Машина трения

 

Изобретение относится к испытательной технике в машиностроении и может быть использовано для изучения триботехнических характеристик антифрикционных и фрикционных материалов, работающих в условиях приработки. Цель изобретения - повышение точности определения триботехнических параметров, отвечающих процессу приработки пары трения. Выполнение машины обеспечивает возможность радиального смещения образца 16 относительно дискового контробразца 2 в процессе испытания за счет использования дополнительного диска 5. размещенного на валу 7 эксцентрично и своей ступенькой взаимодействующего с держателем 9 образца 16 через подшипник 14 качения. 4 ил. L

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э G 01 и 3/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4746202/28 (22) 09 10.89 (46) 15.05.92. Бюл. М 18, (71) Тернопольский филиал Львовского политехнического института (72) 6.8. Гупка, O.Ä. Стухляк и О.К. Шкодзинский (53) 620.178.16(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ю 1033924, «л. G 01 N 3/56, 1981.

Авторское свидетельство СССР

М 978014, кл. G 01 N 3/56, 1982. Авторское свидетельство СССР

М 1076819, кл. 6 01 М 19/02, 1982.

Авторское свидетельство СССР . hh 1193516, кл. G 01 и 3/56, 1984.

„„59ÄÄ 1733966 А1 (54) МАШИНА ТРЕНИЯ (57) Изобретение относится к испытательной технике в машиностроении и может быть использовано для изучения триботехнических характеристик антифрикционных и фрикционных материалов, работающих в условиях приработки. Цель изобретения— повышение точности определения триботехнических параметров, отвечающих процессу приработки пары трения.

Выполнение машины обеспечивает возможность радиального смещения образца 16 относительно дискового контробразца 2 в процессе испытания за счет использования дополнительного диска 5, размещенного на валу 7 эксцентрично и своей ступенькой взаимодействующего с держателем 9 образца

16 через подшипник 14 качения. 4 ил.

1733966

10

50

Изобре)ение Отнт)сится к испытательной технике В машиностросчтии и может

I... IIIü использовано для изучения триботехнических характеристик антифрикционных и фрикционных материалов, работающих B условиях приработки, Известно устройство, содержащее корпус. держатели образца и контртела, узел нагружения, привод, снабженно инертносоединенной с держателями образца направляющей, которая также связана с узлом нагружения.

Известна машина трения для испытания материалов на износ, содержащая корпус, держатель образцов, контртело с держателем, привод и механизм его управления.

Известна также машина трения, содержащая корпус с расг оложенным в нем приводом, контробразец, выполненный в виде плоского диска с возможностью вращения вокруг своей оси и закрепленного на валу, механизм нагружения, оборудованный измерителем момента трения, и держатель образцов, Наиболее близка к предлагаемой машина трения, содержащая основание, установленный на ней держатель пальчикового образца, узел нагружения, дисковый контробразец. торец которого предназначен для взаимодействия с пальчиковым образцом, привод вращения дискового контробразца и измеритель сил трения.

Недостаток известной машины обусловлен невозможностью изменения скорости скольжения за один цикл вращения контробразца, что затрудняет изучение триботехнических характеристик пары трения в процессе приработки и снижает точность полученных результатов измерений, Кроме того, на известной машине трения невозможно реализовать непрерывное изменение направления скольжения диска относительно образца.

Цель изобретения — повышение точности определения триботехнических параметров, отвечающих процессу приработки пэры трения.

Поставленная цель достигается тем, что машина трения, содержащая основание, установленный на ней держатель пальчикового образца, узел нагружения, дисковый контробразец, торец которого предназначен для взаимодействия с пальчиковым образцом, привод вращения дискового контробразца и измеритель сил трения, снабжена дополнительным приводом вращения, ось выходного Вала которого параллельна ост1 выходного т)ала основного тт рттвОДа Вт)ат) тЕт т итт, С Вяз II I HI>! м С QOBOfl IILIтельным приводом диском с кольцевой ступенью на боковой поверхности. установленным с возможностью перемещения и фиксации в осевом и радиальном направлениях относительно выходного вала дополнительного привода вращения, направляющей, установленной с воэможностью поворота относительно основания в плоскости, проходящей через оси выходных валов основного и дополнительного приводов вращения, размещенной в направляющей и подпружиненной вдотть нее обоймой. связанным с ней подшипником, боковая поверхность которого предназначена для взаимодействия со ступенью диска, а узел нагружения связан с диском.

