Узел трения для испытания материалов на контактную выносливость, трение и износ

 

Изобретение относится к испытанию материалов на трение и может найти применение для определения изностойкости. задиростойкости и контакной прочности в условиях трения качения и трения качения со скольжением. Цель изобретения - сокращение времени испытания. В узле трений, содержащем контактирующие один с другим образец 1 и несколькоконтробразцовЗ6 , на наружной поверхности последних выполнены смещенные вдоль его центральная и две боковые дорожки, составленные соответственно из центральных и боковых секторов, которые выполнены какс цилиндрическими , так и с сегментными срезами, и расположенные с чередованием в шахматном порядке с угловым шагом, равным, а также кратным 360°/а или 360°/(та + к) с перекрытием по дуге соседних по периметру центральных и боковых цилиндрических секторов, где m - целая часть смешанного числа mk/a, k и а - числитель и знаменатель правильной дроби смешанного числа, количество контробразцов 3 - 6 не превосходит числа (ma + k - а) при угловом шаге сегментных срезов, равном, а также кратном 360°/а, (а + 1) при угловом шаге сегментных срезов, равном, а также кратном 360°/(ma + k). Для этих контробразцов количества цилиндрических секторов отличны и не превосходят соответственно числа а и (ma + k). Дуги центральных цилиндрических секторов каждого из контробразцов 3 - 6 в отдельности одинаковы и соответственно меньше 360°/а и 360°/(та ч- k). Сумма дуг центральных цилиндрических секторов, взятых по одному на каждый из контробрезцов, равна соответственно 360°/а или 360°/(та k) Угловой шаг расположения центров контрОбразцов 3-6 равен сумме или разности двух центральных углов, первый из которых равен или кратен соответственно 360°/(ma + k) и 360°/а, а второй равен соответственно Об и aTi (ma -f k) ; -i.Ј. (ma + k) a где O6i, CM - центральные углы центральных цилиндрических секторов при угловом шаге сегментных срезов, а также кратном соответственно 360°/аи360°/(). 1 з п. ф-лы, 12 ил. X О О О

союз советских

СОЦИАЛ ИСтИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 N 3/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4766181/28 (22) 11.12,89 (46) 23.12.91. Бюл, К.. 47 (71) Киевский политехнический институт им, 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) В,А,Стадник (53) 620.178,162 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

К 1573394, кл.6 01 и 3/56, 1988. (54) УЗЕЛ ТРЕНИЯ ДЛЯ ИСПЬ1ТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА КОНТАКТНУЮ ВЫНОСЛИВОСТЬ, ТРЕНИЕ И ИЗНОС (57) Изобретение относится к испытанию материалов на трение и может найти применение для определения изностойкости. задиростойкости и контакной прочности в условиях трения качения и трения качения со скольжением, Цель изобретения — сокращение времени испытания, В узле трения, содержащем контактирующие один с другим образец 1 и несколько контробразцов 3—

6, на наружной поверхности последних выполнены смещенные вдоль его центральная и две боковые дорожки, составленные со ответственно из центральных и боковых секторов, которые выполнены какс цилиндрическими, так и с сегментными срезами, и расположенные с чередованием в шахматном порядке с угловым шагом, равным, а также кратным 360 /à или 360 /(ma + k) с перекрытием по дуге соседних по периметИзобретение относится к испытанию материалов, и может налти применение для определения износостойкости, задиростойкости и контактной прочности в условиях трения качения и трения со скольжением.

Целью изобретения является сокращение времени испытания путем обеспечения Ж,» 1700440 A l ру центральных и боковых цилиндрических секторов, где m — целая часть смешанного числа mk а, !к и а — числитель и знаменатель правильной дроби смешанного числа, количество контробразцов 3 — 6 не превосходит ч;лсла (ma + k - a) при угловом шаге сегментных срезов, равном, а также кратном

360 /а, и (а+ 1) при угловом, шаге сегментных срезов, равном, а также кратном 360 /(ma+ k).

Для зтих контробразцов количества цилиндрических секторов отличны и не превосходят соответственно числа а и (ma + k). Дуги центральных цилиндрических секторов каждого из контробразцов 3 — 6 в отдельности одинаковы и соответственно меньше

360 lа и 360 /(ma+ k). Сумма дуг центральных цилиндрических секторов, взятых по одному на каждый из контробразцов, равна соответственно 360 /а или 3600!(ma k).

