Устройство для испытания материалов на трение и износ

 

Изобретение относится к технике исследования триботехнических свойств материалов. Цель изобретения - приближение условий испытания к условиям эксплуатации колеса, движущегося по рельсу, и моделирование динамических нагрузок на образцы. Устройство содержит основание 1, вращающийся ротор 3 с ползунами 4, расположенными между толкателем 7 и муфтой 9 кулачкового механизма. В ползунах 4 выполнены радиальные направляющие 10 для грузов 11. В корпусах 13 расположены оси 14, на которых закреплены попарно цилиндрические образцы 15 в держателях 16 в виде дисков. На сел редине каждой оси 14 закреплен тор (Л 16

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51) 5 G 01 Н 3/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Г)0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4656640/28 (22) 27 ° 02.89 (46) 30.05.91. Бюл. 11- 20 (71) Ленинградский сельскохозяйственный институт и Калининский Филиал государственного всесоюзного научноисследовательского института ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка (72) В.Я.Сковородин, П.А.Нестеров и С.П. Нестеров (53) 620.!78.16(088.8) (56) Сковородин В.Я,, Нестеров П.А.

Исследование иэносостойкости металлопокрытий в усповиях трения качения в абразивной среде. — В сб.: Совершенствование ремонта сельскохозяйственной техники. Л.: ЛСХЧ, 1983, с.20-27.

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ NATEРИАЛОВ НА TPEHHE И ИЗНОС (57) Изобретение относится к технике исследования триботехнических свойств материалов. Цель изобретения — приближение условий испытания к условиям эксплуатации колеса, движущегося по рельсу, и моделирование динамических нагрузок на образцы. Устройство содержит основание 1, вращающийся ротор 3 с ползунами 4, расположенными между толкателем 7 и муйтой 9 кулачкового механизма. В ползунах 4 выполнены радиальные направляющие 10 для грузов 11. В корпусах 13 расположены оси 14., на которых закреплены попарно цилиндрические образцы 15 в держателях 16 в виде дисков. На се редине каждой оси 14 закреплен тормО з 11ОЙ1 шкъ1В 1 7 с колодкОЙ 1 8, На Балу ротора 3 установлен вращаю|щийся

6>«l набат>,, со стоящии из двух ОДинакc>вых

-oo."H>b|õ пилиндритте "ки-: част "Й 2": H

2 1, связанных ОДна с ДругОЙ черь»э уп|1от;, е1 <е 2, На Вн ттреннет1 пов;"

; — ОСТИ;:-Иудой ЧНСТИ ЗЗКРЕПЛЕтlо ПО ОД1 : >11у с Оста >зному KOHTpl36paaцу 23 В

i> 1"1l;,>: е |м11ог ol ранника, При вращент,т 1 ро тор-; 3 =| грузах 11 возникают центро-" бежные си>1ы,. которые прижимают ци>1ипдриттеские Образцы 15 к контроб-"

| аз. .!.ам 2 3, и Обр аэцы 1 5 перекатывают- с;.: -o и слепним, В момент перехода

ОО11aзп| |т 1 5 с Одной г paHH конттэоб>р»аэцс::-; 23 на другую в сопряжении возн :."-<аЕТ ли|там;1ЧРскаЯ т>аДИаЛЬНаЯ НаГРУЗ-тса. Для создания дискретного однонаправленного проскальзывания при тгении качения образцов 15 по контроб5 разцам 23 периопически пртпкимают колодки 1 8 к шкиВам l / >. а Для сО зда

I>HH проскальзывания, изменяющегося т:О НЕПРЕРЫВНОМУ ЗаКОНУ вЂ :О ВЕЛИЧИНЕ и направлению одновременно увеличи10 тзают частоту вращения одной иэ частей барабана и уменьшают на столько же частоту вращения другой. С гомощью кулачкового механизма прижи.мают поочередно к боковььм поверхностям контробразцов 23 держатели 1б при осевом скольжении образцов 15.

1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изгиб»петение относится к технике с->eäoaaEIEIÿ триботехнических свойств

1»та-ериалов и, в частности, применимо

ДЛБ МО|тЕЛИРОВаНИЯ ИЗНаШИВанИЯ КОЛРС пь:",< пар .

