Устройство для испытания трущихся материалов и масел
Владельцы патента RU 2428677:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский федеральный университет (СФУ) (RU)
Изобретение относится к устройствам для оценки смазывающих свойств масел и испытания различных материалов, в частности оно может быть использовано при подборе и оценке противоизносных свойств различных смазок. Технический результат - повышение точности передачи нагрузки на образец и увеличение жесткости конструкции механизмов для передачи нагрузки. Устройство для испытания трущихся материалов и масел содержит станину, установленную на ней плиту с держателями образца и контробразцов, узлы нагружения, привод вращения образца и ванночку для испытуемого масла, которая размещена в термостате, соединенном с блоком регулирования и автоматического поддержания температуры. Устройство также содержит механизмы для передачи нагрузки на контробразцы, которые выполнены в виде рычажных механизмов, установленных на плите шарнирно, причем боковые рычажные механизмы имеют два звена, одно из которых с закрепленным на нем узлом нагружения расположено горизонтально, а другое звено с закрепленным на нем держателем контробразца расположено под углом 45° к горизонтальному звену, а центральный рычажный механизм выполнен из одного звена, на котором установлены узел нагружения и держатель контробразца. Для подвода тока к образцу предусмотрено приспособление, содержащее блок питания, соединенный через потенциометры с приводом вращения образца и контробразцом, регулятором величины тока и блоком регистрации тока, соединенным с вычислительным устройством. 3 ил.
Изобретение относится к устройствам для оценки смазывающих свойств масел и испытания различных материалов, в частности оно может быть использовано при подборе и оценке противоизносных свойств различных смазок.
Известно устройство для испытания трущихся материалов и масел, содержащее станину, установленные на ней держатели образца и контробразца, узлы измерения момента трения и нагружения образцов и привод вращения образцов (ТАО F.F.ASLE Transaction / 1968. №11, р.345).
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для испытания трущихся материалов и масел, содержащее станину, установленные в ней держатели образца и контробразца, узлы измерения момента трения и нагружения образцов и привод вращения образцов, плиту, установленную перпендикулярно к станине с возможностью перемещения вдоль нее, три платформы, из которых средняя закреплена на плите шарнирно, а две другие расположены под углом 45° к средней, расположенные на платформах и взаимодействующие с держателями контробразцов, направляющие и поджимные ролики, установленные на плите с возможностью поворота в плоскости держателей, передаточные звенья, взаимодействующие через подшипники качения соответственно с держателями контробразцов и узлами нагружения, а последние снабжены штоками, имеющими две степени свободы (механизмы для передачи нагрузки на контробразцы) (А.С. СССР №983522, МПК G01N 19/02, опубл. 1982 г.)
Недостатком известного решения является сложность точной установки передаточных звеньев под прямым углом к направляющим, что ведет к недостаточной точности испытания.
Техническим результатом изобретения является повышение точности и информативности испытания материалов и масел.
Задача для решения технического результата достигается тем, что в устройстве для испытания трущихся материалов и масел, содержащем станину, установленную на ней плиту с держателями образца и контробразцов, узлы нагружения, механизмы для передачи нагрузки на контробразцы, привод вращения образца и ванночку для испытуемого масла, которая размещена в термостате, соединенном с блоком регулирования и автоматического поддержания температуры, согласно изобретению механизмы для передачи нагрузки на контробразцы выполнены в виде рычажных механизмов, установленных на плите шарнирно, причем боковые рычажные механизмы имеют два звена, одно из которых, с закрепленным на нем узлом нагружения, расположено горизонтально, а другое звено с закрепленным на нем держателем контробразца, расположено под углом 45° к горизонтальному звену, а центральный рычажный механизм выполнен из одного звена, на котором установлены узел нагружения и держатель контробразца, а для подвода тока к образцу выполнено приспособление, содержащее блок питания, соединенный через потенциометры с приводом вращения образца и контробразцом, регулятором величины тока и блоком регистрации тока, соединенным с вычислительным устройством.
Предложенное устройство позволяет достичь большей точности испытаний за счет более точной передачи нагрузки на контробразцы и более жесткой конструкции механизмов для передачи нагрузки на контробразцы.
