотрен кольцевой, идущий по ее краю буртик 3, что удерживает от растекания испытываемые масло/смазку 4 (или вообще смазочный материал) на величину адгезии к материалу поверхности тарелки 2. Высота буртика 3 обычно не должна превышать 2 мм. Вне блока 1, ниже его, установлены точные электронные весы 16, на которые своим съемным основанием уширенным 14 свободно опирается стержень опорный 12, имеющий на своем верхнем конце прикрепленный к нему стакан 11. В устройстве имеются опоры 5 для установки на них мотора/двигателя, стойки боковые 15, играющие роль поддерживающих стен для устанавливаемых на них съемных температурных камер/блоков 1. Втулка 8 верхняя и втулка 13 нижняя - монтажные, служащие для прохода через них соответственно выходного вала 6 мотора и стержня опорного 12. Наконец, стакан 11 для улавливания разлетающейся в боковые стороны смазки установлен жестко на стержне опорном 12.

Работа устройства включает в себя следующие операции.

В съемной температурной камере (или в блоке) 1 установить тарелку 2 с прикрепленным к ней валом 10, соединив этот вал с соединительной муфтой 9, имеющейся на конце выходного вала 6 мотора 7, опирающегося на опоры 5. Налить исследуемую на адгезию к материалу тарелки 2 масло/смазку 4 в тарелку 2 до краев (по верхний край кольцевого буртика 3). Большая высота буртика, чем 2 мм, не совсем желательна, так как может начаться в испытании просто разрыв и отделение самой смазки, а не ее отрыв с поверхности тарелки 2. Форма этого буртика такова, что его поверхность полого наклонена к дну тарелки 2 в сторону центра. Далее установить стакан 11, в днище которого ввернуть верхнюю часть стержня опорного 12. К нижнему концу этого стержня прикрепить съемное уширенное основание 14, которое должно лечь на установленные точные электронные весы 16, поставленные (как и все устройство) на общее основание устройства 17. Так как температурная камера (или блок) 1 съемная, то есть возможно тестирование адгезии масла/смазки как при повышенной, так и при пониженной температурах, то верхняя 8 и нижняя 13 втулки должны быть установлены в сделанных отверстиях блока из таких материалов, которые минимальным образом реагируют на температуру по линейному расширению, которое должно быть минимальным. В противном случае при недопустимом увеличении внутренних диаметров отверстий втулок из-за нагревания будет заклинивание пар трения (выходного вала двигателя и/или стержня опорного 12), что недопустимо. При использовании холодильной температурной камеры реализуется иное требование к обеим втулкам 8 и 13. В частности, их внутренние диаметры отверстий должны почти не изменяться.

Включив мотор 7, плавно увеличиваем его число оборотов. Сразу после отрыва первых капель смазки 4 с поверхности вращающейся тарелки 2, которые попадут на стенки стакана 11, точные электронные весы покажут увеличение массы. При этом скорость вращения выходного вала 6 мотора 7 также считывается (например, при использовании датчика Холла). Обороты мотора постепенно увеличиваются до тех пор, пока масса стакана не перестанет возрастать из-за того, что вся смазочная масса вылетела с вращающейся тарелки 2, что как раз и характеризует фактическую адгезионную характеристику смазки к конкретному материалу, из которого была изготовлена тарелка 2. На этом принципе можно осуществлять сравнение адгезионных характеристик масел/смазок, контактирующих с различными поверхностями деталей при разных температурах, для чего отверстия в блоке 1 снабжены съемными втулками, которые по своим материалам и линейным размерам соответствуют изменяемым температурным режимам тестирования легкотекущих смазочных материалов. Это обеспечивает сохранение в сопряжениях минимальных зазоров, уменьшающих утечки тепла или холода из блока 1. После завершения тестирования мотор отключается, а устройство подготавливается к следующему циклу испытаний.

Таким образом, заявленная цель выполнена. Дополнительным преимуществом является то, что благодаря наличию съемной температурной камеры (блока) можно проводить эксперименты как при положительных, так и при отрицательных температурах, используя для этого стандартное нагревательное или холодильное оборудование, включая стандартные приборы контроля температуры и скорости вращения вала привода и систему взвешивания.

1. Устройство контроля адгезии жидких смазочных материалов, содержащее привод вращения образца с тестируемой смазкой, типовые приборы контроля температуры, скорости вращения вала мотора и весы, отличающееся тем, что, с целью контроля адгезионных свойств легкотекучих смазочных материалов не только в обычных условиях температур, но и при более высоких или низких, в качестве тестируемого образца содержит горизонтально расположенную тарелку, в которой находится контролируемый смазочный материал (масло/смазка), при этом тарелка по своему наружному краю имеет кольцевой буртик высотой не более двух миллиметров, поверхность которого полого наклонена к дну тарелки в сторону центра.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что температурная камера выполнена съемной, имеющей отверстия для входа выходного вала привода и выхода опорного стержня, снабженные съемными втулками, которые по своим материалам и линейным размерам соответствуют изменяемым температурным режимам тестирования легкотекущих смазочных материалов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области ракетной и измерительной техники и может быть использовано при выходном контроле на предприятии-изготовителе корпуса ракетного двигателя и входном контроле на предприятии-изготовителе твердотопливного заряда.

