Устройство для исследования процесса трения твердых тел

 

М-Е

ОПИС

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 597945

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 250573 (21) 1919858/25-28 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Я (И) М. Кл.

Я 01 Т(3/56

ГИИ14! рьтиьииыи иьаитьт

Сьиьть NIIIITPCI GOOP иа 4ьииа иьььрьтьии4 и ьтирытий

{53) УДК 621.891:620. . 178. 162. 43 (088. 8) (43) Опубликовано 150378.Бюллетень № 10 (45) Дата опубликования описания 220278 (72) Авторы изобретения н. ИЬ.Алексеев, и. В. крагельский и В.е. лукошкин

Росударстйенный научно-исследовательский институт машиноведения

Pl) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ТРЕНИЯ

ТВЕРДЫХ ТЕЛ

Изобретение относится к области исследования механических свойств материалов, а именно, к устройствам для исследования процесса трения твер-, дых тел с целью определения склонно- 5 сти материалов к заеданию.

Известны устройства указанного назначения, в которых модель для исследования эаедания представляет собой пару плоских образцов, к которым при- 10 ложена сжимающая нагрузка 11.

При использовании плоских образцов не моделируется силовое взаимодействие тел на элементарных площадках фактического контакта, поэтому опреде- 15 ленная с помощью известного устройства нагрузка заедания характеризует лишь воэможность заедания при определенном состоянии контактирующей пары материалов, но она не может рассматри- Ю ваться как характеристика склонности материалов к заеданию.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по техническому существу является устройство для исследования 25 процесса трения твердых тел, содержащее модель единичного контакта в виде перемещаемых друг относительно друга сферического индентера и плоского образца $2). При исследовании З0

2 индентер, используемый в роли отдельной микронеровности, или плоский об-, разец, закрепляется в корпусе плоский образец или индентер с помощью какого-либо привода перемещается относительно индентера, при этом с помощью динамометра измеряется сила трения.

Достоинством такого устройства является возможность моделирования трения на единичном контакте шероховатых поверхностей. Однако оно не позволяет моделировать в увеличенном масштабе процесс заедания, развивающийся на единичном пятне контакта. Это объясняется тем, что для возникновения процесса заедания необходимым условием является воэможность неограниченного роста единичного пятна фактического контакта, в то время как в модели сферический индентер — плоский образец размеры пятна ограничены сферической поверхностью индентера, вследствие чего эти размеры и размеры пластической области всегда соизмеримы с радиусом сферы индентера. Целью изобретения является создание такого устройства, которое позво- чило бы исследовать заедание путем величения пятна контакта.

597945

Для этого предлагаемое устройство снабжено жестко связанным с индентером элементом с плоской рабочей поверхностью, установленным с необходимым начальным зазором относительно поверхности образца перед индентером

5 по направлению перемещения.

Устройство может быть снабжено также вторыми айалогичными индентером и элементом, установленными с противоположной стороны образца.

На чертеже схематически изображено описываемое устройство.

В корпусе 1 установлены друг против друга сферические индентеры 2 и

3, между которыми вставляется плоский l5 образец 4, для перемещения которого может быть использован любой тип привода 5 ° Для определения усилия сопротивления перемещению между плоским образцом 4 и приводом 5 установ- Я) лен динамометр 6. Каждый из индентеров образует с образцом 4 модель единичного контакта. С индентерами 2 и

3 жестко связаны элементы 7 и 8, имеющие, соответственно, плоские рабо- 25 чие поверхности 9 и 10 . Элементы 7 и

8 устанавливаются перед индентерами

2 и 3 по направлению перемещения с необходимым начальным зазором относительно поверхности образца 4. Укаэанный зазор может регулироваться с помощью прокладок 11 и 12.

Работает устройство следующим образом.

При перемещении образца или индентера пластически деформируемый мате. риал образца вытесняется, образуя перед индентером валик, размеры которого увеличиваются до тех пор, пока он либо не сформируется в стружку (при царапании), либо не примет устойчивые размеры (при внешнем трении) °

При этом пдощадь фаКтичЕского контакта хотя и превосходит иаходную, однако соизмерима с ней. Если же, как это предусмотрено изобретением, перед 46 индентером установить элемент с плоской рабочей поверхностью, то при достаточно малом зазоре между последней и поверхностью образца вытесняемый материал, не успев сформироваться в валик или стружку, заполнит зазор.

Поскольку объем вытесняемогб материала на единицу перемещения постоянен, то ограничение, накладываемое на течение вытесняемого материала, приведет к интенсивному заполнению им зазора и, следовательно, к увеличению пятна контакта. При соблюдении других условий, выполнение которых в предложенном устройстве возможно (изготовление образца иэ упрочняющего материала, создание высского трения), рассматриваемый процесс разовьется в заедание.

Достигаемая прн испсльэовании изобретения воэможность исследования эаедания способствует правильнсму выбору материалов для узлов трения и тем самым повышению их срока службы.

Формула изобретения

1. Устройство для исследования процесса трения твердых тел, содержащее модель единичного контакта в виде перемещаемых друг относительно друга сферического индентера и плоского образца, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельк иСследования эаедания путем увеличения пятна контакта, оно снабжено жестко связанньм с индентером элементом с плоской рабочей поверхностьк, установленным с необходимым начальным зазором относительно поверхности образца перед индентером по направлению перемещения.

2. Устройство го п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено вторыми аналогичными индентором и элементом, установленными с противоположной стороны образца.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Труды П1 -й Всесоюзной конференции по трению и износу в машинах. т.11, М., изд. АН СССР, 1960, с.26-34.

2. Авторское свидетельство @333448, кл. С 01 и 3/56, 1971.

597945

Составитель. В.Шехтер

Редакто Н.A истова Тех ед О.Андрейко Корректор H "демнрская

Заказ 1207/ЗЗ Тираж 1112 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Ссвета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035д Москва Ж-. 35 Ра скан наб. . 4 5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4