Установка для исследования образца материала на истирание льдом

Авторы патента:

Анохин Павел Викторович (RU)

Беккер Александр Тевьевич (RU)

Тютрин Роман Сергеевич (RU)

G01N3/56 - исследование сопротивления износу или истиранию

Владельцы патента RU 2542613:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) (RU)

Изобретение относится к технике механических испытаний материалов на стойкость к истиранию до разрушения и может быть использовано, в частности, для испытаний на ледовое истирание. Установка содержит привод вращения кольцеобразного образца льда и средства для удержания образцов истираемого материала, выполненные с возможностью их прижатия к цилиндрической поверхности образца льда. Образцам истираемого материала придана цилиндрическая форма, при этом каждый из них снабжен отдельным приводом вращения с осью вращения, параллельной оси вращения образца льда. Каждый отдельный привод вращения образца истираемого материала установлен на отдельном силовом цилиндре, корпус которого жестко зафиксирован в пространстве. Силовые цилиндры снабжены средствами регулирования прижимных усилий. Технический результат: повышение достоверности испытания за счет моделирования не только трения скольжения, но и трение качения. 3 ил.

Известна установка для исследования образца материала на истирание льдом, содержащая основание, размещенные на нем средство для удержания образца истирающего материала, снабженное приводом вращения, и средство для удержания образца истираемого материала (см. Экспериментальное исследование на истирание бетона морским льдом Статья на 20-ом ОТС в Хьюстоне, штат Техас, 2-5 мая, 1988 г.).

Недостатком этого решения является низкая производительность, так как оно не позволяет проводить испытания более одного образца.

Известна также установка для исследования образца материала на истирание льдом, содержащая основание, на котором размещена горизонтальная платформа, выполненная с возможностью вращения вокруг вертикальной оси и удержания кольцеобразного образца истирающего материала, привод вращения платформы, средство для удержания образцов истираемого материала, выполненное с возможностью придания ему усилия, прижимающего к истирающей поверхности (см. патент РФ на ПМ №45826, МПК G01N 3/56, 2005 г.).

К недостаткам данной конструкции относится невозможность проведения испытаний не только в условиях трения скольжения, но и трения качения, что происходит в натурных испытаниях.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является повышение достоверности испытания за счет возможности моделирования как трения скольжения, так и трения качения.

Технический результат, который достигается при решении поставленной задачи, выражается в повышении достоверности испытания за счет моделирования не только трения скольжения, но и трение качения. Кроме того, устройство обеспечивает отсутствие краевых эффектов и возможность варьирования прижимающими усилиями, прикладываемыми к разным образцам.

Поставленная задача решается тем, что установка для исследования образца материала на истирание льдом, содержащая привод вращения кольцеобразного образца льда и средства для удержания образцов истираемого материала, выполненные с возможностью их прижатия к цилиндрической поверхности образца льда, отличающаяся тем, что образцам истираемого материала придана цилиндрическая форма, при этом каждый из них снабжен отдельным приводом вращения с осью вращения, параллельной оси вращения образца льда, причем каждый отдельный привод вращения образца истираемого материала установлен на отдельном силовом цилиндре, корпус которого жестко зафиксирован в пространстве, кроме того, силовые цилиндры снабжены средствами регулирования прижимных усилий.

Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения с существенными признаками аналогов и прототипа свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».

При этом отличительные признаки формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.

Признак, указывающий, что «образцам истираемого материала придана цилиндрическая форма» обеспечивает возможность проведения испытаний не только в условиях трения скольжения, но и трения качения.

Признаки, указывающие, что каждый из образцов истираемого материала «снабжен отдельным приводом вращения с осью вращения, параллельной оси вращения образца льда» обеспечивают возможность контактирования образцов истирающего (льда) и истираемого материала по образующим, причем это обеспечивает возможность выполнения образца льда более массивным (и, соответственно, более прочным).

Признак «…каждый отдельный привод вращения образца истираемого материала установлен на отдельном силовом цилиндре, корпус которого жестко зафиксирован в пространстве…» обеспечивает возможность регулирования прижимающих усилий, прикладываемых к разным образцам.

Признаки, указывающие, что «силовые цилиндры снабжены средствами регулирования прижимных усилий» обеспечивают получение и фиксацию измерительных данных.

На фиг.1 показана схема установки, на фиг.2 и фиг.3 показан кольцеобразный образец льда. На чертежах показаны образцы 1 и 2 истираемого материала, кольцеобразный образец 3 льда (истирающего материала) привод 4 вращения кольцеобразного образца 3 льда и приводы вращения 5 и 6 образцов 1 и 2 истираемого материала соответственно, силовые цилиндры 7 и средства 8 регулирования прижимных усилий.

