Машина трения для испытания материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1665282г, ., +в р ц 1 53)5 0 01 М 3/5 ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ростоиЦелью доемко- здания кичиности вдоль ности ная 20 уппы ными ескиИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Киевский политехнический институт им50-летия Великой Октябрьской социалистической революции(56) Авторское свидетельство СССРМ 1573394, кл, 6 01 й 356, 1988.(54) МАШИНА ТРЕНИЯ ДЛЯ ИСПЫТАНМАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение касается испытани риалов на износостойкость, зади кость и контактную прочность. изобретения является снижение тру сти и повышение точности за счет со в ходе испытания различных нагрузо сел циклов нагружения. На повер барабана 30 выполнены смещенные его оси пояски 41 и 42, На повер контробразца 5 выполнены централ и боковые 21 дорожки, содержащие с центральными и боковыми секто участками, выполненными цилиндриЗаказ 2388 Тираж 395 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 6 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 а, 101 енно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Га Прои 6 и бою Щ Н но Ф Зй Фиг. 721665282 ми и сегментными срезами. Образец 6 и контробразец 5 нагружают силой 0 с помощью механизма 11 нагружения через траверсу 39 коромысла 40 и нажимной ролик 31. Так как расстояние от середины пояска 41-42 до оси вала 7, вокруг которого поворачивается каретка 8, изменяется, то иэмеИзобретение относится к области испытания материалов, в частности для определения износостойкости, задиростойкости и контактной прочности в условиях трения качения и трения качения со скольжением. Цель изобретения - снижение трудоемкости и повышение точности результатов испытания за счет создания в ходе одного испытания. различных нагрузок и чисел циклов нагружения, в том числе соответствующих различным точкам кривой усталостного выкрашивания,На фиг.1 представлена машина трения для испытания материалов; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 (узел нагружения); на фиг.З - развертка наружной поверхности контробраэца; на фиг.4 - развертка наружной поверхности барабана; на фиг.5 - вид Б на фиг.1 (узел трения); на фиг,6 - вид В на фиг.1 (узел нагружения); на фиг, 7 - диаграмма чисел циклов нагружения и величины нагрузки отдельных участков испытуемого образца; на фиг, 8 - вариант развертки поверхности барабана; на фиг,9 и 10 - варианты диаграммы нагружения образца; на фиг.11 - вариант развертки поверхности барабана; на фиг. 12 и 13 - полученные в ходе испытаний материалов кривые усталостного выкрашивания; на фиг.14 и 15 - варианты выполнения поясков барабана.Машина содержит основание 1, закрепленную на нем бабку 2 с размещенным в ней шпиндельным узлом 3 с держателем 4, предназначенным для закрепления на нем контробразца 5 или образца 6, промежуточный вал 7, установленную с возможностью качания вокруг оси промежуточного вала 7 каретку 8 с валом 9, предназначенным для закрепления на нем образца 6 или контробраэца 5, закрепленный на каретке 8 механизм 10 нагружения образцов, содержащий нагружатель 11, .узел 12 изменения нагрузки на образец и рычаг 13, соединенный одним концом с кареткой 8, соединенный с держателем 4 привод 14 вращения и связанную с привоняется и усилие сжатия образца 6 и контгобразца 5, Это усилие воздействует на соответствующие секторные участки, положение которых определяется передаточным отношением кинематической цели, соединяющей вал 9 с приводом 14 вращения.2 з.