Устройство для испытания материалов на трение и износ

(59 4 б 01 М 3 56 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 77 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯМАТЕРИАЛОВ НА ТРЕНИЕ И ИЗНОС(57) Изобретение относится к устройствамдля испытания материалов на трение и износ. С целью повышения точности испытанияматериалов на трение и износ на штоке 11 выполнен паз 16 для установки держателя 6, датчик 14 силы трения выполнен в виде тензобалки, одним концом прикрепленной к штоку 11, другим взаимодействующей через регулятор 17 предварительного нагружения с держателем 6,опорный ролик 12 установлен на держателе 3, датчик 15 давления - между держателем 3 и опорным роликом 12. При этом точки контакта ролика 12 с упором 13, образца 4 с контробразцом 7 и датчик давления 15 находятся на одной прямой независимо от перемещения образца 4 по контр- образцу. 3 ил, 1226151Изобретение относится к устройствам для испытания материалов на трение и износ, например, применительно к условиям работы двигателей внутреннего сгорания и компрессоров поршневого типа.Цель изобретения - повышение точности испытания материалов на трение и износ.На фнг, 1 изображено устройство для испытания материалов на трение и износ; на фиг. 2 - узел трения устройства; на фиг. 3 - размещение опорного ролика и датчика давления на держателе образца.Устройство (фиг. 1 и 2) содержит основание 1, каретку 2, держатель 3 образца 4, нагреватель 5, держатель 6 контробразца 7, холодильник 8, узел 9 возвратно-поступательного перемещения каретки 2, механизм 10 нагружения образца 4 и контробразца 7, выполненный в виде штока 11, опорного ролика 12 и подпружиненного упора 13, датчики 14 и 15 соответственно силы трения и давления, датчик температуры (не показан). На торцовой поверхности штока 11 выполнен паз 16, в котором установлен держатель 6. Датчик 14 силы трения выполнен в виде тензобалки, одним концом прикрепленной к штоку 11, другим взаимодействующей через регулятор 17 предварительного нагружения с держателем 6 контробразца 7, опорный ролик 12 установлен на держателе 3 образца 4, датчик 15 давления - между держателем 3 и опорным роликом 12. Узел 9 возвратно-поступательного перемещения каретки 2 выполнен в виде толкателя, связанного с приводом 18.Образец 4 (фиг. 2) установлен в держателе 3 с возможностью самоустановки на шаровой опоре 19, закрепленной в держателе 3, который взаимодействует с нагревателем 5. При этом самоустановка образца 4 в плоскости, перпендикулярной движению контр- образца 7 от узла 9 перемещения, обеспечивает равномерное прилегание поверхностей трения образца 4 и контробразца 7, держатель 6 установлен .подвижно вдоль паза 16, выполненного в направлении действия силы трения в торцовой поверхности штока 11 механизма 10 нагружения. Держатель 6 контр- образца 7 взаимодействует с холодильником 8, соединенным опорой 19 с системой охлаждения (не показана).Опорный ролик 12 (фиг. 3) установлен на оси 20, расположенной в кронштейне 21, который подвижно на направляющих 22 установлен на корпусе 23, закрепленном через термоизолятор 24 к держателю 3 образца 4. В качестве опорного ролика 12 может использоваться шарикоподшипник. Между кронштейном 21 и корпусом 23 на подвижных регулируемых упорах 25 установлен датчик 15 давления.Для этого последний имеет диаметрально противоположно расположенные отверстия, взаимодействующие с упорами 25, кото.40 45 50 55 Формула изобретения 5 1 О 15 го 25 30 35 рые обеспечивают предварительное сжатие датчика 15. Зазор 26 между деталями 21 и 23 позволяет деформировать датчик под действием переменного в течение рабочего цикла давления прижатия образца 4 к контр- образцу 7, Точки контакта ролика 12 с упором 13 образца 4 с контробразцом 7 и датчик 15 давления находятся на одной прямой. независимо от перемещения образца 4 по контробразцу 7. Упор 13 подпружинен комплек том пружин 27, затяжка которых регулируется с помощью регулятора 28. Датчики 14 и 15 через тензоусилитель 29 подключены к регистрирующему прибору 30. Температура в зоне контакта образца 4 и контробразца 7 регистрируется через переключатель 31, электронный усилитель 32 прибором 30 или потенциометром 33. Частота контактирования и перемещения регистрируются датчиками 34 и 35.Устройство работает следующим образом. Устанавливают образец 4 в держатель 3 и контробразец 7 в держатель 6. В качестве образца 4 используют, например, образец из поршневого кольца. Нагружают их посредством механизма 10 нагружения. Затем с помощью узла 9 приводят в возвратно- поступательное перемещение каретку 2 с нагревателем 5, держателем 3 и образцом 4 При этом опорный ролик 12 через датчик 15 давления воспринимает нагрузку от механизма 10 нагруЖения и перекатывается по торцовой поверхности упора 13, Благодаря размещению точек контакта ролика 12 с упором 13 и образца 4 с контробразцом 7 на одной оси перекос сведен до минимума. Этой же цели способствует и самоустановка образца 4 благодаря шаровой опоре 19, За счет установки датчика 15 давления между нагревателем 5 с термоизолятором 24 и опорным роликом 12 исключается влияние сил инерции холодильника 8 и механизма 10 на результаты измерения контактного давления, В ходе испытаний регистрируют силу трения, контактное давление, температуру и износ поверхностей трения.Положительный эффект обусловлен повышением точности испытания материалов на трение и износ за счет обеспечения прилетания образца и контробразца по всей поверхности их контакта, исключения влияния перекосов и сил инерции промежуточных элементов. Устройство для испытания материалов на трение и износ, содержащее основание, размещенную на нем каретку, установленный в направляющих каретки держатель образца, нагреватель последнего, держатель контробразца, холодильник, узел возвратно-поступательного перемещения каретки, механизм нагружения, выполненный в виде штока, опорного ролика и подпружиненного упора, и датчики силы трения, давления и1226151 55фиг.1 температуры, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, на торцовой поверхности штока выполнен паз, в котором установлен держатель контробразца с возможностью перемещения, датчик силы трения выполнен в виде тензобалки, одним концом прикрепленной к штоку, другим взаимодействующей через регулятор предварИ- тельных нагружений с держателем контр- образца, опорный ролик установлен на держателе образца, датчик давления - между держателем образца и опорным роликом. 20 19 11Сост Техре ТиражВНИИПИ Государспо делам изо113035, Москва, Ж - илиал ППП Патент,вители В.И. Верес 778 ни Редактор Н. ТупицаЗаказ 1935/33 твенного коретений и35, Раушск г, Ужгород,Корректор В. СПодписноеитета СССРоткрытийя наб., д, 4/5ул. Проектная, 4 ицка