Установка для исследования процессов износа деталей машин

Авторы патента:

G01N3/56 - исследование сопротивления износу или истиранию

Владельцы патента RU 2675208:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный аграрный университет" (RU)

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к машинам для испытания материалов на трение и износ. Установка содержит насаженные на стержень абразивные круги, которые зажимаются между трехкулачковым патроном и задней бабкой токарно-винторезного станка. Станок дополнительно снабжен датчиками температуры в зоне износа, датчиками износа и датчиком оборотов, все показатели с которых сначала поступают в контроллер, а затем в компьютер для обработки данных с помощью программы. Станок дополнительно содержит станину, в корпусе которой на четырех ползунках установлено три держателя образцов, на которых закреплены испытываемые образцы. Каждый образец прижимается к двум абразивным кругам с помощью нагружающего устройства, в которое входит гидроцилиндр, закрепленный одной стороной в корпусе станины, а другой упирающийся в держатель образцов, причем гидроцилиндр через штуцер соединяется с трубопроводом, который, в свою очередь, подключается к гидрораспределителю с электронным управлением, подключенному к гидросистеме токарно-винторезного станка через гидрораспределительный клапан и присоединенному к контроллеру и к персональному компьютеру. Технический результат: возможность приблизить условия оценки износостойкости деталей машин к реальным условиям их эксплуатации. 3 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно, к машинам для испытания материалов на трение и износ.

Известна машина для испытания материалов на трение и износ, содержащая два диска, на торцевых поверхностях которых закреплены образцы. Один из дисков имеет привод вращения от размещенного в станине электродвигателя, другой установлен в корпусе на нагружающем штоке и соединен гибкой связью с охватывающим шток полым валом, на котором установлен рычаг, взаимодействующий с датчиком момента трения, закрепленным на корпусе, а также узел силонагружения, системы измерения и управления. Причем датчик момента трения, работающий на сжатие установлен так, чтобы его силовая ось проходила на постоянном расстоянии от оси вращения полого вала и совпадала с линией действия силы от рычага, передающего момент трения от образцов (Патент РФ RU 2381481 C1, 10.02.2010).

Недостатком таких машин является ограниченность настроек режимов испытания образцов, а также отсутствие устройства, определяющего наработку.

Известен стенд для оценки износостойкости рабочих органов почвообрабатывающих машин на базе токарно-винторезного станка, включающий в себя насаженные на стержень шлифовальные круги, которые зажимаются между передней и задней бабкой токарно-винторезного станка, станок снабжен датчиками: усилия прижатия, износа, температуры в зоне износа, а также датчиком оборотов, все показатели с которых сначала поступают в контроллер, а затем в компьютер для обработки данных с помощью программы (Патент РФ RU №98815 U1, 27.10.2010) (прототип).

Недостатком таких машин является непостоянство усилия прижатия испытываемых образцов к абразивным кругам, зависящее от натяжения пружины и глубины износа материала, а также отсутствие устройства, регулирующего усилие постоянного и равномерного прижатия образцов к абразивным кругам.

Задачей предполагаемого изобретения является увеличение функциональных возможностей за счет обеспечения широкого диапазона нагрузок, повышение точности контроля постоянной нагрузки на протяжении всего опыта и компенсации естественного износа как системы нагружения, так и испытываемого образца.

Технический результат достигается с помощью гидрораспределителя с электронным управлением и датчиков износа, присоединенных к контроллеру и к персональному компьютеру.

Сущность изобретения поясняется чертежами: на фиг. 1 изображена схема установки для исследования процессов износа деталей машин на базе токарно-винторезного станка; на фиг. 2 - вид сверху установки; фиг. 3 - вид сбоку установки.

Установка располагается на базе токарно-винторезного станка, имеет общее питание гидравлической системы и системы подачи СОЖ станка, гидрораспределитель с электронным управлением, регулирующий равномерное постоянное прижатие образцов к абразивным кругам, датчик оборотов, датчики температуры в зоне трения образцов и абразивных кругов, датчики износа, подсоединенные к контроллеру и к персональному компьютеру.

Насаженные на стержень 1 абразивные круги 2 с одной стороны закреплены в трехкулачковый патрон 3 токарно-винторезного станка 4, а с другой стороны задней бабкой 5. На задней бабке закреплен датчик оборотов 6. Вместо резцедержателя токарно-винторезного станка установлена станина 7 стенда. В корпусе станины на четырех ползунках 8 установлено три держателя образцов 9, на которых закреплены, с помощью винта 10, испытываемые образцы 11 размером 100×80 мм и толщиной от 4 до 12 мм. Каждый образец прижимается к двум абразивным кругам 2 с помощью нагружающего устройства, в которое входит гидроцилиндр 12, закрепленный, одной стороной в корпусе станины 7, а другой упирается в держатель образцов 9, через штуцер 13 соединяется с трубопроводом 14, который, в свою очередь, подключается к гидрораспределителю с электронным управлением 15. Гидрораспределитель с электронным управлением 15 подключается к гидросистеме токарно-винторезного станка 4 через гидрораспределительный клапан 16, который регулирует подачу масла в гидросистеме станка и гидросистеме нагружающего устройства, а также подключается к компьютеру 17 с помощью соединительных проводов 18. В зависимости от давления масла регулируется усилие прижатия образцов, нагружение можно производить бесступенчато. Управление происходит с помощью компьютера 17. На каждом образце в зоне трения установлен датчик температуры 19. Датчик износа 20 с одной стороны закреплен в корпусе станины 7, а с другой стороны подведен к держателю образцов 9. Все датчики подсоединены с помощью соединительных проводов 18 к контроллеру 21, который в свою очередь подключен к компьютеру 17. Защитный кожух 22 крепится к задней части станины 6 с помощью двух кронштейнов 23. В защитном кожухе имеется смотровое окно 24 и механизм подачи СОЖ 25, который присоединяется к трубопроводу подачи СОЖ 26 токарно-винторезного станка 4. Защитный кожух открывается за ручку 27 и фиксируется с помощью фиксатора 28.

Установка для исследования процессов износа деталей машин работает следующим образом. Устанавливают установку на токарно-винторезный станок 4. Закрепляют испытываемые образцы 11 в держатели образцов 9. Закрепляют на образцах датчики температуры 19. Подключают гидрораспределительный клапан 16 к гидросистеме токарно-винторезного станка 4, с помощью соединительных трубопроводов 14 подключают гидрораспределитель с электронным управлением 15 и гидроцилиндры 12 нагружающего устройства образцов. Гидрораспределитель с электронным управлением 15 с помощью соединительных проводов 18 подключают к компьютеру 17. Подводят образцы вместе со станиной поперечным перемещением суппорта 29 к абразивным кругам 2, насаженным на стержень 1. Подсоединяют датчики температуры 19, износа 20 и датчик оборотов 6 к контроллеру 21, который в свою очередь подключен к компьютеру 17. Запускают программу и производят калибровку данных датчиков. Датчики износа 20 выставляют на нулевое значение. В рамках испытания выставляют требуемое усилие прижатия образцов, воздействуя на гидроцилиндры 12 нагружающего устройства с помощью гидрораспределителя с электронным управлением 15, контролируя показания на компьютере. Закрывают защитный кожух 22, подсоединив к нему трубопровод подачи СОЖ 25. В зависимости от того, какая выбрана скорость вращения шпинделя и усилие прижатия испытываемого образца, будет меняться скорость износа. Включают нужную скорость вращения шпинделя станка, запускают станок, проводят испытания и анализируют данные.

Применение установки для исследования процессов износа деталей машин предлагаемой конструкции обеспечивает проведение испытаний при минимальных затратах и в короткие сроки. При исследованиях в таких условиях повышается достоверность результатов испытаний и качество прогнозирования при применении тех или иных конструкционных материалов. Широкое применение предлагаемой конструкции установки обеспечит экономический эффект за счет использования наиболее прочных и износостойких материалов деталей машин.

Установка для исследования процессов износа деталей машин, включающая в себя насаженные на стержень абразивные круги, которые зажимаются между трехкулачковым патроном и задней бабкой токарно-винторезного станка, причем станок дополнительно снабжен датчиками температуры в зоне износа, датчиками износа и датчиком оборотов, все показатели с которых сначала поступают в контроллер, а затем в компьютер для обработки данных с помощью программы, отличающаяся тем, что станок дополнительно содержит станину, в корпусе которой на четырех ползунках установлено три держателя образцов, на которых закреплены испытываемые образцы, каждый образец прижимается к двум абразивным кругам с помощью нагружающего устройства, в которое входит гидроцилиндр, закрепленный одной стороной в корпусе станины, а другой упирающийся в держатель образцов, причем гидроцилиндр через штуцер соединяется с трубопроводом, который, в свою очередь, подключается к гидрораспределителю с электронным управлением, подключенному к гидросистеме токарно-винторезного станка через гидрораспределительный клапан и присоединенному к контроллеру и к персональному компьютеру.

Изобретение относится к области испытания материалов, в частности к испытаниям на стойкость к абразивному изнашиванию при перемещении изделий в истирающей массе с не жестко закрепленными абразивными частицами.

Способ и устройство для оперативной оценки износостойкости полимерных и эластомерных материалов при трении по покрытиям дорог // 2663695

Изобретение относится к области испытаний и может использоваться для оперативной оценки износостойкости материалов по различным покрытиям дорог. Сущность: вырезают из испытуемых материалов прямоугольные пластины одинаковой толщины, подвергают вырезанные и закрепленные на устройстве для оперативной оценки износостойкости полимерных и эластомерных материалов при трении по покрытиям дорог образцы испытанию на износостойкость, проводимому в натурных условиях путем скольжения при заданных условиях, при этом истираемые поверхности образцов имеют одинаковый радиус закругления.