Угловой шаг расположения центров контробразцов 3 — 6 равен сумме или разности двух центральных углов, первый из которых равен или кратен соответственно

360 /(п1а + k) и 360 /а, а второй равен а ma +k соответственно ац (гпа+ <) а и Йт где oui, axi — центральные углы центральных цилиндрических секторов при угловом шаге сегментных срезов, а также кратном соответственно 360 /а и 360 !(ma k). 1 з,п, ф-лы, 12 ил. различных нагрузок и чисел циклов нагружения на отдельных секторах испытуемого образца.

На фиг,1 изображена машина трения с узлом трения для испытаний материалов на контактную выносливость, трение и износ; на фиг.2 — вид А на фиг.1; на фиг.З вЂ” узел

1700440

25

55 трения; на фиг,4 и 5 — диаграммы чисел циклов нагружения и нагрузок на центральных секторных участках образца; на фиг.б—

10 — развертки контробразцов и образца; на фиг.11 и 12 — соответствующие диаграммы чисел циклов нагружения и нагрузок на центральных секторных участках образца (фиг.10) и центральных секторах контробразцэ (фиг,7).

Машина трения содержит угол трения для испытания материалов на контактную выносливость, трение и износ, приводные зубчатые передачи, установленные на отдельной стойке и нагрузочные узлы. Узел трения состоит из образца 1, установленноI0 на валу 2, и нескольких контробразцов, например 3 — 6, установленных на валах 7—

10 и контактирующих с образцом 1.

Приводные зубчатые передачи состоят из центрального колеса 11, установленного на входном валу 12, соединенном с помощью жесткой муфты 13 с валом 2, и нескольких одинаковых зубчатых колес, например колес 14 — 17, установленных на валах 18—

21, соединеных с помощью крестовых муфт 22 — 25 с валами 7 — 10 и равных по количеству числу контробразцов, например четырем.

Отношение числа эубьев2ц центрального колеса 11 к числу зубьев Ек зубчатых колес 14 — 17 равно смешанному числу

m —, где m — целая часть смешанного числа, а

k и а — соответственно числитель и знаменатель правильной дроби смешанного числа, Например, если отношение чисел зубьев 7ц и Zk принять равным 1 1/4, то m равно единице, k — единице, а — четырем, Количество контробразцов, например контробразцов 3 — 6, установленных на валах 7 — 10, не превосходит числа (ma + k - 1) и равно, например, четырем при m = 1, а = 4 и k=1.

Наружная рабочая поверхность каждого из контробразцов 3 — 6 в отдельности, например контробразца 3, состоит из смещенных вдоль оси контробразца нескольких центральных, например, 26 — 29 с одинаковыми дугами, например, cbp, меньшими 360 /а, и отделенных от них технологическими проточками 30 и 31 боковых, например, 32 — 35 цилиндрических секторов, чередующихся в шахматном порядке с центральными, например, 36 — 39 и боковыми, например, 40 — 43 секторами с сегментными срезами, расположенными с угловыми шагами, равными 360 /э, например 90 при а = 4, с перекрытием по дуге цилиндрических секторов, Аналогично наружные поверхности контробраэцов 4 — 6 состоят из смещень.-,х вдоль оси центральных 44 — 46 с одинаковыми дугами, равными соответственно ау, а. 2 и а з, и боковых цилиндрических екторов, чередующихся в шахматном порядке с центральными и боковыми (не пронумерованы) секторами с сегментными срезами, расположенными с угловыми шагами, а также кратными 360 /а, например 90, 90 и

180 для контробразца 4; 90 и 270 для контробразца 5; 360 для контробразца 6, с перекрытием по дугеi9 цилиндрических секторов, Количество центральных и боковых цилиндрических секторов Сь, каждого из контробразцов 3 — 6 в отдельности отлично одно от другого, не превосходит число а и равно, например, Cgp = 4 для контробразца

3; С у = 3 для контробразца 4; Г:ы = 2 для контробразца 5; Сьз = 1 для контробразца б.

Сумма дуг або, аь1, або и абаз, центральных цилиндрических секторов, взятых по одному на каждом из контробразцов 3 — 6, равна 360 /а или 90 при а = 4. Дуги сц,, аь, аы и абаз центральных цилиндрических секторов контробразцов 3 — б могут быть различными иги одинаковыми между собой, равными, например, 360 /а i, где I — количество контробразцов, и равными, например 22 30 при а = 4 и i = 4.

