Способ изготовления образцов для триботехнических испытаний сопряжения типа "вал-вкладыш"

Изобретение относится к области исследования механических свойств металлов, в частности их износостойкости, и касается подготовки образцов типа «вкладышей» для испытаний. Способ изготовления образцов для испытания трибосопряжения типа «вал-вкладыш» включает механическую обработку заготовок образцов. При этом предварительно изготавливают технологический диск, в котором растачивают центральное отверстие диаметром не меньше диаметра испытуемого трибосопряжения. Из исследуемых материалов предварительно изготавливают заготовки вкладышей в виде призматических колодочек прямоугольной формы по размерам гнезда в держателе триботестера. Устанавливают их на поверхности технологического диска попарно-симметрично на одном расстоянии от оси центрального отверстия, смещая их к центру относительно края отверстия на величину, не меньшую припуска под расточку. Жестко крепят их в этом положении, а затем растачивают в сборе до диаметра испытуемого сопряжения. Обеспечивается возможность изготовления триботехнических образцов в условиях ограниченного количества экспериментального материала малоразмерного сортамента. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области исследования механических свойств металлов, в частности, их износостойкости, и касается подготовки образцов типа «вкладышей» для испытаний.

Известен способ изготовления образцов для триботехнических испытаний сопряжения типа «вал-вкладыш» путем расточки втулки до диаметра натурного трибосопряжения с последующей их резкой в осевом направлении, в результате чего образуются два вкладыша.

В процессе испытаний один или оба вкладыша сопрягаются с валом, которому задается принудительное вращательное или возвратно-поступательное движение [Д.В. Конвисаров «Методика лабораторных испытаний металлов на износ трением и типы испытательных машин» - Сб. «Трение и износ в машинах», изд. АНСССР, М. - Л., 1939 г., т. 1, стр. 328…345].

Известен также способ изготовления образцов для триботехнических испытаний состоящий в том, что из заготовки требуемого материала (вала или трубы конкретной марки сплава) предварительно отрезают диск (втулку), растачивают в нем центральное отверстие до диаметра исследуемого сопряжения, а затем разрезают их по радиальным сечениям на отдельные радиальные сектора [Л.И. Тушинский, А.В. Плохое «Исследование структуры и физико-механических свойств покрытий» - Новосибирск, 1986 г. - Изд-во «НАУКА», Сибирское отделение, с. 193.] - принято за прототип.

Окружная длина такого радиального сектора выбирается из условия обеспечения требуемого контактного давления в реальном трибосопряжении.

Образцы такого типа используют для стендовых триботехнических испытаний на широко известных установках типа СМТ-1, СМЦ-2, и др. Диаметр поверхности скольжения, т.е. внутренний диаметр сектора у них обычно в пределах 35…50 мм, а наружный диаметр - 68 мм. Следовательно диаметр исходной заготовки металла должен быть порядка 70 мм. Наличия на складе металла такого сортамента и нужного ассортимента можно ожидать лишь для давно освоенных, возможно даже уже тестированных, материалов.

Однако при разработке новых экспериментальных сплавов такой выбор исключен, т.к. на стадии исследования в лабораторных условиях сплавы получают обычно путем отливки в тигель, и размеры заготовок в виде пластин (150…200×15…25×8…10) или прутков (d=6…15 мм) при этом существенно меньше.

В то же время испытательная техника современного уровня для определения механических и триботехнических свойств - малогабаритная, настольная, многофункциональная, как правило оснащенная программируемым комплексом, -и не требует крупноразмерных образцов, поскольку теперь при триботехнических испытаниях задача сводится не к воспроизведению натурных условий и режимов, а к моделированию вида контактного взаимодействия (точечный, линейный, поверхностный контакт) и степени его нагруженности.

Заявляемый способ направлен на обеспечение возможности изготовления триботехнических образцов в условиях ограниченного количества экспериментального материала малоразмерного сортамента.