Снабжение устройства дополнительным приводом вращения, ось выходного вала которого параллельна оси выходного

Вала Основного приВОда, связанным с допоттнительным приводом диском с кольцевой ступенью на боковой поверхности. установленным с возможностью перемещения и фиксации в осевом и радиальном направлениях относительно выходного вала дополнительного привода вращения позволяет испольэовать практически всю поверхность контробразца, Это дает возможность продлить процесс приработки, так как дорожка трения проходит по новой, ранее не входящей во фрикционный контакт, рабочей поверхности контробразца. Это обеспечивает повышение ТОЧНОСТИ измерения триботехнических параметров пары трения в условиях приработки.

Применение направляющей. установленной с возможностью поворота относительно основания в плоскости, проходящей через оси выходных валов основного и дополнительного приводов вращения, размещенной в направляющей и подпружиненной вдоль нее обоймы позволяет обеспечить компенсацию весовой и измерение фрикционной составляющих нагрузки на образец, упростить технологию замены испытательного образца. повысить точность системы измерения усилия трения.

В резул ьта I e повышается точность определения коэффициента трения

Связь направляющей обоймы с подшипником, боковая поверхность которого предназначена для взаимодействия со ступенью диска, а узла нагружения с диском позволяет, кроме контактного нагружения

Образца. обеспечить его радиальное смещение относительно контробразца. Это создает воэможность реа изации не только циклически изменяющегося абсолютнот о значения скорости Tt)".IIит!. тIÎ и ц!1кли тес к11

1733966 изменяющегося направления скольжения относительно координат, связанных с образцом, Применение предлагаемой машины трения позволяет увеличить во времени процесс приработки пары трения, что обеспечивает получение более точных данных о кинетике протекания этого процесса.

На фиг. 1 изображена машина трения, разрез; на фиг. 2 — вид А на фиг, 1; на фиг. 3 — вид Б на фиг. 1; на фиг, 4 — кинематическая схема функциональной части машины.

Машина трения содержит корпус 1, контробразец 2, выполненный в виде диска на валу 3 с приводом вращения (не показан), и оборудовано механизмом нагружения, состоящим из пружины 4 нагружения, дополнительного диска 5 и пружины 6 возврата, которые размещены на валу 7. Измеритель

8 силы трения выполнен в виде консольных балок с тензодатчиками. Держатель 9 об- разца размещен в направляющих 10 посредством обоймы 11. Дополнительный диск 5 имеет по периметру ступень, образованную взаимно перпендикулярными поверхностями 12 и 13. Дополнительный диск

5 своей ступенью контактирует с подшипником 14, связанным с обоймой 11, Обойма 11 держателя 9 образца оборудована пружиной 15 положения образца 16, для закрепления которого держатель 9 снабжен фиксатором 17, Дополнительный диск 5.зафиксирован на валу 7 зажимом, состоящим иэ гайки 18 и втулки 19, Пружина 6 возврата предназначена для уравновешивания масс деталеи 4, 5 и 19, Вал 7 связан с дополнительным приводом вращения (не показан).

Нагружение образца 16 осуществляется путем затяжки гайки. 20, контактирующей с пружиной 4 через стакан 21.

Устройство работает следующим образам.

Испытуемый образец 16 закрепляют в держателе 9 с помощью фиксатора 17. 0свободив гайку 18, выставляют необходимый эксцентриситет дополнительного диска 5, После этого гайку 18 затягивают. Далее приводят в движение валы 3 и 7. Прижим к поверхностям 12 и 13 ступени дополнительного диска 5 подшипника 14 осуществляется при помощи пружины 15 положения, При равной или кратной скорости вращения дополнительного диска 5 и контробраэца 2 образец 16 скользит по заданной постоянной траектории на поверхности контробраэца. Когда не выдерживается кратность скоростей вращения дополнительного диска 5 и контробразца 2, скольжение образца происходит по траектории, при которой дорожки трения не накладываются друг на друга, что позволяет использовать всю рабочую поверхность контробраэца 2 для приработки.