Образец 1 выполнен с проточками 47 и

48, разделяющими наружную цилиндрическую поверхность на три отдельные дорожки: центральную 49, например, шириной В и боковые 50 и 51 шириной В/2 (фиг,1). Г1роточки 47 и 48 выполняются для выделения центральной рабочей дорожки 49, кэк отдельного образца шириной В, предназначенного для усталостных испытаний.

Боковые дорожки 50 и 51 обеспечивают лишь непрерывность контактирования образца 1 с контробразцами 3 — б и для получения экспериментальных данных могут не использоваться, Один из двух произвольно взятых центральных цилиндрических секторов, нвпример сектор 28 из двух секторов, 28 и 44, соседних контробразцов, например 3 и 4, контактирующих с центральной рабочей дорожкой 49 образца 1, расположен внутри, а второй сектор 44 — снару>ки центрального угла между линиями, соединяющими центр образца 1 с центрами соседних контробразцов3и4.

Центры соседних контробразцов, например контробразцов 3 и 4, расположены с угловым шагом t равным сумме двух цен-ральных углов, первый из которых ра"700440

360 i+1 (гпа+ k)

55 вен 360 /(ma + k) или 360 /(а + 1) при m = 1, k = 1, или равен например, 72 при а = 4, а второй равен углу Qni a/(ma + к), где аццентральный угол цилиндрического сектора, например сектора 28, контробразца 3, расположенного внутри центрального угла между линиями, соединяющими центр образца 1 с центрами соседних контробразцов 3 и 4, те. т„= 360 /(ma+ k)+ Qnp a/(ma+ k)

Аналогично

t,,= 360 /(ma+ к)+ аб1.а/(ma+ к); т„=360 /(ma+ k)+ Qn2 а/(ma+ k);

q,» 360 /(ma+ k)+ Вз а/(ma+ k).

В СЛуЧаЕ, КОГда Qno, Qnt, Qn2 И Qn3 =

»360О/а i, где i — количество контробраэцов, угловые шаги tq,, t«, tq.,и tg,ðàâíû между собой и определяются в общем виде по зависимости

Тогда при m = 1, k = 1, а = 4 и i =4 т,,;-90 (фиг.2).

Количество нагрузочных узлов равно количеству контробразцов, например четырем. Каждый нагруэочный узел предназначен для нагружения одного контробрарца и выполнен, например, в виде рычага 52 воздействующего через траверсу 53 и подвижные опоры 54, например, на контробразец

3 (нагрузочные узлы контобразцов 4 р 6 на фиг.1 не показаны), что обечивает автономное нагружение каждого из контробразцов

3 — нагрузками Ро, Р1, Р2 и Рз, постоянными во времени для каждого иэ контробразцов в отдельности и отличными одна от другой, причЕм Ро < Р1 < Р2 < P3.

Привод 55 через муфту 56 связан с входным валом 12 центрального колеса 11 приводных зубчатых передач. Тогда при отношении числа зубьев Ец центрального колеса 11 к числу зубьев Ек зубчатых колес

14 — 17, равном m — »{ma+ k)/а, образец 1

k а тихоходный (отстающий), а контрообразцы

3 — 6 быстроходные (опережающие), Поэтому при отношении Z„/Zk = (ma+

+ k)/а, или как частный случай, при m = 1, k = 1, равном 1 1/а = (а + 1)/а или 1 1/4 =

»5/4 при а = 4, на центральной дорожке 49 образца 1 можно получить пять секторов с дугами, равными 360 !(а+ 1) или 72 при

* а = 4, в пределах каждого из которых имеется по четыре секторных участка с дуГаМИ Qnp, Qn1, Qn2 И Qn3, ПОДВЕРЖЕННЫХ

10 .15

45 в зависимости от количества центральных цилиндрических секторов на каждом иэ контробразцов 3 — 6, не превосходящего число а и равного, например, eno = 4; сь1 "3, Cn2 = 2; Cn3 = 1, различным числам циклов нагружения, равным соответственно 4N, Зй, 2N, и N, и величинам нагрузок Ро, Р, Р2 и

Рз, причем Р,< Р1< Р2 < Рз (фиг.4), При угловом шаге сегментных срезов, равном или кратном 360 /(ma + k), количество контробразцов не превосходит числа(а+

1) и равно, например, пяти при а = 4 (фиг.3).