Указанный результат достигается тем, что способ изготовления образцов для испытания трибосопряжения типа «вал-вкладыш» включает механическую обработку заготовок образцов. При этом предварительно изготавливают технологический диск, в котором растачивают центральное отверстие диаметром не меньше диаметра испытуемого трибосопряжения, из исследуемых материалов предварительно изготавливают заготовки вкладышей в виде призматических колодочек прямоугольной формы по размерам гнезда в держателе триботестера, устанавливают их на поверхности технологического диска попарно-симметрично на одном расстоянии от оси центрального отверстия, смещая их к центру относительно края отверстия на величину, не меньшую припуска под расточку, жестко крепят их в этом положении, а затем растачивают в сборе до диаметра испытуемого сопряжения.

Указанный результат достигается также тем, что заготовки вкладышей жестко крепят к поверхности технологического диска винтами.

Предложенное решение иллюстрируется чертежом, на котором представлена схема расположения и крепления изготавливаемых вкладышей.

Способ реализуется следующим образом. Предварительно из отлитых пластин исследуемых металлов вырезают отдельные призматические колодочки 1 по форме гнезда в держателе триботестера, и выполняют в них отверстия под крепления на технологическом диске.

В свою очередь в технологическом диске 2, выполненном из любого конструкционного материала, растачивают центральное отверстие, диаметр которого по крайней мере не меньше диаметра испытуемого сопряжения. На его торцевой поверхности размечают и изготавливают расположенные на одном радиусе резьбовые отверстия для крепления вышеупомянутых колодочек, которые устанавливают со смещением к центру относительно края отверстия на величину «h», не меньшую припуска под расточку. Расположенные попарно-симметрично колодочки, что необходимо для контроля диаметра при расточке, жестко крепят к поверхности диска и в таком положении растачивают их «на проход» до диаметра испытуемого трибосопряжения.

Таким образом, если в способе-прототипе операция расточки до диаметра трибосопряжения выполняется первой, то согласно предложенному решению она последняя. Такая групповая технология обеспечивает идентичность формы и качество поверхности для всех вкладышей.

Прямоугольная форма вкладышей по размерам установочного гнезда в держателе триботестера исключает возможное тангенциальное смещение вкладыша в направлении вектора скорости, чем обеспечивается постоянство площади контакта и, следовательно, контактного давления. В частности, для триботестера Т-05, для которого согласно паспортным данным габаритные размеры колодочек равны 15,75×11,8×6,0 площадь трения составляет S=1 см2, при этом контактное давление Рноминально равно нормальной нагрузке N.

Припуск на расточку колодочек определяется высотой h радиусного сегмента, образующегося при смыкании растачиваемой цилиндрической поверхности с боковыми поверхностями колодочки.

Предложенное техническое решение было реализовано при исследовании и испытаниях экспериментальных алюминиевых подшипниковых сплавов, предполагаемых для возможной замены (из-за наличия в составе меди) дорогостоящих бронз.

Из большой серии (24 алюминиевых сплава) по результатам механических и триботехнических испытаний, выполненных на триботестере Т-05, который позволяет проводить испытания по ряду международных стандартов [В.Л. Потеха «Трибодилатометрия» изд. Гомельского государственного технического университета им. П.О. Сухого, г. Гомель, 2000 г., 365 с], были отобраны и рекомендованы 2 сплава для возможной замены бронзы БрО4Ц4 С17.

1. Способ изготовления образцов для триботехнических испытаний сопряжения типа «вал-вкладыш», включающий механическую обработку заготовок образцов, отличающийся тем, что предварительно изготавливают технологический диск, в котором растачивают центральное отверстие диаметром не меньше диаметра испытуемого трибосопряжения, из исследуемых материалов предварительно изготавливают заготовки вкладышей в виде призматических колодочек прямоугольной формы по размерам гнезда в держателе триботестера, устанавливают их на поверхности технологического диска попарно-симметрично на одном расстоянии от оси центрального отверстия, смещая их к центру относительно края отверстия на величину, не меньшую припуска под расточку, жестко крепят их в этом положении, а затем растачивают в сборе до диаметра испытуемого сопряжения.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что заготовки вкладышей крепят к поверхности технологического диска винтами.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области трибометрии для исследования процессов трения, износа и трибоЭДС как при сухом трении, так и со смазкой. Машина трения содержит стол с жестким основанием, электродвигатель, неподвижную бабку, в которой в подшипниковой опоре размещен приводной вал, один конец которого через муфту соединен с электродвигателем, а другой - с ведущей головкой с контрэлементом, к которому прижимается торцом образец с помощью механической системы в виде рычагов, при этом образец закреплен в образцедержателе, расположенном на валу в подвижной бабке, и вал, вращающийся вокруг своей оси и перемещающийся вдоль оси для передачи усилия на образец с помощью механической системы в виде рычагов, при этом момент трения уравновешивается маятником, жестко связанным с образцедержателем с определением момента по шкале.