п. ф-лы, 15 ил,дом вращения кинематическую цепь, включающую зубчатые колеса 15 - 19, связанныес валом 9, передаточное число зубчатых колес15 - 19 выражено в виде смешанного числа гл5 К- , где в - целая часть смешанного числа М иаа - соответственно числитель и знаменательправильной дроби смешанного числа. Например, если отношение числа зубьев эуб 10 чатых колес 15 - 19 принять равным 5/4, тоа будет равным единице, М - также единице, а а - четырем,Контробразец 5, размещенный на держателе 4 или на валу 9, выполнен в виде15 ролика, на цилиндрической поверхностикоторого выполнены смещенные вдоль осиролика центральная 20 и боковые дорожки21, составленные из нескольких групп, например для контробразца, размещенного20 на держателе 4, из четырех групп (фиг.З),центральных 22-25 и боковых 26-29 секторных участков, цилиндрических 22, 23и 26, 28 например, с одинаковыми дугами в каждой группе в отдельности, напри 25 мер ао,а 1,а 2 и сО, и расположенных сугловым шагом 360 О/а для контробразца, размещенного на держателе 4, и360/(та + К) для контробразца, размещенного на валу 9, и равным для этих контроб 30 раэцов соответственно 90 или 72 при гп=1;1=1 и а=4.Центральные 22 - 25 и боковые 26 - 29секторные участки, цилиндрические 22, 23,27, 29 и с сегментными срезами 24, 25, 2635 и 28 выполнены чередующимися в шахматном порядке с перекрытием друг другапо дуге Р цилиндрических секторных участков,Секторные участки, принадлежащие к40 каждой группе в отдельности и имеющие дуги, равные соответственно сЬ,а 1,а 2 и аЬ,расположены в пределах секторов с дугами 360/а, равными, например, 90 приа=4. Группы секторных участков смещены45 в окружном направлении друг относительно друга на величину дуг секторных участков в каждой группе в отдельности,равных соответственно ао,а 1,а и аэ.Количество центральных секторных участков с сегментными срезами Ь в каждой группе в отдельности различно, меньше числа а и равно, например, для,группы секторных участков с дугой ао,Ьо=0, с дугой а 1, Ь 1=1, с дугой а 2 Ь 2-2, с дугой сОЬ 3=3 для контробразца 5, размещенного на держателе 4. В случае размещения контробразца 5 на валу 9 Ь1 гпа+М .Узел 12 изменения нагрузки на образец 6 выполнен в виде барабана 30 и воздействующего на барабан посредством нагружателя 11 нажимного ролика 31, Геометрические оси барабана 30 и нажимного ролика 31 лежат в плоскости 1:, проходящей через середину контробразца 5 и перпендикулярной к оси промежуточного вала 7,Барабан 30 установлен на оси 32, расположенной на рычаге 13 в плоскости, проходящей через оси вала 9 и промежуточного вала 7, и связан с валом 9 кинематической цепью с постоянным передаточным отношением, включающей, например, одну пару звездочек 33 и 34 цепной передачи, установленных на осях 35 и 32, и. пару конических зубчатых колес 36 и 37, установленных, соответственно, на валу 9 и оси 35 и расположенных на рычаге 13 и в корпусе каретки 8. Передаточное отноше 737 134ние -- чисел зубьев 736,737, 233,234736 733зубчатых колес 36 и 37 и звездочек 33 и 34 равно а/(гпа+к) или единице и равно, например, 4/5 при гп = 1, К = 1 и а = 4 для контробраэца 5, размещенного на держателе 4. Для контробразца 5, размещенного на валу 9, передаточное отношение К 37 34-- принимается равным единице, 236 133Нажимной ролик 31 установлен на оси 38, размещенной на сферических подшипниках в траверсе 39 свободного относительно каретки 8 коромысла 40, установленного на промежуточном валу 7 на подшипниках 4 с воэможностью качания вокруг его оси, Наружный диаметр нажимного ролика назначается конструктивно.На наружной поверхности барабана 30 в пределах каждого из секторов с дугами, равными 360 О/а для контробразца 5, расположенного на держателе 4, или 360/(гпа+М) для контробразца 5, расположенного на валу 9, а при а=4, в=1, 1=1, равными 90 или 72 О; выполнено несколько разнесенных вдоль оси поясков, например 4 пояска 41- 44 шириной Ь с одинаковыми или разными дугами СЬ,а 1,а 2 и аЗ (фиг.1,2,4), равными дугам аа 1,ай и аз секторныхучаст 5 10 15 го 25 30 35 40 45 50 55 ков контробразца 5 каждой группы в отдельности (фиг.