Усилие, передаваемое дополнительным

5 диском 5, воспринимается непосредственно обоймой 11, находящейся в направляющих 10. П ри таком вып ол не н ии силоизмерительного узла. возникающее поперечное усилие в результате взаимодейст10 вия обоймы 11 с дополнительным диском 5 непосредственно воспринимается направляющими 10, минуя упругие элементы.

Скорость скольжения (V) образца 16 относительно контробраэца 2 состоит из двух

1э компонентов: скорости возвратно-поступа тельного движения (V<) образца и скорости касательного скольжения (Ч,), определяемых по известной методике с использованием обозначений согласно фиг. 4, где R<. Rz—

20 соответственно, радиусы контробраэца 2 и дополнительного диска 5: oi, о2 — соответственно центры воащения контробразца 2 и дополнительного диска 5; м, в2 — соответственно угловые скорости вращения контр25 образца 2 и дополнительного диска 5; H расстояние между осями вращения дисков (между осями валов 3 и 7); L- оасстояние от точки контакта подшипника 14 с дополнительным диском 5 до середины площади

30 контакта образца 16 с контробраэцом 2 в плоскости, перпендикулярной осям вращения дисков; r — расстояние от середины площади контакта образца 16 с контробразцом

2 до оси вращения последнего. которое при35 нимают за текущую координату местоположения образца на контробразце; ф (t).— текущее значение угла поворота дополнительного диска от определенного начального положения.

40 Скорость возвратно-поступательного движения определяют из соотношения

Vr = =(Е since r + Rz

dr M — — — -) (>

Окружную скорость скольжения образца 16 относительно контробразца 2 определяют из соотношения

50 V, = в ф)= 1(Н вЂ” е cosвг — Вг"

1 — sin М2 t 1), (2)

R( где е — эксцентриситет установки дополни55 ел о о д с а 5, Полная скорость скольжения образца относительнд контртела

V =, Чг + Ve (3)

Максимальная и минимальная скорости за один оборот дополнительного диска

1733966

BudA . мвк м (й+е-М вЂ” L);

V H- в (H — e — Ви — L) . (4)

По приведенным соотношениям определяют скорость скольжения и закон ее изменения в зависимости от геометрических размеров дополнительного диска 5, эксцентриситета его установки, скоростей вращения в и а, Сопоставляя соответствующие им измерения параметров трения, изучать кинетику процесса приработки пары трения и физические явления, происходящие в зоне трения в этих условиях работы, с более высокой точностью.

Ф ормул а изобретения

Машина трения, содержащая основание, установленный на нем держатель пальчикового образца. узел нагружения, дисковый контробразец, торец которого предназначен для взаимодействия с пальчиковым образцом, привод вращения дискового контробразца и измеритель сил трения, отличающаяся тем, что, t: целью повышения точности, она снабжена допол-. нительным приводом вращения. ось выходного вала которого параллельна оси

5 выходного вала основного привода вращения, связанным с дополнительным приводом диском с.кольцевой ступенью .на боковой поверхности, установленным с возможностью перемещения и фиксации в осе10 вом и радиальном направлениях относительно выходного вала дополнительного привода вращения, направляющей, установленной с возможностью поворота относительно основания в плоскости, про35 ходящей через оси выходных валов основного и дополнительного приводов вращения. размещенной в направляющей и подпружиненной вдоль нее обоймой и связанным с ней подшипником, боковая повер20 хность которого. предназначена для взаимодействия со ступенью диска, а узел нагружения связан с диском.

1733966

Й rr

Видб

Составитель О.Шкодэинский

Тех ред М. Моргентал Корректор Т.Малец

Редактор А.Огар

Заказ 1664 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., 4/5

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