Изобретение относится к технике испытаний на трение и износ материалов и покрытий в условиях атмосферы и в высоком вакууме. Установка содержит форвакуумный насос, измерительный рычаг со вставкой с контртелом, установленным во фланце оправки карданной крестовины, герметично соединенным с гибким сильфоном с неподвижно установленной вакуумной камерой, привод с эксцентриковым валом, связанным тягой с рычагом карданной крестовины, рычаг с грузом, испытываемый образец, закрепленный в крышке неподвижной вакуумной камеры.

Изобретение относится к испытаниям материалов на износ при трении и предназначено для определения износостойкости материалов упрочняющих покрытий рабочих органов сельхозмашин при их абразивном изнашивании в почве в реальных условиях.

Изобретение относится к неразрушающему контролю изделий при определении их механических свойств и предназначено для контроля технического состояния канатов шахтных подъемных установок.

Изобретение относится к области трибодиагностики и может быть использовано при оценке состояния качества поверхностей пары трения «металл-металл» эндопротеза тазобедренного сустава, а также аналогичных других сферических поверхностей.

Изобретение относится к лабораторным стендам для испытаний почворежущих элементов сельскохозяйственных машин. Круговой почвенный стенд состоит из каркаса, приводного механизма, уплотнительных катков, грузов, рыхлителей почвенной массы, резервуара воды с капельницей, кругового почвенного канала, приспособления с гнездом для установки испытуемого образца.

Новая конструкция держателя колодки для роликовых машин трения относится к области трибологии и предназначено для установки колодок на машинах трения «Амслер» и других аналогичных типов при проведении износных испытаний.

Изобретение относится к испытаниям материалов на износ и может быть использовано при оценке износостойкости образца из любого материала при действии на них абразивных частиц.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для проверки стойкости антикоррозионных покрытий на истирание, например для аспирационных трубопроводов.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для трибологических испытаний наружных и внутренних цилиндрических поверхностей образцов, и может быть использовано при испытаниях на износ, например, гильз цилиндров, валов и т.п.