Установка для исследования образцов 1 и 2 материала на истирание льдом содержит привод 4 вращения кольцеобразного образца 3 льда и средства для удержания образцов 1 и 2 истираемого материала, выполненное с возможностью их прижатия к цилиндрической поверхности образца льда 3.

Образцы 1 и 2 истираемого материала имеют форму цилиндров радиусом R и высотой Н с прямыми торцами. Образец 3 льда имеет форму кольца, ограниченного внутренним радиусом R1 и внешним радиусом R2, и имеет плоские торцевые поверхности, разнесенные на толщину Н (см. фиг 3).

Каждый из образцов 1 и 2 снабжен отдельными приводами 5 и 6 вращения с осью вращения, параллельной оси вращения образца 3 льда, причем каждый отдельный привод 5 и 6 вращения образцов 1 и 2 истираемого материала установлен на отдельном силовом цилиндре 7, корпус которого жестко зафиксирован в пространстве. Кроме того, силовые цилиндры 7 снабжены средствами 8 регулирования прижимных усилий в виде штоков.

Устройство работает следующим образом. Взаимодействие образцов 1 и 2 истираемого материала и образца 3 льда осуществляется цилиндрическими поверхностями. Заготовку образца 3 льда приводят во вращение приводом 4 с угловой скоростью W3. Образцы 1 и 2 приводятся во вращение приводами 5 и 6 с угловыми скоростями W1 и W2 соответственно. Значение скоростей W1, W2 и W3 могут варьироваться от нуля до некоторого максимального значения. Это дает возможность проводить истирание образцов 1 и 2, как с проскальзыванием, так и без скольжения образцов 1 и 2 относительно образца 3 льда. Таким образом, предоставляется возможность получения разных условий трения: трения скольжения и трения качения. Это расширяет возможность исследований механизмов трения, так как в природе действуют разные механизмы трения.

Прижим образцов 1 и 2 истираемого материала и образца 3 льда осуществляют при помощи силовых цилиндров 7. Приводы 5 и 6 и образцы 1 и 2 вместе с ними крепят к концу средства 8 регулирования соответствующего силового цилиндра 7.

Направление выдвижения средства 8 регулирования прижимных усилий силового цилиндра 7 задают линейной направляющей и ориентируют к центру заготовки образца 3 льда. Износ материала при истирании компенсируется выдвижением средства 8 регулирования соответствующего силового цилиндра 7. Количество образцов, одновременно подверженных истиранию, может быть более одного или двух.

В ходе эксперимента контролируют величину крутящего момента, прижимное усилие, температуру и другие параметры (скорость вращения и количество оборотов).

Установка для исследования образца материала на истирание льдом, содержащая привод вращения кольцеобразного образца льда и средства для удержания образцов истираемого материала, выполненные с возможностью их прижатия к цилиндрической поверхности образца льда, отличающаяся тем, что образцам истираемого материала придана цилиндрическая форма, при этом каждый из них снабжен отдельным приводом вращения с осью вращения, параллельной оси вращения образца льда, причем каждый отдельный привод вращения образца истираемого материала установлен на отдельном силовом цилиндре, корпус которого жестко зафиксирован в пространстве, кроме того, силовые цилиндры снабжены средствами регулирования прижимных усилий.

Установка для исследования образца материала на истирание льдом // 2542595

Способ испытаний на контактную выносливость с использованием импульсной нагрузки // 2540262

Изобретение относится к технологии машиностроения, к способам и устройствам для определения пластических деформаций и износа упрочненных материалов при испытаниях на контактную выносливость плоских поверхностей с импульсной нагрузкой деталей вибрационных машин.

Устройство для измерения показателей фрикционных и адгезионных свойств фильтрационной корки // 2539737

Изобретение относится к устройствам для измерения показателей фрикционных и адгезионных свойств фильтрационной корки и может найти свое применение в нефтегазовой отрасли.

Способ определения механических характеристик швейных материалов и установка для его реализации // 2538725

Группа изобретений относится к легкой промышленности, в частности к определению механических характеристик швейных материалов и соединений деталей одежды (ниточных, сварных, клеевых и других швов и строчек).