З) в пределах каждого из секторов с дугами 360/а для контробразца 5, размещенного на держателе 4 (фиг.1,3) или 360 О/(п 1 а+ 3 с) для контробраэца 5, размещенного на валу 9 при передаточных отношениях кинематической цепи вал 9 - ось 32 барабана 30, равных для этих контробразцов а/(гпа+) или единице, и равными, например. 90 при а, =а 1 = а 2 = аз и передаточном отношении 4/5 при а=1, к=1, а=4,Пояски 41-44 барабана 30 в каждой в отдельности из разнесенных вдоль оси плоскостей образуют наборы поясков и расположены в каждом наборе с угловым шагом, равным 360 /а для контробрэзца 5, размещенного на держателе 4, или 360/(гпа+к) для контробразца 5, размещенного на валу 9, и равным, например, 90 при а= = 4(фиг.4),Наборы поясков 41 - 44 разнесены вдоль оси барабана 30 на одинаковые или разные расстояния то, 11, с 2 и смещены в окружном направлении друг относительно друга на величину тех же дуг ао,а 1,а 2 и аз, что и секторные участки с дугами аа 1,а 2 и а 3 в пределах каждого иэ секторов с дугами 360/а для контробразца 5, размещенного на держателе 4, или 360/(та+К) для контробрэзца 5, размещенного на валу 9,При этом пояски 41-44 перекрывают друг друга по дуге, равной, например 3-5, образуя на поверхности барабана замкнутую поверхность.Наружный диаметр барабана и ширина поясков Ь выбирается конструктивно с таким расчетом, чтобы обеспечить нэ секторах с дугой 360/а или 360/(та+К) технологичность выполнения поясков и контактную прочность поясков барабана и рабочей поверхности нэжимного ролика,Пояски 41 - 44 могут быть легко получены путем фреэерования цилиндрической поверхности барабана 30 до образования необходимых размеров поясков. Перекрытие друг друга по дуге /3 и замкнутая поверхность барабана обеспечивают непрерывность контакта барабана с нажимным роликом и плавность вступления в контакт каждого последующего сектора барабана.Количество набора поясков 41-44 барабана 30 равно количеству групп центральных секторных участков контробраэца 5 и равно, например, 4 (фиг.4).Наборы поясков 41-44 смещены в окружном направлении друг относительнодруга на величину тех же дуг сто, а 1, а 2 и ОЗ,что и группы секторных участков контробразца с дугами на каждом секторном участке,равными ао,а 1, а.; и аз,Каждый в отдельности набор поясков 41- 544 соответствует определеннЬй группе секторных участков по равенству дуг поясков,соответственно равных аа 1,а 2 и аз, ицентральных секторных участков с дугами накаждом участке, равными ао, а 1, а и аз. 10Наборы поясков 41 - 44 расположенывдоль оси барабана 30 в порядке возрастания (от Ьо=О до Ьз=З) количествацентральных секторных участков.с сегментными срезами в соответствующих им группах контробразца, Поэтому пояски 41 и 44крайних по оси барабана 30 наборов соответствуют группам секторных участковконтробразца с дугами ао и аз, содержащих наименьшее (Ьо=О) и наибольшее (Ьз=З)20количество центральных секторных участков с сегментными срезами.Расположеейные между ними наборыпоясков 42 и 43 соответствуют группам секторных участков с дугами а 1 и а и количествам центральных секторных участков ссегментными срезами, равными, соответственно, Ь=1 и Ь 2=2. Барабан 30 установленна оси 32 таким образом, что крайний наборпоясков 41 барабана с дугами ао, соответствующий группе центральных секторныхучастков с дугами ао и наименьшим количеством секторных участков с сегментнымисрезами (ЬО=О), расположен со стороныпромежуточного вала 7,Контробразец 5 закреплен в окружномнаправлении на державке 4 (фиг,5) илина валу 9 таким образом, что дугиа а 1, а и аз и центральныхсекторныхучастков контробразца 5 и соответствующих импоясков барабана с дугами ао,а 1,а 2 и(фиг.6) совпадают по фазе в направлениивращения контробразца и барабана.