Группа изобретений относится к области оптических измерений одновременно нескольких параметров изделий, в частности к устройствам для измерения величины износа и температуры изделий при трении. Устройство для измерения величины износа и температуры изделия при трении по его первому варианту и второму вариантам содержат, как минимум, два последовательно сформированных внутриволоконных оптических датчика величины износа и температуры изделия при трении на основе брэгговских решеток с участком измерительного волоконно-оптического световода между ними, не занятым брэгговской решеткой, равным по длине, как минимум, одному ее периоду. Кроме того, устройство содержит, например, как минимум, два последовательно расположенных внутриволоконных оптических датчика величины износа и температуры изделия при трении, выполненных на основе брэгговской решетки с фазовым π-сдвигом; интерферометра Фабри-Перо, построенного с использованием брэгговских решеток; брэгговских решеток, настроенных на одну рабочую длину волны; брэгговских решеток, настроенных на разные рабочие длины волн. Устройство для измерения величины износа и температуры изделия при трении по его второму варианту в отличие от его первого варианта содержит дополнительно введенный разветвитель, установленный за циркулятором в разрыв измерительного волоконно-оптического световода. К первому выходу разветвителя последовательно подключены первый отрезок и второй конец измерительного волоконно-оптического световода, а ко второму выходу разветвителя - второй отрезок измерительного волоконно-оптического световода, предназначенные для размещения в изделии, при этом на втором конце измерительного волоконно-оптического световода, предназначенного для размещения в изделии, сформирован, как минимум, один внутриволоконный оптический датчик величины износа и температуры изделия при трении на основе брэгговской решетки. Технический результат – повышение диапазона непрерывного измерения величины износа без существенного усложнения устройства. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области исследования износостойкости материалов, используемых в стоматологии. Сущность изобретения: замеряют массы, геометрические размеры и шероховатость поверхности образцов эталона и исследуемого материала и помещают их на дно емкости. В емкость засыпают абразивный порошок (например порошок мела). Заливают в емкость модельную среду и устанавливают ультразвуковой излучатель, с его помощью производят высокочастотные колебания модельной среды с частотой колебания 20-40 килогерц, перемешивают абразивный порошок в модельной среде. Испытание образцов на износостойкость проводят в модельной среде с абразивным порошком при высокочастотных колебаниях, а по окончании испытания у образцов замеряют массы, геометрические размеры и шероховатость поверхностей. Сопоставляют износ образца, изготовленного из исследуемого материала с износом образца эталона, и по разнице износа оценивают износостойкость предложенного материала. Технический результат: простота и надежность. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технике испытания строительных материалов Стенд содержит термостатированную камеру с размещенным в ней узлом создания усилия на испытуемый образец, имеющим обрезиненное колесо, закрепленное в держателе; выводящимися на пульт управления терморегулятором и измерителем глубины образующейся колеи; выполненным с возможностью движения по горизонтальным направляющим штангам посредством привода с электродвигателем испытательным столом. В стенд введен узел имитации участка дорожного полотна из испытуемого материала, содержащий вытянутую пластину, зафиксированную с ее одной торцевой стороны шарнирной парой, а под противоположной незакрепленной стороной вытянутой пластины размещена зубчатая рейка, выступающая из-под вытянутой пластины. Поверх невыступающего конца зубчатой рейки выполнен наклонный участок, сформированный с незакрепленного конца вытянутой пластины, по протяженности целиком под ней, плавно снижающимся в направлении центра вытянутой пластины. На противоположном, удаленном к периферии, конце зубчатой рейки размещено зубчатое колесо, контактирующее с шаговым двигателем, расположенным на испытательном столе за пределами места для фиксации испытуемого образца и выведенным на пульт управления. Технический результат: повышение достоверности и точности исследования на колееобразование. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области испытания материалов на износ и может быть использовано при оценке износостойкости поверхностей и покрытий. Сущность: осуществляют склерометрирование наплавленного покрытия, нанесенного на основной материал с последующим измерением геометрических параметров деформации поверхности покрытия. На начальном этапе измерения геометрических параметров измеряют ширину царапины основного материала и ширину царапины наплавленного материала с последующим определением коэффициента износостойкости по формуле:K=С b/d,где b - ширина царапины основного материала (мкм),d - ширина царапины наплавленного слоя (мкм),С=0,7÷1,5 - коэффициент, учитывающий особенности процесса наплавки (режимы обработки, добавки). Технический результат: повышение точности и упрощения технологии проведения оценки износостойкости наплавленного покрытия, нанесенного на основной материал. 3 ил.

