Устройство для испытания материалов на трение и износ

 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для испытания материалов на трение и износ при возвратно-поступательном перемещении . Целью изобретения является приближение условий испытаний к реальным условиям работы пары трения: поршневое кольцо - гильза цилиндра. В устройстве нагружающий узел соединен с осью 15 двуплечего рычага 16, который взаимодействует с толкателями 18, связанные с держателями 10 контрОбразцов 11. Образцы 6 материалов устанавливаются в держатели 5, связанные с Н-образным нагревательным элементом 19, который размещен в каретке 2, совершающей возвратно-поступательные перемещения с помощью соответствующего узла, который связан через регулятор 22 с узлом нагружения. Образцы 6 могут быть выполнены с одинаковыми или различными площадями поверхностей трения, а двуплечий рычаг 16 выполняется равноплечим или разноплечим. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ COOf-: ВСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G О1 N 3/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4673897/28 (22) 04,04,89 1

146) 23,06.91, Бюл. й. 23 (72) Л.Г.Гулянский (53) 620,178,16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1226151, кл, G 01. N 3/56, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ТРЕНИЕ И ИЗНОС (57) Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для испытания материалов на трение и износ при возвратно-поступательном перемещении. Целью изобретения является приближение условий испытаний к реальным условиям работы пары трения; поршневое

„,!Ж„„1658022 А1 кольцо — гильза цилиндра, В устройстве нагружающий узел соединен с осью 15 двуплечего рычага 16, который взаимодействует с толкателями 18. связанные с держателями 10 контробразцов 11. Образцы 6 материалов устанавливаются в держатели 5, связанные с

Н-образным нагревательным элементом 19, который размещен в каретке 2, совершающей возвратно-поступательные перемещения с помощью соответствующего узла, который связан через регулятор 22 с узлом нагружения. Образцы 6 могут быть выполнены с одинаковыми или различными площадями поверхностей трения, а двуплечий рычаг 16 выполняется равноплечим или разноплечим.

2 з.п. ф-лы, 4 ил, 1658022

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для испытания на трение и износ при возвратно-поступательном перемещении, в частности при условиях нестацион ар но го на(гружения, трения и контактного теплообмена, Целью изобретения является приближение условий испытаний к реальным условиям работы пары трения поршневое кольцо — гильза цилиндра путем обеспечения воэможности испытания пар трения с различной микрогеометрией и площадью поверхности, различным давлением прижатия, различным теплообменом.

На фиг.1 схематично изображено устройство, общий вид; на фиг.2 — шток механизма нагружения с двуплечим рычагом и толкателями; на фиг,3 — каретка с нагревательным узлом; на фиг.4 — графики изменения давления прижатия Р и силы трения F>p в течение времени рабочего цикла тц.

Устройство содержит основание 1, подвижно установленную на нем каретку 2, связанную с узлом возвратно-поступательного перемещения, в направляющих 3 которой размещен нагреватель 4 с держателями

5 образцов 6. Привоф в виде электродвигателя 7 и ременной передачи 8 соединен с механизмом нагружения, состоящим иэ штока 9, связанного с держателями 10 контробразцов 11 и упора 12, взаимодействующего с пружинами 13 и регуляторами 14 их затяжки. Шток 9 шарнирно соединен с осью 15 двуплечего рычага 16, имеющего на его концах шаровые опоры 17, взаимодействующие в направлении перемещения штока 9 с толкателями 18, жестко соединенными с держателями 10. Нагреватель 4 выполнен в виде Н-образного трубчатого элемента 19, концы 20 боковых сторон которого подвижно в направлении перемещения толкателей 18 расположены в каретке

2, а средняя часть имеет нагреватели 21, соединенные с держателями 5. Механизм нагружения и узел возвратно-поступательного перемещения каретки 2 кинематически связан через регулятор 22, выполненный, например, в виде жестко соединенных винтами 23 фланцев 24 с соответствующими осевыми отверстиями, концентрично расположенными во фланцах

24 под необходимым углом, Расстояние ( между образцами 6 (фиг.3) и тол кателями 18 (фиг.2) выполнено одинаковым. Двуплечий рычаг 16 может быть выполнен равноплечим11= Ig или неравноплечим I) (g, где(=-11 + 1г; I>, 12 — длины плеч рычага 16. При этом необходимые размеры 1(u Ig достига5

55 ются соответствующим расположением в рычаге 16 отверстия под ось 15 или выполнением этого отверстия в гнезде, имеющем возможность перемещения вдоль рычага

16 и фиксации относительно последнего.

Взаимодействие образцов 6 с контробразцами 11 осуществляется путем перемещения по основанию 1 корпуса 25 с пружинами

13 посредством винта 26. Устройство имеет датчик 27 нагружения и датчик 28 трения с элементами 29 их предварительного сжатия. Передача вращения от привода к механизму нагружения и узлу возвратно-Il0ступательного перемещения осуществляется посредством редукторов 30. Площади контакта одновременно испытуемых образцов 6 и контробразцов 11 могут быть выполнены одинаковыми или разными.

У=тройство работает следующим образом.