Количество центральных и боковых цилиндрических секторов Ст каждого из контробразцов в отдельности отлично одно от другого не превосходит число (ma + k) и равно, например, соответственно для кажДОГО Иэ ПЯТИ КОНтРОбРаэЦОВ Cro = 5; Ст1 = 4;

Ст2=3: Стз»2 И Ст4=

Дуги центральных цилиндрических секторов каждого из контробразцов в отдельности одинаковы и равны соответственно аю, ат1, ат2, атз И ат4 ПРИ ЭТОМ Q o + ат1+ ат2 + а,з + ат4 = 360 /(ma + k), Один иэ двух произвольно взятых центральных цилиндрических секторов, например сектор а,о из двух секторов Qm и ат1 соседних контробразцов, контактирующих с центральной дорожкой образца, расположЕН ВНУТРИ, а ВтОРОй СЕКТОР ат1 — СНаРУжИ центрального угла между линиями, соединяющими центр образца с центрами соседних контробразцов.

Центры контробраэцов расположены с угловым шагом ;, равным разности двух центральных углов, первый из которых равен 350 /а, а второй равен углу ат (ma+

+k}/а, где атi — центральный угол центральных цилиндрических секторов контробраэцов с угловым шагом расположения сегментных срезов равным, а также кратным 360 /(ma+ k}, расположенных снаружи центрального yrna между линиями, соединяющими центр образца с центрами соседних контробразцов, т.е, т1„» 360 /а — ато (ma+ k)/а;

tÄ;— » 360 /а — а,1 (ma + k)/а;

t,„» 360 /а - а,2 (ma+ k)/а;

p— » 360 /а -атз(ma+ k)/а;

tg„» 360 /а - ат4 (ma + k)! а.

B СЛУЧаЕ, КОГДа Qyo = а,1 = ат2 = Qy3»

= а 4= 360 /(ma+ k) I, угловые шаги t, t t<

t,, и gtðaâíû между собой и определяются в общем виде по зависимости (2) 1700440

Тогда при а =4 и I =5 ;= -72 (фиг,3). При отношении чисел зубьев Лц/Zg, равном а/(ma + k), или, как частный случай, при

m = 1, k =- 1, равном а/(а + 1)или 4/5 при а =- 4 (опережающий образец), на центральной дорожке образца можно получить четыре сектора с дугами, равными ,360 /а или 90 при а =- 4, в пределах ! каждого из которых имеется по пять сек/ / / ТОРНЫХ УЧаСтКОВ С ДУГаМИ ато, ат1, а,2, / /

; а,з и ат4 подверженных в зависимости от коли чества центральных цилиндрических секторов Ст1 на каждом из пяти контробразцов, не превосходящего число (а + 1) и равного, например, 5, 4, 3, 2 и 1, различным числам циклов нагружения, равным соответственно 5N, 4N, 3N, 2N, и N, и величинам нагрузок

Ро, Р1, Р2, РЗ И Р4, ПРИ <ЕМ Ро < Р1 < Р2 < РЗ < Р4 (фиг.5).

Для обеспечения равенства чисел цик лов нагружения центральных цилиндриче, ских секторов каждого из контробрэзцов в отдельности и чисел циклов нагружения отдельных. групп центральных секторных участков образца образец 1 или контробразцы 3 — 6 снабжены дополнительными боковыми дорожками 57 и 58 с одинаковыми диаметрами, равными диаметру центральных и боковых цилиндрических сек, торов контробразцов, и отделенными от боковых цилиндрических секторов 32 — 35 (на контробразцах 4 — 5 позиции секторов не показаны) технологическими проточками

59 и 60 (фиг.б — 9).

Ширина боковых цилиндрических секторов 32 — 35, а также ширина дополнительных боковых дорожек 57 и 58 контробрэзцов

,3 — 6. выбирается из условия обеспечения их контактной прочности за время испытания центральных цилиндрических секторов 26—

29 и должна быть равной не менее пс ловины ширины центральных цилиндрических сек торов, например 8/2.

Кроме того, наружная поверхность образца 1 составлена из смещенных вдоль оси образца нескольких групп, например четырех (фиг,10), центральных 61 — 64 и боковых

65 — 68 секторных участков, цилиндрических

61 и 63, 67 и 68 и с сегментными срезами 62, 64 и 65, 66 с одинаковыми дугами соответственно цилиндрических участков и сегментных срезов в каждой группе в отдельности,,/ /

РаВНЫМИ, НаПРИМЕР, або, аб1, ab2 И /ФЗ. И расположенными с угловым шагом, равным

360 /(ma + k) или, как частный случай, равным 360 /(a+ 1)при m =- 1, I< = 1 или 72 при а =-4.