Изобретение относится к исследованию трибологических свойств смазочных материалов, используемых в узлах трения. Способ основан на использовании верхнего и нижнего слоя поверхностей трения в присутствии исследуемого слоя смазки между ними, при этом формируют молекулярную модель пары трения с рандомизированным расположением молекул в смазочном слое с использованием ЭВМ и программы молекулярного моделирования, реализующей методы молекулярной механики, молекулярной динамики и квантовой химии, при этом после размещения двух параллельных слоев поверхностей трения с исследуемым слоем смазки между ними, проводят, используя процедуры минимизации энергии системы, оптимизацию положения молекул в смазочном слое, после чего находят межфазную поверхностную энергию, путем определения разницы энергий системы до взаимодействия смазочного слоя с поверхностью трения и после взаимодействия; затем осуществляют циклический сдвиг верхней поверхности трения относительно нижней, сохраняя параллельность заданное количество раз, повторяя процесс оптимизации положения молекул на каждом шаге сдвига, вследствие чего молекулы в смазочном слое принимают определенное геометрическое расположение в пространстве; после чего с учетом расположения молекул относительно поверхностей трения по известным зависимостям рассчитывают ориентационный коэффициент, а коэффициент упорядоченности молекул в смазочном слое рассчитывают из заданного соотношения, затем с помощью программы молекулярного моделирования рассчитывают потенциальную энергию системы, при этом ориентационный коэффициент, коэффициент упорядоченности молекул в смазочном слое и максимальное значение потенциальной энергии системы коррелируют с напряжением сдвига и, соответственно, силой трения; после чего по полученным данным определяют наиболее эффективное смазочное средство, которое обладает наименьшим напряжением сдвига при наименьшем значении потенциальной энергии системы и наибольших ориентационном коэффициенте и коэффициенте упорядоченности. Достигается упрощение и повышение эффективности оценки. 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к исследованию трибологических свойств смазочных материалов, используемых в машиностроении. Способ заключается в эксплуатации пары трения в присутствии смазки, пропускании через нее электрического тока при неподвижной паре трения и при установившемся режиме трения, при этом определяют электрическую емкость между верхней и нижней поверхностями пары трения палец-диск в присутствии слоя смазки и по полученным показаниям судят о диэлектрической проницаемости исследуемого материала и ориентации молекул в слое, при этом чем больше коэффициент упорядоченности молекул в ориентированном слое (ближе к единице), а вектор преимущественной ориентации молекул совпадает с вектором электрического поля, создаваемого вследствие измерения емкости, тем диэлектрическая проницаемость смазочного материала выше и выше смазочные свойства испытуемого образца; совместно с измерениями емкости производят измерение толщины пленки с помощью лазерного измерителя; результаты получают при неподвижной паре трения и при установившемся режиме трения, после чего судят об эффективности смазочного материала и о роли трибоактивных компонентов в составе смазочного материала путем сопоставления данных испытания с требуемыми параметрами. Достигается возможность расширения диапазона оцениваемых свойств смазочных материалов.

Изобретение относится к способам оценки внешних и внутренних параметров узлов трения тормозных устройств в стендовых условиях, в частности пар трения ленточно-колодочных тормозов буровых лебедок. Предложен способ оценки внешних и внутренних параметров узлов трения при испытании в стендовых условиях, при которой механические системы объектной и модельной структуры, состоящие из подсистем, при их контактно-импульсном электротермомеханическом фрикционном взаимодействии подсистем, находящемся во взаимодействии с конструктивными особенностями, линейным или полиноминальным законами изменения тахограмм металлического фрикционного элемента пары трения, а также со скоростной, силовой, электрической, тепловой и химическими характеристиками узла трения, составляющими его единое поле энергетического взаимодействия при условии, что между внешними и внутренними параметрами «объекта» и «модели» обеспечивают необходимые соотношения. Достигается повышение достоверности результатов определения эксплуатационных параметров пар трения. 12 табл., 57 ил.

Изобретение относится к области исследования механических свойств металлов, в частности их износостойкости, и касается подготовки образцов типа «вкладышей» для испытаний. Способ изготовления образцов для испытания трибосопряжения типа «вал-вкладыш» включает механическую обработку заготовок образцов. При этом предварительно изготавливают технологический диск, в котором растачивают центральное отверстие диаметром не меньше диаметра испытуемого трибосопряжения. Из исследуемых материалов предварительно изготавливают заготовки вкладышей в виде призматических колодочек прямоугольной формы по размерам гнезда в держателе триботестера. Устанавливают их на поверхности технологического диска попарно-симметрично на одном расстоянии от оси центрального отверстия, смещая их к центру относительно края отверстия на величину, не меньшую припуска под расточку. Жестко крепят их в этом положении, а затем растачивают в сборе до диаметра испытуемого сопряжения. Обеспечивается возможность изготовления триботехнических образцов в условиях ограниченного количества экспериментального материала малоразмерного сортамента. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх