Прибор для исследования характеристик трения материалов

 

On ИCWHИЕ»i3$36ll

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.02.70 (21) 1408122 25-28 (51)М К,з

G 01N 19/02 с присоединением заявки Хе

Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 23.09.82. Бюллетень М 35 (53) УДК 620.178.162. .4 (088.8) по делам изобретений л откргнтнй (45) Дата опубликования описания 23.09.82 (72) Авторы изобретения М. А. Броновец, M. H. Добычин, Н. М. Михин и И. В. Крагельский (71) Заявитель Государственный научно-исследовательский институт машиноведения им. А. А. Благонравова (54) ПРИБОР ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК

ТРЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области изучения фрикционного взаимодействия материалов и касается конструкции прибора для исследования характеристик трения, в частности для определения коэффициеита трения и его составляющих.

Известный прибор для определения коэффициента трения и его составляющих содержит приспособление для крепления исследуемого образца, которое выполнено в виде соединенной с приводом оправки с выточкой на торце для установки образца, корпус с неподвижно закрепленным на нем устройством для обеспечения удара шара по образцу, снабженным фиксаторами заданного положения шара, расстояние от рабочих поверхностей которых до оси вращения оправки не равно радиусу шара, устройство для измерения параметров отскока шара и привод вращения одного из образцов.

В известном приборе может исследоваться трение образцов, один из которых выполнен в виде шара, а другой в виде диска достаточно большого диаметра (не менее

80 — 100 мм), что накладывает существсцные ограничения на виды испытываемых материалов. Кроме того, при использовании известного прибора затруднено проведение испытаний с широким диапазоном температур.

Для расширения области испытаний и видов исследуемых материалов по крайней мере один из держателей установлен горизонтально с возможностью вращения вокруг своей оси и соединен с приводом вращения.

При испытаниях на предлагаемом прп1О боре могут использоваться различные виды образцов, выполненных в виде тел вращения, например шары, кольца, диски, различные виды колес (в дальнейшем описание составлено применительно к исполь15 зовапию в качестве образца шара). B качестве контробразца может использоваться широкий круг материалов, в том числе такие, из которых невозможно или затруднено изготовление деталей в виде дисков.

2о Контробразцы могут быть установлены в соответствующие устройства для их нагрева или охлаждения. При этом вследствие кратковременности периода соударения образца и контробразца теплообмена между

5 ними практически пет, что пе вносит погрешностей в построение температурных зависимостей характеристик тренпя и пе накладывает ограничений в части диапазона используемых температур контробразЗ0 ца, 353611

Зо

Испытания могут проводиться при сухом и граничном трении. В качестве контробразцов могут быть использованы также детали машин после различных сроков их службы.

Предлагаемый прибор может быть использован для испытания, например, автомобильных или авиационных колес, сбрасываемых на дорожное полотно.

В процессе соударения образец скользит по исследуемой поверхности контробразца и отскакивает от него вследствие одновременного действия упругих сил и сил трения в плоскости, проходящей через линию его падения и вектор количества движения в момент отскока, направленный под углом к горизонту. Траектория полета образца, если пренебречь сопротивлением воздуха, представляет собой параболу.

Определение коэффициента трения и его составляющих производится по начальной скорости соударения, длине отскока и максимальной высоте отскока образца согласно расчетным формулам.

На фиг. 1 и 2 изображена схема предлагаемого прибора.

Прибор состоит из станины 1, на которой на колоннах 2 установлена траверса 3 с закрепленными на ней кронштейнами 4 и

5. На кронштейнах с помощью двух пар плоскопараллельных пружин 6 и 7 установлены втулки 8 и 9, в которых на подшипниках 10 и 11 вращаются держатели

12 и 13, между которыми находится образец 14. Вращение держателей осуществляют электрическим двигателем 15 через два шкива 16 и 17 и ремень 18. Втулка 8 закреплена через кронштейн 19 и тягу 20 неподвижно и смещается при изменении диаметра шара для сохранения положения его центра на одной вертикальной оси. Втулка

9 имеет возможность при помощи тяги 21 и кронштейна 22 отодвигаться в горизонтальной плоскости за счет прогиба пружин 7.

На станине прибора установлен контробразец 23, с которым производится соударенне шара, и измерительное устройство, состоящее из листа 24, резиновой подложки

25, координатного листа 26 и копирной бумаги 27. Измерительное устройство может быть расположено в вертикальной плоскости для измерения высоты отскока. Станина установлена на трех винтах 28 с контргайками 29 для установки прибора в горизонтальном положении.

При включении двигателя 15 прижатые один к другому через образец 14 держатели 12 и 13 приводятся во вращение. После набора заданного числа оборотов с помощью тяги 21 производится резкое отодвигание на плоских пружинах 7 держателя

13; вращающийся шар падает па контробразец 23 и отскакивает от него, ударяясь о координатный лист 26. Копирная бумага

27 расположена к нему стороной, дающей отпечаток при падении шара. По оставленным отпечаткам производится измерение длины отскока шара. Если измерительное устройство закрепить вертикально, то по отпечаткам определяют высоту его полета.

Предпочтительным при использовании любых тел вращения является их вращение при соударении с контробразцом вокруг оси, параллельной рабочей поверхности контробразца, что, с одной стороны, не требует учета эпюры распределения напряжений при определении коэффициента трения, а с другой стороны — создает большое постоянство скорости скольжения по поверхности контакта.

Формула и"-обретения

Прибор для исследования характери(:тик трения материалов, выполненных в виде образца, представляющего сооой тело вращения, например шар, и контробразца, содержащий корпус, держатели ооразца, по крайнеЙ мере один и....:то„ :., установлен с возможностью перемещения, обеспечивающего свободное падение образца, установленное на корпусе под держателями приспособление для закрепления контробразца, устройство для регистрации параметров отскока образца и привод вра цения, отличающийся тем, что, с целью расширения области испытаний и видов исследуемых материалов, по крайней мере один из держателей образца установлен горизонтально с возможностью вращения вокруг своей оси и соединен с приводом.

А-А

Фс г 2

Техред А. Камышникова

Редактор Л. Письман

Корректор Л. Исаева

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1440/18 Изд. № 221 Тираж 883 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5