На фиг.1 показано устройство, общий вид; на фиг.2 - узел А на фиг.1.; на фиг.3 - блок-схема устройства.
Устройство содержит (см. фиг.1.) станину 1, плиту 2, установленную перпендикулярно станине 1, рычажные механизмы 3, закрепленные шарнирно с плитой 2 шарнирами 4, причем боковые рычажные механизмы 3 имеют два звена, одно из которых, с закрепленным на нем узлом 5 нагружения образца 6, расположено горизонтально, а другое звено с закрепленным на нем держателем 7 контробразца 8 расположено под углом 45° к горизонтальному звену, а центральный рычажный механизм 3 выполнен из одного звена, на котором установлены узел 5 нагружения образца 6 и держатель 7 контробразца 8. Также устройство содержит держатель 9 образца 6, микрометр 10, электродвигатель 11 (см. фиг.3), приспособление для подвода тока, содержащее блок питания 12, соединенный через потенциометры 13 (R1) и 14 (R2) с приводом 15 вращения образца 6 и контробразцами 8 и через регулятор 16 (Р) величины тока с блоком 17 регистрации тока, последний соединен с вычислительным устройством (ВУ) 18. Устройство снабжено ванночкой 19 для испытуемого масла, которая размещена в термостате 20, соединенном с блоком 21 регулирования и автоматического поддержания температуры. В качестве образца 6 используют цилиндр, а контробразцов 8 - шары.
Настройка устройства заключается в следующем.
На вал электродвигателя 11 в держатель 9 закрепляют образец 6 и с помощью микрометра 10 контролируют радиальное биение, добиваясь наименьшей его величины, в держатели 7 устанавливают контробразцы 8 и закрепляют их, устанавливают величину тока, подаваемого через центральный рычажный механизм 3 с контробразцом 8 на образец 6 с помощью регулятора 16 величины тока, и используемое масло заливают в ванночку 19.
Устройство работает следующим образом.
Включают привод вращения образца 6 и при наборе установленной температуры масла звенья рычажных механизмов 3 с установленными в держателях 7 контрообразцами 8 опускают на образец 6 и прикладывают нагрузку. Во время трения от блока питания 12 (фиг.3), через потенциометры 13 и 14 и центральный рычажный механизм 3 с контробразцом 8 на образец 6 подается ток, величина которого устанавливается регулятором 16 величины тока, далее ток поступает в блок 17 регистрации тока, где он преобразуется в электронный вид и записывается на вычислительном устройстве 18 в виде диаграммы изменения тока. По диаграммам определяют продолжительность суммарной деформации, скорость образования и разрушения защитных слоев на поверхностях трения, их прочность и связь с основой твердого тела, что повышает информативность испытания.
После испытания производят измерения диаметра пятна износа на контробразцах 8 с помощью микроскопа МПБ-2 и определяют параметр оценки противоизносных свойств как средний диаметр пятна износа шаров. Для этого звенья рычажных механизмов 3 поднимают в верхнее положение и извлекают образец 6 и контробразцы 8.
Устройство для испытания трущихся материалов и масел, содержащее станину, установленную на ней плиту с держателями образца и контробразцов, узлы нагружения, механизмы для передачи нагрузки на контробразцы, привод вращения образца и ванночку для испытуемого масла, которая размещена в термостате, соединенном с блоком регулирования и автоматического поддержания температуры, отличающееся тем, что механизмы для передачи нагрузки на контробразцы выполнены в виде рычажных механизмов, установленных на плите шарнирно, причем боковые рычажные механизмы имеют два звена, одно из которых с закрепленным на нем узлом нагружения расположено горизонтально, а другое звено с закрепленным на нем держателем контробразца расположено под углом 45° к горизонтальному звену, центральный рычажный механизм выполнен из одного звена, на котором установлены узел нагружения и держатель контробразца, для подвода тока к образцу выполнено приспособление, содержащее блок питания, соединенный через потенциометры с приводом вращения образца и контробразцом, регулятором величины тока и блоком регистрации тока, соединенным с вычислительным устройством.