После предварительного сжатия пружин 13 регуляторами 14 и датчиков 27 и 28 с элементами 29 и закрепления с возможностью самоустановки в держателях 5 и 10 образцов 6, контробразцов 11 винтом 25 осуществляется их взаимодействие. Регулятором 22 устанавливается необходимое соответствие процесса перемещения и нагружения путем взаимного поворота фланцев 24 и их фиксации винтами 23, После запуска электродвигателя 7 посредством ременной передачи 8 и редуктора 30 штоком 9 приводится в возвратно-поступательное перемещение ось 15. Последняя воздействует на двуплечий рычаг 16, который шаровыми опорами 17 нажимает в направлении перемещения штока 9 на олкатели 18, жестко связанные с держателями 5 образцов 6. Последние контактируют с перемещаемым в перпендикулярном направлении от узла возвратно-поступательного перемещения контобразцами 11, закрепленными в держателях 10 нагревателя 4. Усилие нагружения, передаваемое на толкатели 18, воспринимается пружинами

13. Шаровые опоры 17 обеспечивают плавное нагружение образцов 6 в процессе их перемещения гц относительно контробразцов 11.

При выполнении двуплечего рычага 16 равноплечим li = (2 и одинаковой затяжки пружин 13 регуляторами 14 обеспечивается одинаковое усилие нагружения на толкатели 18 и далее на образцы 6, контробразцы

11, При этом в случае одинаковой площади поверхности трения всех одновременно испытуемых образцов 6 они имеют одинаковое давление прижатия Р, а в случае разной их площади- разное давление P Например, ,658022

29 27 г8 ?3

Фиа 2 для получения переменного давгения прижатия четырех образцов (фиг,4) аналогично одновременно работающим поршневым кольцам(Р1, Р2 =- Р1; Рз=- 0,6Р1, Р4 = 0,45 Р!, 5 где индексы 1,2,3,4 соответствуют номеру образца, аналогичному номеру поршневого кольца), площади поверхности трения образцов 6 должны быть S!; S = 1,25S!: Яз; S4=

= 2,2 S!. 10

При выполнении двуплечего рычага 16 неравноплечим 11 I7 и соответствую цим увеличением затяжки регулятором 14 пружины 13, соосной шаровой опоре 17, нахо- 15 дящейся на меньшем расстоянии I! или lg от оси штока 9, также может быть достигнуто различное давление прижатия Р образцов 6 с одинаковой площадью поверхности их трения, 20

Величина и характер изменения нагрузки в течение tö на образцы 6, контробразцы

11 фиксируется датчиками 27, а силы трения

Етя всех одновременно испытуемых образ- 25 цов 6 — датчиками 28, например, при подключении их к усилителю и осциллографу.

Изменяя мощность тока питающего нагревателя 21, расход и температуру охлаждающей жидкости, и роходя щей через 30 держатели 10 и измеряя температуру образцов 6, контробраэцов 11 можно моделировать условия работы узла из нескольких пар трения, имеющих различные температуры и условия их контактного теплообмена. На- 35 пример, можно получить аналогично комплекту иэ четырех поршневых Yîëåö одновременно работающих совместно с гильзой цилиндра соответствующие им температуры(ц = 220 С, tz = 150 С,1э = 120 С, 40

t4 - 90 С). Обеспечив различный подвод смазки в зону трения каждой пары, соответствующий микро-. макрорельеф их поверхностей трения и т.д., можне оценить влияние указанных параметроч на суммар- 45 ную силу трения всех одновремсчь:и испытуемых образцов.

Формула изобретения

Устройство для испытания материалов на трение и износ, содержащее основание, установленную на нем каретку, расположенный в ней нагреватель, установленный на каретке держатель обра=ца, узел возвратно-поступательного перемещения каретки, узел нагружения. связанный с ним держатель контробразца и подпружиненный относительно основания упор, о т л ич а ю щ е е с я тем. что, с целью приближения условий испытаний к реальным условиям работы пары трения поршневое кольцо— гильза цилиндра, устройство снабжено тремя дополнительными держателями дополнительных образцов и тремя дополнительными держателями дополнигельных контробраэцов, двумя толкателями. связанными с соответствующими двумя держателями контробразцов, двуплечим рычагом, ось которого связана с узлом нагружения, а концы — с соответствующими толкателями, дополнительным подпружиненным относительно основания упором и регулятором взаимного перемещения узла нагружения v узла возвратно-поступательно 0 перемещения каретки, нагреватель выполнен в виде

Н-образного трубчатого элемента, концы которого связаны с соотве твующими держатслями образцов, а подпружиненные опоры связаны с соответствующими двумя другими держателями контробраэцов.

2. Устроиство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью обеспечения испытания образцов с различной площадью поверхности трения, двуплечий рычаг выполнен равноплечим.

3. Устройство по п.1. о т л и ч а ю щ е ес я тем что, с целью обеспечения испытаний образцов с одинаковой площадью поверхности трения, двуплечий рычаг выполнен разноплечим.

1658022

ФиаФ

Составитель Н. Елисеев

Техред М,Моргентал Корректор Т.Малец

Редактор Н.Бобкова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1710 Тираж 398 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб„4/5