Установка для исследования ударного абразивного изнащивания

ОП И САНИ.Е- ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51)М, Кл 3 6 01 ц 3 У 56 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(71) Заявиель Томский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. В,В.Куйбышева(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ УДАРНОГО АБРАЗИВНОГО ИЗНАШИВАНИЯ Изобретение относится к области исследований прочностных свойств твердых материалов, в частности сопротивления их износу, и касается конструкции установки для исследования ударного абразивного изнашивания твердых материалов в потоке абразивных частиц при низких температурах. 10Известна установка для исследования изнашивания в потоке абразивных частиц при низких температурах, содержащая держатель образцов, расположенных заподлицо с его наружной поверхностью, криостат для охлаждения образцов до требуемой температуры и центральный ускоритель, создающий скоростной поток, абразивных частиц, воздействующих в процессе испытаний иа открытые поверхности образцов 12).Недостаток этой установки состоит в том, что вылетакщие иэ .каналов ротора абразивные частицы даже однородных фракций имеют различные скорости выхода вследствие разного сопротивления скольжения по каналу ротора, а частицы разной форит и величины на пути от ротора до обраэца встречают,двигаясь в воздухе, разное сопротивление. Кроме того, на ней не исключено влияние на износостойкость образцов инея, образующегося по мерепонижения температуры на их поверхностях,Одинаковые скорости частиц в абра зивном потоке обеспечены на другой известной установке для исследования ударного абразивного изнашивания, содержащей цилиндрический корпус с вмонтированным в него электронагревателем, установленный внутри корпуса с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси держатель образцов, расположенных заподлицо с, его наружной поверхностью, и вертикально расположенную трубку для подаи абразива с воронкой на одном и косым срезом на другом конце, обращенном в сторону вращения держателя (21 Скорость абразивного потока в ней определяется скоростью свободного падения абразивных зерен прн прохождении их по трубке и практически одинакова для зерен различных размеров и формы, хотя искажения их скорости эа счет влияния аэродинамического приповерхыостного потока воздуха полностьюне исключены.В конструктивном отношенииэта установка является ближайшей кпредлагаемой,Недостатком ее является то обстоятельство, что, во первых, на нейне исключено повторное воздействиерикошетирующих абразивных частиц наиэнашиваемые образцы, что снижаетточность оценки их износостойкости,а во-вторых, поскольку она не предназначена для проведения испытанийпри низких температурах, в ней непредусмотрены средства удаления инеяс поверхности образцов, который также может влиять на их износостойкость,Цель изобретения - повышение точности оценки износостойкости исследуемых материалов при низких температурах.Цель достигается тем, что в предлагаемой установке .внутренний диаметр корпуса не менее чем в два разапревышает внешний диаметр держателя,в качестве средства изменения температуры использован криостат, а утрубки со стороны, противоположной 25.срезу, расположен скребок для удаления образующегося на поверхности образцов инея, выполненно, напримерв виде мягкой щетки.На фиг. 1 представлена схема предложенной установки; на фиг. 2 - тоже,вид сбоку.Внутри корпуса 1 со слоем пенопластовой изоляции 2 смонтированкриостат 3 с выпарным отверстием ис пенопластовой крышкой 4, закрывающей отверстие рабочей камеры 5,сквозь которое внутрь криостатаустанавливается держатель 6 исследуемых образцов)установленный с возможностью вращейия вокруг горизонтальной оси и приводимый во вращение от электродвигателя постоянноготока. Абразивные частицы свободнопадают на поверхность образцов черезнаправляющую трубку 7 с воронкой 8,На конце трубки, расположенном внепосредственной близости от поверхности образцов, выполнен косой срез9, обращенный в сторону вращения держателя. Со стороны, противоположнойсрезу, на трубке закреплен скребок10, выполненный в вйде мягкой, вчастности волосяной щетки. Отработавшие абразивные зерна скапливаются впроцессе испытаний в эерносборнике11. Уровень хладагента в криостатеопределяется указателем 12 поплавкового типа. температура среды внутрикорпуса регистрируется термопарой 13,закрепленной .на направляющей трубке7 в непосредственной близости от по- Щверхности образцов.Установка работает следующим образом,Исследуемые образцы крепятся надержателе 6, который устанавливается Я нутри криостата 3, заполненного хладагентом, например жидким азотом, это позволяет достичь температуры образцов порядка -160 фС. Более низкие температуры достигаются применением других хладагентов. Абразив попадает на поверхность вращающихся образцов из воронки 8, скорость их соударения определяется высотой свободного падения. Вследствие кратковременности процесса падения абразивные свойства зерен практически не зависят от температуры внутри корпуса.Поскольку внутренний диаметр корпуса в 2 раза превышает наружный диаметр держателя, то отскочившие абразивные зерна повторно не участвуют в процессе изнашивания, а попадают в зерносборник 11. Дальнейшее увеличение внутреннего диаметра корпуса возможно, однако это сопряжено с увеличением расхода хладагента, поэтому нецелесообразно. Угол атаки абразива регулируется изменением скорости вращения образцов. Износ их регистрируется известными методами, например взвешиванием. Зазор между концом трубки и вращающимся образцом устанавливается меньше среднего диаметра используемых абразивных зерен. Влияние аэродинамического потока воздуха, увлекаемого при вращении держателя в зазор между ним и трубкой, практически исключается экранирующим действием скребка, который одновременно используется и для удаления инея с поверхности образцов, появляющегося на них вследствие вымораживания влаги по мере понижения температуры внутри корпуса, Скребок устанавливается на направляющей трубке со стороны, противополож ной срезу, и непосредственно контактирует с поверхностью образцов. Для того, чтобы он их не изнашивал, скребок выполнен в виде мягкой волосяной щетки.Установка позволяет проводить сравнительные исследования абразивной износостойкости материалов в широком интервале низких температур, а также абразивной способности самих частиц. Незначительные конструктивные изменения позволяют использовать данную установку для низкотемпературного изнашивания материалов при значительном силовом воздействии абразивных .зерен вплоть до их разрушения (метод двух колец), а также исследовать трение чистых металлов. Формула изобретенияУстановка для исследования ударного абразивного изнашивания, содержащая цилиндрический корпус с вмонтированным в него средством измененияЗаказ 627 /36 Тираж О 9 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Рауюская наб., д.4/5,Филиал ППП Патент", г,ужгород,ул.Проектная,4 температуры внутренней среды, установленный внутри корпуса с возможностьювращения вокруг горизонтальной осидержатель образцов, в котором образ-цы расположены эаподлицо с его наружной поверхностью, вертикально расположенную трубку для подачи абразивас воронкой на одном и косым срезомна другом конце, обращенном в сторону вращения держателя, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения 30точности оценки износостойкости исследуемых материалов при низких температурах, внутренний диаметр корпуса неменее, чем в 2 раза превышает внешнийдиаметр держателя, а у трубки, со стороны противоположной срезу, расп.ложен скребок для удаления образующегося на поверхности образцов инея,выполненный, например, в виде мягкойщетки. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1.Труды Таллинского политехнического института. Серия А, Ю 271, 1969,с. 31.2.Стандартизация и унификациясредств и методов испытания на трениеи износостойкость. Материалы Всесоюз-.ной научно-технической конференции,М., 1975, т.2, с.36.