Изобретение относится к области испытания материалов. Отличительной особенностью заявленного способа определения адгезии пленки является то, что наблюдают за образованием купола в ходе процесса подачи равномерного внутреннего давления, форму основания (контура отрыва) купола принимают как эллиптическую с учетом анизотропных особенностей адгезива и анизотропии материала пленки, проводят измерение текущей высоты подъема купола и текущих размеров большой и малой полуосей основания купола, определяют механическое напряжение отрыва по формуле, по вычисленным значениям механического напряжения отрыва судят об адгезионных свойствах пленки к подложке.

Изобретение относится к процессам обработки металлов давлением и определения адгезионной составляющей силы трения. Способ определения оценки эффективности смазочных материалов с учетом величины силы выталкивания заготовки из полости матрицы заключается в измерении сил выдавливания и выталкивания образца с нанесенным на него эталонным и исследуемым смазочным материалом.

Изобретение относится в способам оценки прочности сцепления металлических покрытий с основой из металлов и сплавов и может быть использовано в различных отраслях машиностроения, где применяются газотермический и газодинамический методы нанесения покрытий для придания поверхности повышенных физико-механических характеристик.

Изобретение относится к конструкции прибора, предназначенного для количественного определения липкости препрега, представляющего собой композиционный материал, полученный путем пропитки армирующей волокнистой основы равномерно распределенными полимерными связующими.

Изобретение относится к исследованиям механических свойств покрытий, а именно к способам определения прочности сцепления покрытий с подложкой. Способ определения прочности сцепления покрытия с кремниевой подложкой заключается в том, что покрытие с внешним серебряным слоем соединяют с деталями оснастки разрывной машины и разрывают покрытие.

Изобретение относится к способу и устройству для определения адгезионной прочности теплозащитных покрытий для образцов. Для определения адгезионной прочности теплозащитного покрытия на сдвиг на подложку, выполненную в виде наружных поверхностей двух соосно установленных с поджатием по стыку цилиндров, наносят покрытие в форме кольца, перекрывающего их стык.

Изобретение относится к устройствам для измерения показателей фрикционных и адгезионных свойств фильтрационной корки и может найти свое применение в нефтегазовой отрасли.
Изобретение относится к исследованиям механических свойств покрытий, а именно к способам определения прочности сцепления покрытия с основой. Технический результат достигается тем, что на основу наносят покрытие в виде «сидячей» капли, прикладывают к нему усилие и по величине разрушающей нагрузки определяют адгезионную прочность сцепления как отношение разрушающей нагрузки к площади отрыва покрытия, при этом на локальном участке покрытия формируют «сидячую» каплю из припоя с впаянной в нее гибкой тягой, а усилие на отрыв или на срез прикладывают к гибкой тяге, после отрыва «сидячей» капли с покрытием от основы оценивают площадь отрыва покрытия.

Изобретение относится к исследованиям механических свойств покрытий, а именно к способам определения прочности сцепления покрытия с основой. Технический результат достигается тем, что на основу наносят покрытие, прикладывают к нему усилие и по величине разрушающей нагрузки определяют адгезионную прочность сцепления как отношение разрушающей нагрузки к площади отрыва покрытия, при этом перед нанесением покрытия к поверхности основы прижимают толкатель, после нанесения покрытия снимают усилие прижима толкателя к поверхности основы, не оказывая, при этом, механического воздействия на покрытие, и прикладывают к толкателю усилие на отрыв, одновременно измеряя величину приложенного усилия, а после испытания толкатель меняют на новый.

Изобретение относится к области контроля и диагностики совокупности эксплуатационных свойств износостойких покрытий, связанных, прежде всего, с твердостью, адгезионной прочностью, износостойкостью, и может быть использовано в машиностроении, судостроении и других отраслях, а также для покрытий, находящихся в условиях циклического нагружения, связанных, прежде всего, с эрозионной стойкостью поверхности. Сущность: осуществляют воздействие индентором на образец с износостойкими покрытиями деформирующей нагрузкой до разрушения покрытия и оценивают результаты воздействия. Воздействие осуществляют с помощью высокоскоростной струи жидкости, используемой в качестве индентора, со скоростью 300…1000 м/с на образцы, предварительно прошедшие циклическое нагружение, имеющее волновой нестационарный характер, а оценивают результаты воздействия по скорости струи, при которой начинается интенсивное разрушение покрытия или по скорости подачи сопловой головки относительно поверхности диагностируемого образца или изделия, при которой начинается интенсивное разрушение покрытия, или по длине гидрокаверны от точки начала воздействия до точки полного разрушения покрытия или по глубине и ширине гидрокаверны. Технический результат: расширение возможностей контроля и диагностики устойчивости покрытия к действию внешних нагрузок для определения остаточного ресурса покрытий на образцах. 5 ил.
Наверх