Способ оценки силы и коэффициента трения при холодной обработке металлов давлением и устройство для его реализации // 2538673

Группа изобретений относится к обработке металлов давлением, а именно к оценке силы и коэффициента трения при холодной обработке металлов давлением. Представлен способ оценки параметров трения при холодной обработке металлов давлением, по которому протягивают через валки с заданным обжатием образцов с коническим участком с одного конца, длина которого позволяет обеспечивать прирост степени обжатия при протягивании образцов, визуально определяют место образования задиров на образцах, составляют для всех образцов график зависимости сила деформирования - перемещение, с помощью которого для места образования задиров определяют степень обжатия и напряжение сдвига второго образца и образцов с нанесенными смазочными материалами или покрытиями при их протягивании через жестко закрепленные валки, при этом определяют момент сопротивления вращению валков при их торможении и нормальную силу, действующую на валки со стороны образцов при их деформировании, посредством датчиков силы и устройства торможения валков, а из этих, фиксируемых датчиками силы, величин определяют силу трения по формуле: Tтр.=Pдат.×L/R, где Ттр.

Способ оценки эффективности смазочно-охлаждающих жидкостей при шлифовании // 2538521

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при испытаниях с целью оценки эффективности смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) для шлифования. Образец фиксируют и шлифуют с подачей СОЖ на расположенных на магнитной плите плоскошлифовального станка подвижных салазках с прикрепленной силоизмерительной системой для записи тангенциальных составляющих силы шлифования и сведения их в таблицу.

Способ анализа износа // 2536119

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для определения характера и степени износа в парах трения. Сущность: на рабочую поверхность наносят материал испытуемого покрытия и изнашивают его путем истирания.

Устройство для испытания материалов на трение и износ // 2531124

Изобретение относится к технике исследования триботехнических свойств материалов и покрытий и может быть использовано при испытаниях на трение и износ. Устройство содержит основание, узел нагружения, связанный с датчиком износа, регистрирующий прибор, привод вращения, взаимодействующий с держателем контробразца, силоизмеритель с упругими элементами и датчики деформации.

Способ определения качества смазочных масел // 2528083

Изобретение относится к технологии контроля качества смазочных масел при их применении и совместимости с материалами деталей машин. Способ заключается в том, что пробу масла постоянной массы нагревают при постоянной температуре с перемешиванием, через равные промежутки времени отбирают часть пробы окисленного масла, в каждой из которых определяют фотометрированием коэффициент поглощения светового потока окисленного масла и испытывают его на противоизносные свойства, при этом определяют диаметр пятна износа и коэффициент противоизносных свойств П, равный Kп/U, где Кп - коэффициент поглощения светового потока, a U - диаметр пятна износа, мм, строят линейную графическую зависимость коэффициента противоизносных свойств П от коэффициента поглощения светового потока Кп, которую используют для определения противоизносных свойств смазочных масел.

Устройство для исследования износа трущихся поверхностей // 2548060

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к измерительным устройствам, и может быть использовано не только для исследования свойств материалов, но и точности исследования износа трущихся поверхностей. Устройство содержит оптическую схему, включающую световод, осветительную систему со светодиодом, регистрирующую систему, состоящую из линзы и фотоприемника, связанные с блоком питания и управления через электронную систему, состоящую из усилителя и микропроцессора, связанные с индикатором и интерфейсом ЭВМ, и выполненную на валу лунку износа, выполняющую функцию базового участка. Устройство дополнительно содержит второй световод. Один световод, неподвижный, установлен во втулке, а другой, подвижный, установлен в валу. Оба световода предназначены для исследования износа лунки, выполненной на внутренней поверхности втулки, и износа лунок и базового участка на внешней поверхности вала, а для превращения отраженного светового потока в электрический сигнал они связаны через осветительную и регистрирующую системы оптической схемы с электронной системой и через блок питания и управления, выполняющий функцию управления режимом работы импульсного светодиода с перестраиваемой длиной волны осветительной системы. Осветительная система дополнительно снабжена линзой, регистрирующая система - светофильтром и линзой, и обе системы дополнительно снабжены установленным в них светоделителем. Технический результат: расширение возможностей, повышение точности исследования износа трущихся поверхностей и сокращение времени исследования. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ и устройство для определения характеристик свертвердых материалов // 2549212

Предусмотрены стачиваемый цилиндр и способ изготовления данного стачиваемого цилиндра. Стачиваемый цилиндр включает в себя первый конец, второй конец и боковую стенку, проходящую от первого конца ко второму концу. По меньшей мере, только второй конец или только боковая стенка представляют собой стачиваемый участок, который контактирует со сверхтвердым элементом, что позволяет определить по меньшей мере одну характеристику сверхтвердого элемента. Стачиваемый участок образован поверхностью по меньшей мере одного мягкого элемента и по меньшей мере одного твердого элемента, который чередуется с мягкими элементами или окружен ими в соответствии с заданным воспроизводимым рисунком. В соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения разность между прочностью на одноосное сжатие твердого элемента и прочностью на одноосное сжатие мягкого элемента составляет примерно от 1,000 до 60,000 ф. кв.д. Технический результат - разработка эффективного устройства для испытания сверхтвердого элемента на абразивность и/или ударопрочность. 6 н. и 32 з.п. ф-лы, 12 ил.