Равновероятность усталостного выкрашивания секторных участков образца 6,подверженных различным величинам нагрузки и числам циклов нагружения за время испытания, достигается путем обеспечения возможности воспроизведения наотдельных секторных участках центральной дорожки испытуемого образца 6 впределах секторов с дугами, равными360/ (еа+ к) для контробразца 5, расположенного на держателе 4, или 360 /а дляконтробразца 5, расположенного на валу7, нагрузок и циклов нагружения, соответствующих нескольким точкам кривой усталостного выкрашивания об Й = сопзт,что позволяет определить за время испытания значения чисел циклов нагружения до обусловленного выкрашивания на этих участках ( сгн - контактные напряжения, которыми нагружаются отдельные секторные участки центральной дорожки испытуемого образца 6; ч - число циклов до разрушения при этих напряжениях; р - показатель степени кривой усталости, принимаемый при расчетах на усталостное выкрашивание равным 6),Для этого расстояние 1 (фиг.8) по оси барабана между серединами двух, произвольно взятых наборов поясков для котробразца 5, закрепленного на державке 4, определено по зависимостиа Ра-ь. а ь.гдето - расстояние между плоскостью, проходящей через середину крайнего пояска 41 барабана, расположенного со стороны промежуточного вала 7, и осью промежуточного вала 7;Ьо - наименьшее количество центральных секторных участков с сегментными срезами в одной из групп секторных участков;Ь и Ь+1 - количество центральных секторных участков с сегментными срезами в группах секторных участков, соответствующих двум произвольно взятым наборам поясков, например, в соседних по периметру группах секторных участков 22 и 23, 23 и 24, 24 и 25 с дугами а, и а 1, а 1 и а 2. а 2 и аз (фиг,З), причем ЬЬ+1, равное, например, соответственно Ь=Ьо=О и Ь+1=Ь=1; Ь=Ь 1=1 и Ь+1=Ь 2=2; Ь=Ь 2=2 и Ь+=ЬЗ=З;р - показатель степени кривой усталостного выкрашивания.Тогда, например, для испытания образца 6 на валу 9 в паре с контробраэцом 5, закрепленном на держателе 4, при а=4, Ьо=О, Ь 1=1, Ь 2=2 и Ьз=З и р=6 расстояния между серединами соседних по оси барабана наборов поясков 41-44 (фиг.8) соответственно равны: то=0,1 Ь; 0=0,16 о и 12=0,327 .о. а длина плеча Ь силы 0 при повороте барабана на сектор с дугой 360 /а, или на 90 при а=4 изменяется от о до О и равна соответственно Ь, 1=1,1 1-о, 1-2=1,26 1 о, О=1,587 1 о.Различные величины напряжений и чисел циклов нагружения, соответствующие различным точкам наклонной ветви кривой усталостного выкрашивания, могут быть получены при необходимости и на секторных участках образца 6, установленного на10 где гп - ц часть с Энного чис ов ти 40 45 50 55 образом. танавлие 4 ина держателе 4 в случае закрепления контробраэца 5 на валу 9,Для этого расстояние 1 по оси барабана 30 между серединами двух произвольно взятых наборов поясков определено по зависимостиГ выражающего передаточное число зубчатых колес кинематической цепи, соединяющей привод с валом; 1 и а - соответственно числитель и знаменатель правильной дроби смешанного числа; Ь - расстояние между плоскостью, проходящей через середину крайнего пояска барабана 30, расположенного со стороны промежуточного вала, и осью промежуточного вала; Ьо - наименьшее количество центральных секторных участков с сегментными срезами в одной из групп секторных участков;Ь и Ь+1 - количество центральных секторных участков с сегментными срезами в группах секторных участков, соответствующих двум произвольно взятым наборам поясков, причеМ ЬЬ+1, равное, например, Ь=Ьо=О и Ь+1=Ь=1, Ь=Ь 1=1 и Ь+1=Ь 2=2; Ь=Ь 2=2 и Ь+1=Ь 3=3; р - показатель степени кривой усталостного выкрашивания,Тогда, например, для испытания образца 6, установленного на держателе 4, при гп=1, с=1 и а=4, Ьо=О, Ь 1=.1, Ь 2=2, Ь 3=3 и р=6, расстояния между серединами соседних по оси поясков барабана 30 соответственно равны: то=-0,077 1 о, т 1=0,108о, 12=0,17 1.