Пель изобретения — приближение ,>С>1ОВИЙ ИСПЫтаНИЯ К УСЛОВИЯМ ЗКСПЛУгт: †..Дии колеса, движущегося Ilo рельсу

П:, гЕМ МОДЕПИРОВаНИЯ РЕжИМа ЗНаКОПЕр:менного проскальзывания, а также

;1опелирование динамических нагрузок

1- а образцы.

На фиг. 1 изображена принципиаль»=.я схема устройства,. на фиг. -2 устройство, Общий вид. устройство -"одержит Основание

Hiа КОтОрОИ с ПОмощью двух стОРк 2 установлен ротор 3 с полэунами А, На валу ротора 3 размещен кулачкоВь|Й механизм, состоящий из кулачка

5 барабанного типа, коромысла б, толкателя 7 с демпфером 8 и прула1Нной замыкающей муфтой 9. Ползуны А ротора 3 находятся между толкателем

7 с демпфером 8 и пружинной затьыкающей муфтой 9 и имеют внутри радиальпьте направляющие 1д, Б направляющих

10 размещены механизмы нагружения в

Виде Гру -IOH 1 ", сВязянньтх шарниром

12 с корпусами 13, В каждом из ко голых установлена на подшипниках сь 1- ;, На обеих сторонах оси 14 неподвижно закреглены пО два испы

":уемых цилиндрических образца 15

В Держателях 1б В виде дисков, диа-. метр которых больше диаметра образ-

ЦОВ, Образ| >юЩих мОДРли колес с pe 6 op дамч. На середине каждой оси 14 размещен тормозной шкив 17 с колодкой 18, представляющий собой механизм притормаживания образцов. Колодка 18 через силовой тросик связана с электромагнитом (не показаны) . a валу ротора 3, охватььзая ползуны 4, грузы 10 и испытуемые образцы 15 Вместе с их держателями 1б„ установлен на подшипниках 19 барабан, состоящий из двух одинаковых цили11дрических частей 20 и 21, связанных одна с другой через уплотнение 22 торцовыми открытыми сторонами обечаек. На внутренней поверхHOCтИ ОбЕ-тайКИ КаждОЙ ЧаетИ 20 И 21 барабана закреплено по одному контробразцу 23, в виде многогранника.

Поверхности граней ко.-т-тробразцов 23 имеют плоскую форму. Для доступа к образцам 15 и контробразцам 23, а та же для зат рузь >> В 6apaogll т1:,>д ления абразивно-коррозионной среды на его боковых стенках выполне Ibl герМЕТИЧЕСКИ ЗаКРЫВЯЮЩ. ЕСЯ ЛЮКИ ?il, т>О > тор, 1т,тлатток 5 и к .:;.-;Да H Ilg 1ас-.ей, Q 11 2 1 Оат>а|»аиа Ит:.el>»Ã Ври ИНДИ1ЭИДУ ЛЬ -ты |ПРИЯОДЬт ВРЯШЕттттт т |- С» О Я.

ice из мo Top" редуктОрсв 2 и цегтньы .-2 г переда 1 устройство раос i а4:т с - епу ошю>1 обp > »о|м

l» ЭКСГIЛУатагио1П>|Ь1::. >> словинх;а

:;зактер перемещения колесной Iapbl

:-ависит от хара .- ера г>вижения тран=СПОРТEIOI O СРЕДСТва H ilPO »HI, R Г1У TH. зывание образцов 15 по контробраэцам 23.

Моделирование в устройстве случая, когда в эксплуатации транспортное средство совершает поворот по рельсам, производится следующим образом.

Увеличивают частоту вращения одной из частей, например 20, барабана и уменьшают, соответственно, на столько же частоту вращения другой части 21. Затем выравнивают частоту вращения кулачка 5 с частотой вращения ротора 3, при этом вращающийся кулачок 5 устанавливают относительно вращающегося ротора 3 -в положении, при котором ползуны 4 смещаются в сторону части 20 барабана.

Тогда цилиндрические образцы 15 начинают перекатываться по контробразцам 23 с различным по направлению проскальзыванием. У образцов

15, перекатывающихся по контробраэцу 23, закрепленному на части 21 барабана, направление проскальзывания противоположно направлению их вращения, а у образцов 15, перекатывающихся по контробразцу 23, закрепленного на части 20, направление проскальзывания совпадает с направлением их вращения и к боковой поверхности этого же контробразца прижимаются держатели 16. Величина проскальзывания зависит от разности частот вращения обеих частей 20 и 21 барабана.