Синтетические материалы для испытания pdc-резцов или для испытания других сверхтвердых материалов // 2550671

Изобретение относится к области исследования прочностных свойств материалов и может быть использовано для испытания сверхтвердого компонента на сопротивление абразивному износу и/или стойкость к ударной нагрузке. Испытательный цилиндр содержит первый конец, второй конец и боковую стенку, продолжающуюся от первого конца до второго конца. По меньшей мере один из упомянутых элементов цилиндра является подвергаемым воздействию участком, который контактирует со сверхтвердым компонентом для определения по меньшей мере одной характеристики сверхтвердого компонента. Подвергаемый воздействию участок содержит по меньшей мере один синтетический материал, имеющий по меньшей мере одну из характеристик, к которым относятся предел прочности при неограниченном сжатии от примерно 15 кфунт/дюйм2 до примерно 25 кфунт/дюйм2, абразивную способность от примерно 1 Cerchar до примерно 6 Cerchar и содержание железа от примерно 5% до примерно 10%. В результате повышается производительность испытания сверхтвердого материала, в частности PDC-резцов. 2 н. и 26 з.п. ф-лы, 11 ил.

Синтетические материалы для испытания pdc-резцов или для испытания других сверхтвердых материалов // 2550672

Изобретение относится к области исследования прочностных свойств материалов и может быть использовано при испытании сверхтвердых компонентов на сопротивление абразивному износу и/или стойкость к ударной нагрузке. Испытательный цилиндр содержит первый конец, второй конец и боковую стенку, продолжающуюся от первого конца до второго конца. По меньшей мере один из упомянутых элементов цилиндра является подвергаемым воздействию участком, который контактирует со сверхтвердым компонентом для определения по меньшей мере одной характеристики сверхтвердого компонента. Подвергаемый воздействию участок содержит по меньшей мере один синтетический материал, имеющий по меньшей мере одну из характеристик, к которым относятся предел прочности при неограниченном сжатии от примерно 12 кфунт/дюйм 2 до примерно 30 кфунт/дюйм 2 , абразивная способность от примерно 1 Cerchar до примерно 6 Cerchar и содержание железа от примерно 5 % до примерно 10 %. В результате повышается производительность испытания сверхтвердых материалов, в частности PDC-резцов. 2 н. и 26 з.п. ф-лы, 11 ил.

Синтетические материалы для испытания pdc-резцов или для испытания других сверхтвердых материалов // 2550750

Испытательный цилиндр и способ испытания сверхтвердого компонента. Испытательный цилиндр включает в себя первый конец, второй конец и боковую стенку, продолжающуюся от первого конца до второго конца. По меньшей мере один из элементов, к которым относятся второй конец и боковая стенка, является подвергаемым воздействию участком, который контактирует со сверхтвердым компонентом для определения по меньшей мере одной характеристики сверхтвердого компонента. Подвергаемый воздействию участок содержит по меньшей мере один синтетический материал, имеющий по меньшей мере одну из характеристик, к которым относятся предел прочности при неограниченном сжатии от примерно 12 кфунт/дюйм2 до примерно 30 кфунт/дюйм2, абразивность от примерно 1 Cerchar до примерно 6 Cerchar и содержание железа от примерно 5 процентов до примерно 10 процентов. Технический результат - возможность воспроизведения испытательного цилиндра и испытания различных типов резцов. 2 н. и 32 з.п. ф-лы, 11 ил.