о, а длина плечасилы 0 при повороте барабана 30 на сектор с дугой 360/(гпа+1), или на 72 при гп=1, М=1 и а=4, изменяется ото до О и равна соответственноо, 1 1=1,077 1 о, Е 2=1,185 Ео,1 3=1,355 1 о.С целью повышения точности испытаний пояски барабана выполняют под углом гр по отношению к оси барабана (фиг.11).Пояски барабана в осевом сечении могут быть плоскими (фиг.14) или выполнены по радиусу (фиг,15). В первом случае технология обработки поясков барабана проще, чем во втором. Однако в первом случае плоские пояски более чувствительны в пределах ширины пояска к концентрации нагрузки (а значит к неопределенности линии действия результирующей нагрузки),чем во втором. возникающей иэ-эа неточности монтажа и деформаций элементов узла,Машина работает следующимКонтробраэец 5 и образец б усвают соответственно на держател валу 9 (фиг,1 и 2) или наоборот(не показано). Нагружение осуществляют пружиной нагружателя 11 через траверсу 39 коромысла 40 и подвижные опоры оси 38 нажимного ролика 31. Нажимной ролик 31 воздействует с постоянной силой 0 на один иэ поясков 44 например, (фиг,1 и 2), барабана 30, Так как барабан 30 установлен на оси 32, расположенной на рычаге 13, а геометрические оси барабана 30 и нажимного ролика 31 лежат в плоскости Е-, проходящей через середину контробразца 5 и перпендикулярной к оси промежуточного вала 7, то образец 6 оказывается прижатым к контр- образцу 5 усилием Рь величина которого зависит от величины момента 0 Ь, поворачивающего каретку 8 и размещенные на ней рычаг 13 с барабаном 30 и вал 9 вокруг оси промежуточного вала 7, где Ь - расстояние между плоскостью, проходящей через середину одного из поясков, например пояска 44, и осью промежуточного вала 7, равное, например О.Величина усилил ия равновесия я Г определяется иэ ускаретки 8 по зависимо 0 ЬГ =. -- .,агде Ь - расстояние между плоскостью, проходящей через середину одного из поясков, например 44, и осью промежуточного вала, равное, например, О; а - межцентровое расстояние между промежуточным валом 7 и валом 9.Включают приводной двигатель 14 и производят испытание, Тогда при отноше 737 Е 34нии -- чисел зубьев 737, Лзв, 734, 233г 36 г 33зубчатых колес 37 и 36 и звездочек 34 и 33, равном а/(гпа+1) или 4/5 при п 1=1, =-1, а=4, эа один оборот контробразца 5 барабан 30 сделает 1 оборот, Пр этом за время поворота контробразца 5 и барабана 30 на сектор с дугой 360/а, или 90 при а=4, плечо Ь силы 0 изменит свою величину ото до3, в результате чего секторные участки КОНтрсбразца 5 С дуГаМИ ао, а 1, а 2 И аз, В пределах секторов с дугой 360/а или 90 при а=4 подвергнутся различным нагрузкамо,1, Р 2 И Рэ,Поскольку величины силы 0 и межцентрового расстояния а постоянны, а плечо Ь ИЗМЕНЯЕТСЯ Ото ДО3 И РаВНО, СООтВЕтСТВЕННО,о,1= о+то, -2= 1+11,3=-2+т 2, при этом о 12О, где Ь, 11 и т 2 - расстояния между серединами соседних по оси поясков барабана 30, то РоЕ 1Е 2Ез. При повороте контробразца 5 и барабана 30 на следующий сектор с дугой360 О/а, или 90 при а=4, цикл нагружения секторных участков контробраэца 5 с дугами ао,а 1,а 2 и аз повторяется, то уже на соседнем по периметру контробразца 5 секторе и т.д, до.