Установка для исследования ударного абразивного изнащивания

 

О П И С А НИ ЕИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<н763741

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03 . 03 . 76 (21) 2330788/25-28 с присоединением заявки №(23) Приоритет—

Опубликовано 15,0980. Бюллетень ¹ 34

Дата опубликования описания 1809.80

<51)м. к .

1 ь 01 ц 3/56

Государственный комитет

ССС P но делам изобретений и открытий (53) УДК 620.178. .165:620.171.32 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.Н.Кащеев и Э.Л.Вольф (71) Заявитель

Томский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. В.В.Куйбышева (54 ) УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ УДАРНОГО

АБРАЗИВНОГО ИЗНАШИВАНИЯ

Изобретение относится к области исследований прочностных свойств твердых материалов, в частности сопротивления их износу, и касается конструкции установки для исследования ударного абразивного изнашивания твердых материалов в потоке абразивных частиц при низких температурах. 10

Известна установка для исследования изнашивания в потоке абразивных частиц при низких температурах, содержащая держатель образцов, расположенных заподлицо с его наружной поверхностью, криостат для охлаждения образцов до требуемой темпера туры и центральный ускоритель, создающий скоростной поток, абразивных частиц, воздействующих в процессе испытаний иа открытие поверхности образцов g2g .

Недостаток этой установки состоит в том, что вылетакщие иэ .каналов ротора абразивные частицы даже однород-25 ных фракций имеют различные скорости выхода вследствие разного сопротивления скольжения по каналу ротора, а частицы разной формы и величины на пути от ротора до обраэца встречают, двигаясь в воздухе, разное сопротивление. Кроме того, на ней не исключено влияние на износостойкость образцов инея, образующегося по мере понижения температуры на их поверхностях, Одинаковые скорости частиц в абра. зивном потоке обеспечены на другой известной установке для исследования ударного абразивного изнашивания, содержащей цилиндрический корпус с вмонтированным в него электронагревателем, установленный внутри корпуса с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси держатель образцов, расположенных заподлицо с. его наружной поверхностью, и вертикально расположенную трубку для подаЧи абразива с воронкой на одном и косым срезом на другом конце, обращенном в сторону вращения держателя (2J

Скорость абразивного потока в ней определяется скоростью свободного падения абразивных зерен прн прохождении их по трубке и практически одинакова для зерен различных размеров и формы, хотя искажения их скорости эа счет влияния аэродинамического приповерхыостного потока воздуха полностью

763741 не исключены.В конструктивном отношении эта установка является ближайшей к предлагаемой.

Недостатком ее является то обстоятельство, что, во первых, на ней не исключено повторное воздействие рикошетирующих абразивных частиц на изнашиваемые образцы, что снижает точность оценки их износостойкости, а во-вторых, поскольку она не предназначена для проведения испытаний при низких температурах, в ней не предусмотрены средства удаления инея с поверхности образцов, который также может влиять на их износостойкость.

Цель изобретения — повышение точности оценки износостойкости исследуемых материалов при низких температурах.

Цель достигается тем, что в предлагаемой установке .внутренний диа- 20 метр корпуса не менее чем в два раза превышает внешний диаметр держателя, в качестве средства изменения температуры использован криостат, а у трубки со стороны, противоположной 25 .срезу, расположен скребок для удале-. ния образующегося на поверхности образцов инея, выполненнйй, например„ в виде мягкой щетки.

На фиг. 1 представлена схема предложенной установки; на фиг. 2 — то же,вид сбоку.

Внутри корпуса 1 со слоем пено.пластовой изоляции 2 смонтирован криостат 3 с выпарным отверстием и с пенопластовой крышкой 4, закрывающей отверстие рабочей камеры 5, сквозь которое внутрь криостата устанавливается держатель 6 исследуемых образцов)установленный с возможностью вращейия вокруг горизон- 40 тальной оси и приводимый во вращение от электродвигателя постоянного тока. Абразивные частицы свободно падают на поверхность образцов через направляющую трубку 7 с воронкой 8.