Моделирующее устройство для испытания эндопротезов тазобедренного сустава на износ // 2662599

Изобретение относится к моделирующим устройствам для испытания искусственных суставов на износ механическими способами и, в частности, для испытания эндопротезов тазобедренного сустава.

Способ определения стойкости к истиранию по меньшей мере одного слоя износа, расположенного на несущей плите // 2660240

Изобретение относится к способу определения стойкости к истиранию по меньшей мере одного слоя износа, расположенного на несущей пластине. Сущность: осуществляют этапы: записи по меньшей мере одного БИК-спектра слоя износа, расположенного по меньшей мере на одной несущей пластине, a) перед затвердеванием по меньшей мере одного слоя износа, b) после затвердевания по меньшей мере одного слоя износа или c) перед затвердеванием по меньшей мере одного слоя износа с несущей пластиной и после него с применением по меньшей мере одного БИК-детектора в диапазоне длины волны от 500 нм до 2500 нм, предпочтительно от 700 нм до 2000 нм, особенно предпочтительно от 900 нм до 1700 нм; определения стойкости к истиранию по меньшей мере одного слоя износа путем сравнения БИК-спектра, записанного для определения стойкости к истиранию по меньшей мере одного слоя износа, по меньшей мере с одним БИК-спектром, записанным по меньшей мере для одного эталонного образца по меньшей мере одного слоя износа с известной стойкостью к истиранию, с помощью многопараметрового анализа данных (МАД), при этом по меньшей мере один БИК-спектр, записанный по меньшей мере для одного эталонного образца с известной стойкостью к истиранию по меньшей мере одного слоя износа, определили заранее a) после затвердевания по меньшей мере одного слоя износа или b) перед затвердеванием и после него с использованием того же БИК-детектора в диапазоне длины волны от 500 нм до 2500 нм, предпочтительно от 700 нм до 2000 нм, особенно предпочтительно от 900 нм до 1700 нм.

Способ оценки износостойкости керамических материалов по изменению параметра шероховатости rt // 2658129

Изобретение относится к области трибологии, в частности к экспресс-оценке износостойкости конструкционных высокотвердых керамических материалов, работающих в паре трения с металлом.

Устройство для сравнительных испытаний материалов на стойкость к абразивному изнашиванию при их перемещении в незакрепленном абразиве // 2654951

Изобретение относится к области триботехники, в частности к устройствам и методам исследований на абразивную износостойкость, применительно к деталям с покрытыми или упрочненными рабочими поверхностями, которые эксплуатируются в условиях абразивного изнашивания в незакрепленном абразиве.

Способ проведения ускоренных сравнительных испытаний полимерных самотвердеющих дисперсно-упрочненных композиционных материалов на изнашивание в не жестко закрепленном абразиве // 2650047

Изобретение относится к области испытаний материалов, в частности испытаний на стойкость к абразивному изнашиванию при перемещении изделия в истирающей массе с не жестко закрепленными абразивными частицами.

Установка для испытания на абразивный износ рабочих органов почвообрабатывающих машин // 2649241

Изобретение относится к испытательной технике. Установка содержит раму, на которой установлен привод вала вращения и емкость с абразивным материалом.

Способ оценки внешних и внутренних параметров узлов трения при испытании в стендовых условиях // 2647338

Изобретение относится к способам оценки внешних и внутренних параметров узлов трения тормозных устройств в стендовых условиях, в частности пар трения ленточно-колодочных тормозов буровых лебедок.

Способ оценки эффективности смазочных материалов // 2646811

Изобретение относится к исследованию трибологических свойств смазочных материалов, используемых в машиностроении. Способ заключается в эксплуатации пары трения в присутствии смазки, пропускании через нее электрического тока при неподвижной паре трения и при установившемся режиме трения, при этом определяют электрическую емкость между верхней и нижней поверхностями пары трения палец-диск в присутствии слоя смазки и по полученным показаниям судят о диэлектрической проницаемости исследуемого материала и ориентации молекул в слое, при этом чем больше коэффициент упорядоченности молекул в ориентированном слое (ближе к единице), а вектор преимущественной ориентации молекул совпадает с вектором электрического поля, создаваемого вследствие измерения емкости, тем диэлектрическая проницаемость смазочного материала выше и выше смазочные свойства испытуемого образца; совместно с измерениями емкости производят измерение толщины пленки с помощью лазерного измерителя; результаты получают при неподвижной паре трения и при установившемся режиме трения, после чего судят об эффективности смазочного материала и о роли трибоактивных компонентов в составе смазочного материала путем сопоставления данных испытания с требуемыми параметрами.