полного оборота контробраэца 5,Нагружение секторных участков каждой группы в отдельности различными величинами нагрузок обеспечивается тем, что количество поясков барабана ЗО равно количеству групп центральных секторных участков контробраэца 5, пояски разнесены в осевом направлении вдоль оси барабана 30, а также за счет того, что дуги поясков 41-44 барабана ЗО, равные ао,й 1,щ и щ, и центральных секторных участков 22 - 25 контробразца 5 одинаковы и в направлении вращения. контробразца 5 и барабана 30 совпадают по фазе (фиг.5,6). Поэтому при передаточном отношении кинематической цепи вал 9 - ось барабана 30, равном а/(ва+к) или 4/5 при в=1, 1=1 и а=4, достигается синхронизация времени контакта каждого секторного участка контробразца 5 с образцом 6 и времени нагружения контакта соответствующего ему пояска барабана 30 нажимным роликом 31.Поскольку пояски барабана 30 расположены в пределах каждого сектора с дугой 360 О/а или 90 при а=4 идентично, а передаточное отношение кинематической цепи вал 9 - ось барабана 30 постоянно, то синхронизация контакта секторных участков контробразца 5 с образцом 6 и контакта соответствующих им поясков барабана 30 с нажимным роликом 31 обеспечивается в течение времени каждого оборота контробразца 5,Последовательное нагружение секторных участков контробразца 5, принадлежащих различным группам и расопложенных в пределах секторов с дугой 360 О/а, или 90 при а=4, обеспечивается тем, что пояски 41 - 44 барабана 30 расопложены в каждом наборе с угловым шагом, равным 360/а, или 90 при а=4, и смещены в окружном направлении один относительно другого на величину дуг секторных участков 22 - 25, взятых по одному из каждой группы.Поскольку передаточное число зубчатых колес 15-1 9, входящих в кинематическую цепь, одним концом связанную с приводом 44 вращения, а другим - с валом 9, выраже 1(но в виде смещенного числа а - и равно,анапример 1 4 или 5/4 при в=1, к=1 и а=4,1то после каждых в оборотов, например 1-го оборота при а=1, контробразца 5 происходит смещение относительно образца 6 на М секторов, например на 1 сектор, с дугой360 О/а, равной, например 90 при а=4, контактирующих с секторами образца 6 с дугой360/(ва+к), равной, например, 72 при5 в=1, 1=1 и а=4. По завершению (ва+) или 5оборотов контробраэца 5 при в=1, 1=1 иа=4 относительное положение контробразца 5 и образца 6 становится исходным,затем цикл повторяется,10 Поэтому каждый иэ а секторов, или из4 секторов при а=4, контробразца 5 с дугой на каждом секторе, равной 360 О/а, или90 при а=4, периодически за (ва+Е) или за5 оборотов при в=1, к=1 и а=4 контактиру 15 ет последовательно с каждым иэ (ва+М)или с каждым из 5 секторов при в=1,1=1 и а=4 образца 6 с дугой на каждомсекторе, равной 360/(аа+Е), или 72при в=1, 1=1 и а=4, нагружая отдельно20 выделенные в пределах этих секторовсекторные участки образца 6 с дугамиао,а 1,а 2 и аз усилиями, равными, соответственно, Го Р 1ГРз, как показанона диаграмме нагружения образца 6 (фиг,7),25 изменение усилия при сопряжении поясковбарабана с нажимным роликом на дуге перекрытия р не показано.Так как контробразец 5 содержит в каждой группе в отдельности различное количе 30 ство Ь центральных секторных участков ссегментными срезами, меньшее числа а иравное соответственно ЬО=О, Ь 1=1, Ь 2=2 иЬз=.3, то соответствующие участки каждогоиз секторов образца 6 с дугой сектора.35 равной 360/(аа+К), или 72 при а+1, 1+1,и а=4, последовательно контактируя по дуге с соответствующими секторными участками с сегментными срезами контробразца5, разгружаются за цикл (за 4 оборота) столь 40 ко раэ, сколько секторных участков с сегментными срезами в каждой группе,При а=1, 1=1 и а=4 и количестве секторных участков с сегментными срезами в каждой группе, равном, соответственно, ЬО=О,45 Ь 1=1, Ь 2=2 и Ьз=З, на образце 6 в пределахкаждого из (ва+Е) секторов, или каждогоиз 5 секторов при а=1, М=1 и а=4 с дугой,равной 360/(ва+К), или 72 при в=1, М"1и а=4, получим по 4 участка с дугами, рав 50 ными соответственно ао,а 1,а 2 и азподверженных различным числам цикловнагружения йо, М 1, Й 2 и йз, равным соответственно 4 й, ЗМ, 2 й и й (фиг.7).