Центральные 61 — 64 и боковые 65 — 68 секторные участки, цилиндрические 61, 63, 5

67 и 68 и сегментными срезами 62, 64, 65 и

66 выполнены чередующимися в шахматном порядке с перекрытием по дуге цилиндрических секторных участков. Количество групп центральных секторных участков равно количеству контробразцов, например четырем, Секторные участки, цилиндрические и с сегментными срезами, принадлежащие к каждой группе в отдельности и имеющие / /

ДУГИ, РаВНЫЕ або, аб1, аб2 И абЗ РЭСПОЛОжены в пределах секторов 360 /(ma + К)или

72о при m= 1, k=1 и а=4.

Группы секторных участков расположены по периметру образца в той же последо/ / / t

ВатЕЛЬНОСтИ, НаПРИМЕР або, аб1, аб2 И абЗ, и смещены одна относительно другой»а тот же угловой шаг, например т „т„/, 1 и т.,/;, равный, например, 90о, что и цснтры соответствующих им контробрэзцов.

Суммарное количество центральных секторных участков с сегментными срезами

Ьт s каждой руппе в отдельности и количества центральных цилиндрических секторов Сб/ соответствующего этой группе контробразца равно числу (ma + k), т,е.

baal + СЯ = (п1э + к), или пяти при гл =- 1, к = 1 и э=4.

Поскольку количество центральных циЛИНДРИЧЕСКИХ СЕКТОРОВ Сбо, Сб1И СбЗ КОНТРобразцов 3 — 6 равно соответственно 4, 3, 2 и 1, то количество центральных секторных участков с сегментными срезами в каждой группе в отдельности равно соответственно для группы с дугой сто Ь„= 1; с дугой аб1 Ьт1 = 2, с дугой аб2 Ьт2 =- 3; с дугс и обз

Ьтз =-4, Центральные секторные участки с сегметными срезами, принадлежащие одной и -ой же группе, обозаначены на фиг,10 одинаковыми геометрическими фигурами, Шиоина центральных секторных участков 61 — 64 обоазца 1 по крайней мере IIe меньше суммарной ширины центральных и боковых секторов контробразцов 3 -- 5, снабженных дополнительными боковыми дорожками 57 и 58, и равна, например i, где

L- суммарная ширина центральных и боковых секторов контробразцов 3 — 6. Проточки

69 и 70 делят центральные цилиндрические сектора образца 1 на основные центральные цилиндрические сектора 71 и вспомогательные 72 и 73.

Ширина боковых цилиндрических секторов 74 и 75 (остальные боковые цилиндрические секторы не показаны) и вспомогательных центральных цилиндрических секторов 72 и 73 выбирается из условия обеспечения из контактной прочности и

1700440

10 должна быть равна не менее половины ширины основных центральных цилиндрических секторов 71, например В/2.

Проточки 47, 48, 69 и 70 выполняются для выделения основных 71 и вспомога- 5 тельных 72 и 73 центральных цилиндрических секторов. Основные центральныЕ цилиндрические сектора 71 шириной В предназначены для усталостных испытаний, а боковые

74 и 75 и вспомогательные центральные 10 сектора 72 и 73 обеспечивают лишь непрерывность контактирования образца 1 с контробразцами 3 — 6 и для получения экспериментальных данных могут не использоваться, 15

При расположении сегментных срезов на контробразцах с угловым шагом (не показано) равным, а также кратным

360 /(ma+ k), секторные участки образца в каждой группе в отдельности расположе- 20 ны с угловым шагом 360 /а, а суммарное количество центральных секторных участков Ьц с сегментными срезами в каждой группе в отдельности и количества центральных зубчатых секторов с к соответст- 25 вующих этой группе контробразца, равно числу а, т.е, Ьц + сн = а, Узел работает следующим образом.