Данное устройство приближает условия испытаний образцов к эксплуатационным условиям колесных пар, а также позволяет проводить испытания материалов на трение и износ при трении качения с осевым скольжением, дискретным однонаправленным проскальзыванием и проскальзыванием, изменяющимся по непрерывному закону по величине и направлению, статической и динамической радиальных и осевых нагрузках.

Формула изобретения

1. Устройство для испытания материалов на трение и износ содержащее

4 основание, установленный на нем ротор с приводом его вращения и оппозитно расположенными радиальными направляющими, установленные в соот5 1652884

Моделирование в устройстве случая, когда в эксплуатации транспортное средство движется по прямолинейному пути с поперечным раскачиванием от5 носительно рельсов и временными периодическими снижениями линейной скорости путем притормаживания, производится следующим образом.

Перед испытаниями, при необходимости, внутрь барабана загружают абразивно-коррозионную среду и герметически закрывают люки 24. Задаются частоты вращения ротора 3, кулачка 5 и обеих частей 20, 21 ба- !5 рабана, при этом частота вращения кулачка 5 должна быть больше частоты вращения ротора 3, а частоты вращения обеих частей 20 и 2t барабана равны между собой. После этого включают мотор -редукторы 25 всех приводов. Возникающие при вращении ротора 3 в грузах 11 центробежные силы прижимают цилиндрические образцы 15 к контробразцам 23 и образцы 15 начинают перекатываться по последним без проскальзывания. Величина ста- тической радиальной нагрузки на образцы 15 зависит от частоты вращения ротора 3 и массы грузов t 1 раз- 30 мещенных в направляющих 10, а линейная скорость образцов 15 — от соотношения частот и направлений вращения ротора 3 и барабана. В момент перехода образцов 15 с одной грани контробразцов 23 на другую в сопряжении возникает динамическая радиальная нагрузка . Вращение кулачка

5 относительно ротора 3 вызывает через коромысло 6 осевое возвратно- 40 поступательное перемещение толкателя 7 с демпфером 8 и, соответственно> ползунов 4 вместе с испытуемыми образцами 15. При этом цилиндрические образцы 15 скользят в осевом направ- 4S ленни по контробразцам 23, а держате- . ли 16 в виде дисков поочередно прижимаются боковыми поверхностями с динамической нагрузкой к боковым поверхностям контробразцов 23. Далее, при всех работающих приводах, периодически включают на определенМ ные промежутки времени электромагниты, которые в эти промежутки прижимают через тросики колодки 18 к тормозным шкивам 17, снижая частоту вращения осей 14 с испытуемыми образцами 15 и вызывая, тем самым, дискретное однонаправленное проскаль1652884 ветствующих направляющих механизмы нагружения, связанные с соответствующими механизмами нагружения оси, расположенные параллельно валу ро5 тора, закрепленные на соответствуюЩих концах соответствующих осей держатели цилиндрических образцов, механизмы их притормаживания, размеЩенный коаксиально ротору барабан, охватывающий ротор и оси с держателями цилиндрических образцов, раз( крещенные на внутренней поверхности барабана контробразцы, привод враЩения барабана и кулачковый механизм, выполненный в виде размещенного на валу ротора кулачка с приводом его вращения, взаимодействуюЩего с ним коромысла, связанного с

Последним толкателя с демпфером и пружинной замыкающей .муфты, о т л иа ю щ е е с я тем, что, с целью приближения условий испытания к

1 словиям эксплуатации колеса, дви кущегося по рельсу, барабан выпол- 25

Пен составным из двух одинаковых соосных цилиндрических частей, связанных при помощи уплотнения, привод вращения барабана связан с одной его частью, устройство снабжено вторым приводом вращения, связанным с другой частью барабана, расположенными на роторе ползунами, в которых размещены соответствующие направляющие с механизмами нагружения, ползуны размещены между толкателем с демпфером и пружинной замыкающей муфтой и установлены с возможностью контактирования с ними, а держатели соответствующих цилиндрических образцов выполнены в виде дисков, центральная часть плоской поверхности которых предназначена для связи с соответствующими образцами, а периферийная кольцевая часть свободна.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью моделирования динамических нагрузок на образцы; контробразцы выполнены в виде многогранников.