Таким образом, на образце 6 в пределах55 каждого из (аа+к) секторов, или каждогоиэ 5 секторов при в=1, 1=1 и а=4 с дугами,равными 360/(ва+к), или 72 при п 1-1,к=1, а;-4, получим по 4 участка с дугами,равными соответственно а,а 1,а и аз, 13 16652851015 20 25 30 40 45 50 55 подверженных различным нагрузкам Ео, Е 1, Е 2 и Еэ и рдзличным числдм Циклов нагРУжениЯ Мо, М 1, М 2 и МЗ, пРичем ЕоЕ 1Е 2Еэ, МоМ 1 М 2Мз, как показано на фиг.7.Это достигается за счет того, что пояски 41-44 барабана 30 расположены вдоль оси барабана в порядке возрастания количества центральных секторных участков с сегментными срезами в соответствующих им группах контробразца 5 и барабан 30 установлен на оси 32 таким образом, что крайний поясок 41 барабана, соответствующий группе центральных секторных участков с наименьшим количеством секторных участков.с сегментными срезами, равным, например, Ьо=0, расположен со стороны промежуточного вала 7,Таким образом, за время испытания на рабочей дорожке образца 6 в зависимости от углового шага расположения секторных участков в группе и количества групп секторных участков контробразца 5, равных, например, 90 при а=4 и четырем группам секторных участков, воспроизводят несколько серий опытов при различных нагрузках и числах циклов нагружения (по 4 серии опытов при 4 значениях нагрузки ЕоР 1ЕгЕз и числах циклов нагружения 4 М3 М2 ММ, по 5 опытов в каждой серии опытов при уГловом- шаге секторных участков, равном 360 о/а, или 90 при а=4,гп=1, 1=1 чем обеспечивается сокращение трудоемкости и времени испытания, а также повышение точности получаемых результатов, тдк как испытание проводится в одно и то же время на одном и том же испытуемом образце. Кро-. ме того, в ряде случаев, например при исследовании процессов приработки, износа и др., для проведения серий опытов при 4 нагрузках и 4 значениях чисел циклов нагружения потребовалось бы 16 образцов вместо одного, в крайнем случае, с учетом рассеивания экспериментальных данных, вместо 2 или 3 образцов.В случае размещения контробразца 5 на валу 9 передаточное отношение кинематической цепи; вал 9 - ось 32 барабана 30 равно единице, угловой шаг расположения секторных участков в группе и поясков в наборе равен 360/(гпа+М), количество центральных секторных участков с сегментными срезами в каждой группе в отдельности различно и меньше числа (гпа+к). Поэтому, аналогично, как в предыдущем случае, на секторных участках рабочей дорожки образца 6, размещенного на держателе 4, в пределах каждого из а секторов, или каждого из 4 секторов при а=4, с дугой 360/а, или 90 при а=4, получим за время испытания по несколько секторных участков, например 4 участка, с дугами, равными соответственно ао,а 1, а 2 И аЗ, ПОДВЕРЖЕННЫХ РВЗЛИЧ- ным нагрузкдм Ео Е 1. Е 2 Е 3 и рдэличным числам Циклов нагРУжениЯ МоМ 1М 2 МЗ,Равновероятность усталостного выкрашивания секторных участков образца, подверженных различным нагрузкам, обеспечивается следующим образом.Расстояния в по оси барабана между серединами двух произвольно взятых поясков определяют по зависимости (1) для контробразца 5, закрепленного на держателе 4, или по зависимости (2) для контробраэца, закрепленного на валу 9.Тогд/д справедливы /зависимости; Е 1 р/2/Е р 2=М 1/М, Е 2 р 2/Е 1 р/2=М 2/М 1, ЕзР /Е 2 Р =Мэ/М 2, где р - показатель сте/2 /2пени кривой усталостного выкрашивания, принимаемый равным шести,Поскольку величины контактных наПРЯжЕНИй ОНо, СГН 1, ЦН 2 И ОНЭ И НВГРУЭОК Е Е 1, Е 2 и Еэ связаны между собой таким образом, что Оно/Г/н 1 = Ео/Е 1, то Фо/Ф = Е р /Е р Но Е р/2/Е р/2 М 1/Мо ПОЭТОМУ Ойо/ОоН 1 =- М 1/Мо, ОтКУДа ОоНо Мо =:ОоН 1 К 1 о. АналогичноОН 1/ОЮ 2 = М 2/М 1, Откуда ОН 1 М 1=Ой 2 М Он 2/О 11 з = Мз/М 1, откуда ОГ 121 ч 2=4 зМ 3 Откуда следуетОН оМ - ОН 1М 1 - ОН 2М 2 =ОН 3МЗ.