Устройство для испытания материалов на трение

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 1 И 3/ ГОСУДАРСПО ДЕЛ САНИЕ ИЗОБРЕТЕН ПЬСТВ 54) УСТРОЙСТВОИАПОВ НА ТРЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ МАТЕй ин амэаев,тво СССР 1974. о СССР 1981.ВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИИ ВТОРСКОМУ СВИ(57) Изобретение относится к испытаниям материалов трением для определенных их трибомеханических свойств, аименно износостойкости в зависимостиот распределения тепловых потоков,генерируемых трением. Целью изобретения является повышение точности приоценке коэффициента распределениятепловых потоков. Обраэцедержатели 957789 13 и 10 выполнены иэ теплопроводного материала, например меди, и теплоиэолированы от шпинделей 4 и 5 при помощи втулок 13 и 14 из теплоизолирующего материала. Все тепло, генерируемое на поверхностях трения, передается теплообменникам 25 и 26, установленных на свободных концах обраэцедержателей 9 и 10, противоположных месту установки образцов 11 и 12. Тепло передается через шейки на образцедер жателях 9 и 10, выполняющие роль тепловых эталонных сопротивлений, включениых последовательно в цепь теплопередачи от эоны трения к теплообменникам 25 и 26. Измерение перепада температур на шейке каждого из обраэцедержателей 9 и 1 О с помощью датчиковтемператур Т 1 и Тй позволяет вычислить тепловые потоки, идущие от каждого образца 11 и 12, с высокой степенью точности. 1 ил.Изобретение относится к испытаниямматериалов трением для определенияих трибомеханических свойств.Цель изобретения - повышение точности при оценке коэффициента распределения тепловых потоков в процессетрения эа счет концентрации тепловыхпотоков в точках их измерения на промежутке между торцом и теплообменником, повышения градиента тепловогопотока в точках измерения и исключения тем самым погрешностей, связанныхс рассеиванием тепла на промежуткемежду образцом и теплообменником иравномерным прогревом теплопередающего, элемента,На чертеже представлена схема устройства.Устройство содержит корпус 1, вкотором размещены подвижная и неподвижная бабки 2 и 3 соответственно. Вкаждой иэ бабок 2 и 3 соосно один кдругому установлены два шпинделя 4и 5. Шпиндели 4 и 5 установлены вбабках 2 и 3 с помощью радиальноупорных подшипников 6, что обеспечивает возможность их вращения. В каж,дом шпинделе 4 и 5 установлены эксцентрично с эксцентриситетом е относительно их осей два пальца 7 и 8,в которых установлены обращенные торцами один к другому образцедержатели, выполненные в виде оправок 9 и10, предназначенных для установки образцов 11 и 12 и отбора тепла от них.Между оправками 9 и 10 и пальцами 7и 8 установлены втулки 13 и 14, препятствующие передаче тепла от оправок 9 и 10 к пальцам 7 и 8. Средняя5 10 15 20 253035 и 14, Для регулирования распределения теплового потока устройство имечасть каждой из оправок 9 и 10 выполнена в виде шейки длиной 1 постоянного сечения и образует замкнутую кольцевую полость с внутренней поверхностью теплоиэолирующих и концентрирующих проходящий тепловой поток втулок 13 и 14.На границах шеек в каждой оправке 9 и 10 закреплены неразъемным соединением два датчика температур Т, и Т, являющиеся средством измерения теплового потока, Пальцы 7 и 8 установлены в шпинделях 4 и 5 с помощью радиально-упорных подшипников 15, обеспечивающих воэможность поворота пальцев, На концах пальцев 7 и 8 закреплены две качалки 16 и 17, концы которых соединены с зазором и бабка-. ми 2 и 3 при помощи подшипников 18 и,выполненных в бабках 2 и 3 пазов 19, Устройство содержит привод вращения (не показан), от которого движение передается на шкивы 20 и 21, закрепленные на шпинделях 4 и 5, обеспечивая вращение их в противоположных направлениях. Механизм нагружения взаимодействует со шпинделем4 и представляет собой скобу 22, упирающуюся в пружину 23 с регулировочным винтом 24. Градиент температур в каждой оправке 9 и 10 измеряется датчиками температур Т, и Т (длятеплового потока от образца 11). Датчики температур Т, и Т устанавливаются на границах шеек и закрепляются постоянно на расстоянии 1 , меньшем длины теплоизолирующих втулок 131357789 ет теплообменники 25 и 26, выполненные например в виде холодильниковили нагревателей. 30 35 40 45 вок,Составитель В.ШпиневТехред Л.Сердюкова Корректор М.Максимишинец Редактор В.Данко Заказ 5989/4 1 Тираж 776 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4 Устройство работает следующим образом. Посредством механизма нагружения образцы 11 и 12 нагружаются требуемым осевым усилием. От привода движение передается шпинделям 4 и 5. За счет эксцентричного расположения в шпинделях 4 и 5 пальцев 7 и 8 и связи последних с бабками 2 и 3 образцы 11 и 12 совершают относительное энакопеременное движение. Благодаря такой кинематике сигнал с датчиков Т и Т может быть передан регистрирующим приборам непосредственно без токосъема. Выделяющееся при трении тепло от образцов 11 и 12 передается оправкам 9 и 10 соответственно, а затем через шейку, являющуюся тепловым сопротивлением на пути теплопередачи от образца к окружающей среде. Так как образцедержатель и шейка теплоиэолированы втулкой и радиальным зазором, то все тепло от образцов 11 и 12 проходит через соответствующую шейку. Измерение Т, и Т на каждой шейке с помощью датчиков температур позволяет вычислить тепловые потоки, идущие от каждого образца 11 и 12 в окружающую среду по формуле оК (Т - Т ) с величиной тепловогоэсопротивления шейки на длине 1 э, определяемого тарировкой или расчетом по формуле 1 эК)э8где % - теплопроводность материала,эЯ - сечение шейки.Так как при смене образцов образцедержатель не разбирается, то можно полагать величину К, постоянной величиной. Термопары закреплены в шейках постоянно, поэтому ошибки в измерении Т, и Т также постоянны и минимальны. Утонения сечения в шейках концентрирует тепловой поток,увеличивая дТ. Указанные факторыпозволяют повысить точность определения величины тепловых потоков, идущих из зоны трения в сторону соответствующего образца. Формула изобретения 10 Устройство для испытания материалов на трение, содержащее корпус, установленные на нем подвижную и неподвижную бабки, размещенные каждый всоответствующей бабке соосно друг 15 другу с воэможностью вращения двашпинделя, привод вращения, кинематически связанный со шпинделями, эксцентрично расположенные каждый в соответствующем шпинделе два образце держателя, каждый иэ которых выполнен в виде оправки с гнездом для образца на одном ее конце, установленной с воэможностью поворота относительно ее оси, две качалки, каждаяиз которых закреплена одним концомна соответствующем образцедержателе,а другим с зазором соединена с соответствующей бабкой, механизм нагружения, соединенные с образцедержателями теплообменники и средство измерения теплового потока, выполненное в виде по крайней мере двух датчиков температуры, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности при оценке коэффициента распределения тепловых потоков в процессе трения, оно снабжено двумя теплоизолирующими втулками, установленными каждая коаксиально на соответствующейоправке, в средней части каждой оправки выполнена шейка постоянногосечения, образующая замкнутую кольцевую полость совместно с внутреннейповерхностью соответствующей теплоизолирующей втулки, датчики температуры жестко закреплены на соответствующих шейках, а теплообменники установлены на свободных концах опра