Нагружение осуществляют, например, с помощью пружин, пневмо- или гидроци- 30 линдров, воздействующих заданным для каждого нагрузочного узла усилием, например ро, о1, pz, уз,, на рычагах 52 через траверсы 53 и подвижные опоры 54 на контробразцы 3 — 6. При этом каждый из 35 контробразцов 3 — б, прижимается к образцу 1 постоянными силами, равными, например, Ро, Р1, Р2, Рз. Включают привод 55 и приводят во вращение все элементы машины, 40

При отношении числа зубьев Лц центрального колеса 11 к числу зубьев Ек зубчатых колес 14 — 17, определяемым в общем случае по зависимости (ma + k)/a (как частный случай, из отношения (а+ 1)/а при m и 45

k, равных единице), и равном, например, 5/4 при а = 4, отношение угловой скорости образца 1 к угловым скоростям контробразцов3 — б равно а/(ma+ k) или, например,4/5 при m=1, k=1 и а=-4, 50

Тогда после каждого оборота контробразцов 3 — б происходит их смещение относительно образца 1 на один сектор с дугой

360 /а, равной, например, 90 при а = 4, контактирующий с секторами образца 1 с 55 дугами 360" /(а+ 1), равными например, 72 при а = 4. По завершении (а + 1)-го оборота или пяти оборотов при а = 4 контробразцов

3 — 6 относительное положение образца 1 и контробраэцов 3 — 6 становится исходным, затем цикл повторяется. Поэтому каждый из э секторов или из четырех секторов при а = 4 контробразцов 3 — 6 с дугами на каждом секторе, равными 360 /а или 90 при а = 4, периодически каждые (а + 1) или каждые пять оборотов при а = 4 контактируют последовательно с каждым из (а+ 1) или с каждым из пяти секторов при а = 4 образца 1 с дугой на каждом секторе, равной 360 /(а + 1) или

72 при а =4.

Так как количество ее центральных цициндрических секторов каждого из контробразцов 3 — 6 в отдельности отлично одно от другого и не провосходит числа а, и равно, например, ceo = 4; су = 3; сьев = 2; сиз = 1, цилиндрические сектора на каждом из контробраэцов 3 — б расположены с углоBblM шагом, равным, а также кратным дуге

360 /а, их дуги меньше 360 /а, то каждый из центральных цилиндрических секторов, принадлежащих одному и тому же контробразцу, контактирует с одними и теми же центральными секторными участками образца 1, расположенными с угловым шагом, равным 360 /(а+ 1), Поскольку один из двух произвольно взятых центральных цилиндрических секторов, например сектор 28 из двух секторов 28 и 44 соседних контробразцов 3 и 4, контактирующих с центральной дорожкой 49 образца 1, расположен внутри, а второй сектор 44 — снаружи центрального угла между линиями, соединяющими центр образца

1 с центрами соседних контробразцов, например. контробразцов 3 и 4, а угловой шаг расположения центров соседних контробразцов 3 и 4, определяется как сумма двух центральных углов, первый из которых равен 360 /(а + 1) или, например, 72 при а = а

=4, а второй равен c®i - или, напри(ma + i<) мер, при m = 1, k = 1 и а = 4, где ац— аб; 4

5 центральный угол центрального цилиндрического сектора 28, расположенного внутри центрального угла между линиями, соединягэщими центр образца 1 с центрами соседних контробразцов 3 и 4, то центральные секторные участки 1 образца 1 с дугами пьо и Q6i, контактирующие с центральными цилиндрическими секторами 28 и 44, не перекрываются, а расположены рядом в пределах каждого из секторов с дугами

360 /(а + 1) или 72 при а = 4.

Аналогично расположены на центральной рабочей дорожке 49 испытуемого образца 1 в пределах каждого из секторов с дугами 360 /(а+ 1) или 72 при а = 4 сектор1700440

Ф

t 1 / алые участки с дугами Ж1и г262, Qe2 и абз, l /

У63 И або, КОНТОКТИРУЮЩИЕ С ЦЕНтРаЛЬНЫМИ цилиндрическими секторами 44, 45, 46 и 28 соседних контробразцов 4 и 5, 5, и 6, 6 и 3.

Поскольку количество контробразцов не превосходит число а и равно, например, четырем, а сумма центральных углов центальных цилиндрических секторов, взятых о одному в отдельности на каждом из онтробразцов, например, углов або, с61, 2 и абз, равна 360 /а или 90 при а = 4, о на центральной рабочей дорожке 49 ис 1ытуемого образца 1 в пределах каждого йз секторов с дугами 360 /(а + 1) или 72 при а = 4, получают по четыре секторных

УЧаСтКа С ДУГаМИ або, йб1, С42 И 6Г63, РаСг1оложенных в той же последовательности, что и центры контробразцов 3 — 6, и каждый

1 в отдельности контактирующий с центральными цилиндрическими секторами соответствующего контробразца 3 — 6, Поскольку цикл нагружения повторяетя каждый (а+ 1}-й оборот контробразцов 3— и а оборотов образца 1 или каждые пять