Поскольку р - показатель степени кривой усталостного еыкрашивания, то контак- тНЫЕ НаПряжЕНИя ОНо. ПН 1, СГН 2, И ОНЗ И ЧИСЛа ЦИКЛОВ НаГружЕНИя Мо, М 1, М 2 И МЭ секторных участков образца 6 соответствуют нескольким (четырем) точкам наклонной кривой усталостного выкрашивания (фиг.9 и 12).Числа циклов нагружения Мо, М 1, М 2 и Мэ определяются после окончания испыта-, ния по достижению усталостного выкрашивания секторных участков образца, Поскольку раЗЛИЧНЫЕ ЧИСЛа ЦИКЛОВ НаГружЕНИя Мо, М 1, М 2 и Мэ, необходимые для разрушения секторных участков образца при заданных напряжениях ОНо, ОН 1, ОН 2. и ОНз, достигаются одновременно за время испытания, тоэтим достигается равновероятность одновременного усталостного вы крашивания всех секторных участков образца.665282 Испытание заканчивается разрушением поверхностей в нескольких группах секторных участков одновременно и получают информацию о ресурсе нагрузочной способности по минимальному количеству сек торных участков на образцеВ случае выполнения поясков барабана с наклоном под углом р по отношению к оси барабана (фиг.11) на секторных участках испытуемого образца получают в 10 диапазоне рассеивания экспериментальных данных по несколько эксперименталь.ных точек при каждом уровне нагрузки и числе циклов нагружения (фиг,10, 13), что также сокращает трудоемкость испыта ния и повышает точность полученных результатов,Формула изобретения1, Машина трения для испытания мате риалов, содержащая основание, установленные на нем барабан, на наружной поверхности которого выполнены смещенные вдоль его оси пояски, нажимной ролик, коромысло, на котором жестко закреплена 25 ось нажимного ролика, каретку с валом, держатель образца или контробразца, на наружной поверхности которого выполнены смещенные вдоль его оси центральная и боковые дорожки, содержащие группы с 30 центральными и боковыми секторными участками, часть которых выполнена цилиндрическими, а другая - с сегментными срезами, привод вращения держателя, соединяющую вал с приводом кинематиче скую цепь, состоящую из зубчатых колес, передаточное число которых выражено в 1 свиде смешанного числа в - , где щ - целаяачасть, к и а - соответственно числитель и 4 знаменатель правильной дроби смешанного числа, и механизм нагружения, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью снижения трудоемкости, она снабжена соединенным4 одним концом с кареткой рычагом, име 1 ощим возможность независимого кач; 1 ч вокруг оси, совмещенной с осью коромысла, а продольные оси барабана и нажимного ролика перпендикулярны осям вала и держателя и расположены в плоскости, проходящей через среднее сечение контробраэца,2, Машина по п.1, отл и ч а ю щая ся тем, что, с целью повышения точности за счет создания нагрузок и чисел циклов нагружения, соответствующих различным точкам кривой усталостного выкрашивания, расстояние т между серединами произвольно взятых двух поясков выбрано иэ условияа - Ьо а вдля размещенного на держателе контробразца и из условия Хтч = 3-о( ) для размещенного на валу контробразца, гдео - расстояние от осей качания рычага и коромысла до плоскости, проходящей через середину крайнего пояска барабана, расположенного со стороны контробразца,Ьо - наименьшее количество центральных секторных участков с сегментными срезами в одной из групп секторных участков;Ь и Ь+1 - количество центральных секторных участков с сегментными срезами в группах секторных участков двух произвольно взятых поясков, ЬЬ+1;р - показатель степени кривой усталостного выкрашивания,3. Машина по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что пояски барабана в осевом сечении скруглены по радиусу.