На конце трубки, расположенном в непосредственной близости от поверхности образцов, выполнен косой срез

9, обращенный в сторону вращения держателя. Со стороны, противоположной срезу, на трубке закреплен скребок

10, выполненный в вйде мягкой, в частности волосяной щетки. ОтработавР шие абразивные зерна скапливаются в процессе испытаний в эерносборнике

11. Уровень хладагента в криостате определяется указателем 12 поплавкового типа. температура среды внутри корпуса регистрируется термопарой 13, закрепленной .на направляющей трубке

7 в непосредственной близости от по- Щ верхности образцов.

Установка работает следующим образом.

Исследуемые образцы крепятся на держателе 6, который устанавливаетсй ф5 нутри криостата 3, заполненного

Р хладагентом, например жидким азотом, это позволяет достичь температуры образцов порядка -160 Ñ. Более низкие температуры достигаются применением других хладагентов. Абразив попадает на поверхность вращающихся образцов из воронки 8, скорость их соударения определяется высотой свободного падения. Вследствие кратковременности процесса падения абразивные свойства зерен практически не зависят от температуры внутри корпуса.

Поскольку внутренний диаметр корпуса в 2 раза превышает наружный диаметр держателя, то отскочившие абразивные зерна повторно не участвуют в процессе изнашивания, а попадают в зерносборник 11. Цальнейшее увеличение внутреннего диаметра корпуса возможно, однако это сопряжено с увеличением расхода хладагента, поэтому нецелесообразно. Угол атаки абразива регулируется изменением скорости вращения образцов.

Износ их регистрируется известными методами, например взвешиванием. 3азор между концом трубки и вращающимся образцом устанавливается меньше среднего диаметра используемых абразивных зерен. Влияние аэродинамического потока воздуха, увлекаемого при вращении держателя в зазор между ним и трубкой, практически исключается экранирующим действием скребка, который одновременно используется и для удаления инея с поверхности о6разцов, появляющегося на них вследствие вымораживания влаги по мере понижения температуры внутри корпуса, Скребок устанавливается на направляющей трубке со стороны, противополож ной срезу, и непосредственно контактирует с поверхностью образцов. Для того, чтобы он их не изнашивал, скребок выполнен в виде мягкой волосяной щетки.

Установка позволяет проводить сравнительные исследования абразивной износостойкости материалов в широком интервале низких температур, а также абразивной способности самих частиц. Незначительные конструктивные изменения позволяют использовать данную установку для низкотемпературного изнашивания материалов при значительном силовом воздействии абразивных .зерен вплоть до их разрушения (метод двух колец), а также исследовать трение чистых металлов.

Формула изобретения

Установка для исследования ударного абразивного изнашивания, содержащая цилиндрический корпус с вмонтированным в него средством изменения

763741 фий.2 фее.1

Составитель Б.Сачек

Редактор Л.Батанова Техред Ж.Кастелевич Корректор Е.Папп

Заказ 627 /36 Тираж О 9 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5, Филиал ППП Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4 температуры внутренней среды, установ» ленный внутри корпуса с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси держатель образцов, в котором образцы расположены эаподлицо с его наружной поверхностью, вертикально распо- 5 ложенную трубку для подачи абразива с воронкой на одном и косым срезом на другом конце, обращенном в сторону вращения держателя, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения )Q точности оценки износостойкости исследуемых материалов при низких температурах, внутренний диаметр корпуса не менее, чем в 2 раза превышает внешний диаметр держателя, а у трубки, со стороны противоположной срезу, расп .» ложен скребок для удаления образующегося на поверхности образцов инея, .выполненный, например, в виде мягкой щетки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Труды Таллинского политехнического института. Серия А, 9 271, 1969, с. 31.

2.Стандартизация и унификация средств и методов испытания на трение

И износостойкость. Материалы Всесоюз-. ной научно-технической конференции, M., 1975, т.2, с.36.