6GpGTGB контробраэцов 3 — 6 l1 четыре обоота образца 1, то соответствующие цилиндрические участки центральной рабочей

3B орожки 49 образца 1 с дугами Ж, %4, /

2 и абз, расположенные в пределах каждого из секторов с дугами 360 /(а + 1), рав ными, например, 72 при а = 4, нагружаются за цикл стОлькО р83, сколько центральных цилиндрических секторов сц на каждом из контробразцов 3 — 6, т.е. ".Оответствено 4, 3, 2 и 1 раз или 4N, 3N, 2N, и Nц,иклов нагру. жения за время испытания (фиг,4).

НЕО6ХОдИМЫЕ НаГруЗКИ Ро, Р1, Р2 И РЗ каждого из контробразцов 3 — 6 рассчитыва ются исходя из формулы с4 и = const наклонHoM BBTBM KpMBc É усталостного выкрашивания

B зависимости от числа циклов нагружения

Nl, где ст — требуемое контактное напряжение; n — показатель степени кривой усталостного выкрашивания, и обеспечиваются для каждого из контробразцов 3 — 6 в отдельности с помощью, например, пневмо- или гидроцилиндров, Таким образом, представляется возможность произвести на одном испытуемом образце в зависимости от количества контробразЦОВ, равного например, а или четырем при а = 4, несколько серий опы тов при различных нагрузках и числах циклов нагружения (по четыре серии опытов при четырех значениях нагрузки Ро < Р1 < Р2 <

< Рэичиуахцикловнагружения4М >3 к>2 К >

> N) по пять опытов в каждой серии, чем обеспечивается сокращение времени испытания и количества испытуемых образцов, необходимых для определения выносливости или построения кривой усталос-;и. Б случае, когда испытуемый образец является отстающим (тихоходным), устройство работает аналогичным образом.

Если наружная поверхность образца составлена из смещенных вдоль оси образца нескольких групп центральных и боковых секторных участков, цилиндрических и с

10 сегментными срезами, с одинаковыми дугами в каждой группе в отдельности, рав/ Ф Ф

НЫМИ НаПРИМЕР або а61 а62 И О63 И расположенных с угловым шагом, равным

360 /(аа + k) или 360о/(а + 1)при rn = 1, k = 1

15 или 72 при а = 4, центральные цилиндрические сектора контробразцов 3 — 6., контактирующие с соответствующими группами секторных участкоэ обоазца разгружаются за цикл (за пять оборотов) столько раз, 20 сколько центральных секторных участков с сегментными срезами в каждой группе.

3то обеспечивается тем, что количество групп центральных секторных участков образца 1 равно количеству контробразцов, 25 например четырем, группы секторных участков расположены по- периметру образца 1

/ p k в той же последовательности аб,, я;,„ а62 и йбз и смещены одна относительно другой на тот же шаг т „, g y и tz„÷òo и центры соответствующих им контробразцов 3 — 6.

Поэтому в процессе обкатывания контрОбразцов 3 — 6 и образца 1 в контакте попеременно находятся или центральные цилиндрические сектора 28, 44, 45 и 46 контробразцов 3 — 6 с секторными участками основных центральных цилиндрических секторов 61 и 63 образца 1, или боковые цилиндрические сектора 32 — 35 (на контробразцах 4 — 6 боковые цилиндрические сектОры не показаны) с секторными участками вспомогательных центральных цилиндрических секторов 72 и 73 образца 1, или секторные участки дополнительных боковых дорожек 57 и 58 контробразцов 3 — 6 с боковыми цилиндрическими секторами 74 и 75 образца 1.

Тогда при m = 1, k = 1, а = 4 и количестве центральных цилиндрических секторов на каждом из контробразцов 3 — 6, равном

CGGTB8TCTB8HHG Обо = 4, C61 = 3, <.62 = 2, сбз = 1, на образце 1 в пределах пяти секторов с дугами на каждом секторе, равными

360о/(а + 1) или 72о при а = 4, получают на основных центральных цилиндрических

55 секторах 71 по два секторных участка с

ДУГ8МИ бо И 061 61 И 63 бо И 62 Хбо И Qa2, 6%о И Q61 И ПОдВЕржЕННЫМ раЗличным числам циклов нагружения, равным соответственно No =- 4N и Nl = 3N; N1 = 3N и