Машина для определения колееобразования асфальтобетонных покрытий прокатыванием нагруженного колеса (варианты) // 2554289

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к машинам для проведения испытаний на устойчивость к колееобразованию дорожных покрытий, и может применяться в соответствующих областях народного хозяйства. Машина содержит испытательную термокамеру с размещенным в ней столом для образца, на котором устанавливается форма с испытываемым образцом, испытательное колесо, совершающее возвратно-поступательное движение, привод колеса, систему нагружения колеса, систему управления. Привод и система нагружения колеса представляет собой маятниково-рычажный механизм, в который вставлено дополнительное подвижное звено, обеспечивающее прямолинейное горизонтальное движение колеса, либо привод и система нагружения колеса представляют собой маятниково-рычажный механизм, который состоит из равноплечего рычага, соединенного с маятником через дополнительное подвижное звено, обеспечивающее прямолинейное движение колеса - серьгу и исполнительного устройства усилия - пневмоцилиндра, а стол оборудован силоизмерительным датчиком. Технический результат: уменьшение занимаемой площади, облегчение процесса установки образца на рабочий стол, исключение силы, переворачивающей колесо в процессе работы. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство для исследования физико-механических свойств корнеклубнеплодов // 2555333

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для исследования физико-механических свойств корнеклубнеплодов. Устройство для исследования физико-механических свойств корнеклубнеплодов содержит раму (1) с прикрепленными к ней электродвигателем (2), на валу которого установлен сменный диск (3) с исследуемой поверхностью, и направляющей (4), на которой установлена подвижная тележка (5). Подвижная тележка (5) связана с одной стороны с винтовым механизмом (7) через пружину (6), а с другой стороны с грузом (8) через блок (9). Устройство снабжено частотным преобразователем (13), позволяющим плавно регулировать частоту вращения сменного диска (3), а также винтовым механизмом (15) с направляющей, с помощью которого осуществляется зазор между тележкой (5) и сменным диском (3). Изобретение обеспечивает повышение точности результатов исследований процесса трения покоя и движения корнеклубнеплодов о различные поверхности. 1 ил.

Стенд для испытания трубных резьбовых соединений при свинчивании-развинчивании в коррозионной среде // 2555494

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к стендам для испытаний резьбовых соединений, и может быть использовано для исследований износа резьбовых соединений труб нефтяного сортамента при свинчивании-развинчивании в коррозионной среде. Стенд содержит станину, жестко соединенный с ней центратор, привод с вращателем водила для свинчивания резьбового соединения с заданным крутящим моментом и развинчивания его, устройство зажимное с секторными клиньями. Устройство зажимное снабжено механизмом раскрепления клиньев, размещено в центраторе и удерживает муфту от вращения. Трубный ключ оснащен регистратором момента раскрепления резьбового соединения. Ниппель снабжен съемной крышкой с фиксаторами от проворачивания, центральным прямоугольным отверстием со скругленными короткими сторонами, обжат трубным ключом для вращения ниппеля, оборудован силовой пружиной с затяжной гайкой. Пружина и гайка размещены на верхнем конце центрального стержня, причем верхний конец стержня выполнен с двусторонней лыской для прохода через центральное отверстие крышки, а нижний снабжен резьбой и свободно ввинчен в донную заглушку контейнера. Контейнер соединен с нижней резьбой муфты, образует замкнутый внутренний объем и заполнен агрессивной коррозионной или другой жидкой средой. Технический результат - возможность испытания образцов резьбовых соединений труб в коррозионной среде с созданием осевой нагрузки на резьбу. 2 ил.

Способ испытания материалов на фреттинг-усталость // 2556312

Изобретение относится к испытаниям материалов на фреттинг-усталость. Способ испытания материалов на фреттинг-усталость заключается в том, что испытуемый цилиндрический образец, в виде стержня переменного сечения с напрессованной на него втулкой контробразца, располагается в машине для усталостных испытаний типа НУ. Втулка контробразца выполнена с диаметром, обеспечивающим натяг в области рабочего сечения образца. Техническим результатом является приближение условий испытания к эксплуатационным, характерным, в том числе соединениям с натягом. 3 ил.

Способ определения длительности этапов эксплуатации циклически нагруженных поверхностей деталей машин // 2557346

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для изучения процесса работы поверхностей деталей машин. Согласно заявленному способу определения длительности этапов эксплуатации циклически нагруженных поверхностей деталей машин регистрируют изменения во времени параметра состояния контактирующих поверхностей деталей, нагруженных в соответствии с реальными условиями эксплуатации. В качестве оцениваемого параметра состояния рассматривают температуру в зоне контакта. Строят график зависимости температуры по времени и выделяют установившийся участок изменения температуры во времени. Определяют температуру, соответствующую началу и окончанию установившегося режима работы. С учетом найденной температуры, соответствующей началу и окончанию установившегося режима работы, по имеющемуся графику зависимости температуры по времени определяют точки на графике, соотносящиеся с началом и окончанием установившегося режима работы, проекция которых на временную ось идентифицирует длительность этапов эксплуатации циклически нагруженных поверхностей деталей машин. Технический результат - повышение точности определения длительности этапов эксплуатации циклически нагруженных поверхностей деталей машин. 2 ил.