700440

N3 = N; No = 4N 1п г = 2N: No = "": I 1 Nz = 2

Np = 4N и N1 = ÇN, и различны величинам нагрузок Рр и Р1, Р1 ul РЗ, Рр и Рз, Pp v Рг, Рр и Р1, причем Pp < Р1 < Pz < Р3 (фиг.11), Аналогично при m = 1, k =-; и а = 4 и количестве центральных цилиндрических участков в каждой группе образца 1, равном соответственно c+p = 4; .e» = 3; с тг = 2 и стз = 1, центральные цилиндрические сектора каждого из контробразцов 3 — б, контактирующие с секторными участками соответствующих групп образца 1, подвержены различным числам циклов нагружения, равным соответственно на контробразце

3 Np= 4 N, на контробразце 4 N1 = ÇN, на контробразце 5 Nz = 2N, на контробразце

6 N3 = N, и различным величинам нагрузок

Ðp, Р1, Pz и Р3,. причем Pp < Р1 < Рг < Рз (фиг.12), Таким образом, числа циклов нагружения цилиндрических секторных участков основных центральных цилиндрических секторов 71 образца и соответствующих цилиндрических секторов контробразцов 3 — 6 одинаковы, чем обеспечивается равновероятность усталостного выкрашивания испытуемых поверхностей 1 и контробразцов 3— б. В случае, когда образец является опережающим (быстроходным), узел трения работает аналогично.

Формула изобретения

1. Узел трения для испытания материалов на контактную выносливость, трение и износ, содержащий контактирующие друг с другом образец и несколько контробразцов, на наружной цилиндрической поверхности контробразца выполнены смещенные вдоль его оси центральная и две боковые дорожки, составленные соответственно из центральных и боковых секторов, которые выполнены как цилиндрическими, так и с сегментными срезами, и расположенные с чередованием в шахматном порядке с угловым шагом, равным или кратным 360 /а или 360 /(ma + kj, с перекрытием по дуге соседних центральных и боковых цилиндрических секторов, где п1 — целая часть смешанного числа mk/à, k и а — числитель и знаменатель правильной дроби смешанного числа, отличающийся тем, что,с целью сокращения времени испытания, количество контробрэзцов не превосходит чисЦ

50 ла (ma + k — а) при угловом шаге сегментных срезов, равном или кратном 360 /(ma + k : и (а + 1) при угловом шаге сегментных срезов, равном или кратном 360 /(ma +

k), количества цилиндрических секторов на контробразцах различны и не превосходят соответственно числа а и (ma + k), длины

pyr центральных цилиндрических секторов на каждом из контробразцов одинаковы и соответственно меньше 360 /а или 360 /(ma+ k), сумма дуг центральных цилиндрических секторов; взятых по одному на каждом из контробразцов, равна соответственно 360 /а или 360 /(ma + k), угловой шаг расположения центров двух соседних контробразцов равен сумме или разности двух центральных углов, первый из которых равен или кратен соответственно 360 /(ma + k) и 360 /а, а второй равен а ma+k соответственно а6 (ma+4) а и ат где а6; и а,; — центральные углы центральных цилиндрических секторов при угловом шаге сегментых срезов, равном или кратном соответственно 360 /а или

3600/(гпа + k).

2. Узелтрения поп.1, отл ич а ю щ и йс я тем, что на образце или контробразцах выполнены дополнительные боковые дорожки, на наружной цилиндрической поверхности образца выполнены смещенные вдоль его оси группы центральных и боковых секторных у пстков, цилиндрических и с сегментными срезами, с одинаковыми длинами дуг в каждой группе и с угловым шагом, равным

360 /а при угловом шаге сегментных срезов на контробразцах, равном или кратном 360/(ma + k), и угловым шагом

360 /(ma+ k) при угловом шагесегментных срезов на контробразцах, равном или кратном 360 /а, количество групп центральных секторных участков на образце равно коли- . честву контробразцов, группы секторных участков образца и центры контробразцов смещены друг относительно друга на одинаковый угловой шаг, а суммарное количество центральных секторных участков с сегментными срезами в каждой группе и центральных цилиндрических секторов равно числу а или (ma+ k) при расположении секторных участков в группе с шагом соответственно 360 /а или 360 /(ma + k).

170044О

1700440

Йиг.2 l709440

9UP,Ч

1700440

1700440

1700440

170044О

1700440 авиа>2

Составитель В. Стадник

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Э. Слиган

Редактор И. Шулла

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

Заказ 4462 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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