Устройство для испытания материалов на абразивный износ

(19) (11) А 1 151) 4 О 01 Б 3/56 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Клейс И.Р. Центробежный ускоритель для определения относительнойизносостойкости материалов на износ. -Труды Таллинского политехническогоинститута. Сер. А, У 294, 1970,с. 23-33,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА АБРАЗИВНЫЙ ИЗНОС(57) Изобретение относится к испытаниям материалов на износ от воздействия потока абразивных частиц. Целью изобретения является повышениеэкономичности испытаний за счет снижения расхода абразивного материала.Внутренняя поверхность корпуса 1 выполнена в виде поверхности вращения.В корпусе 1 размещены ротор 5 с каналами 6, воронкообразный бункер 11,держатели 7 образцов. Каналы ротора5 отогнуты в сторону верхней кромкибункера 11. При вращении ротора 51341540 абразивные частицы, поступающие из емкости 4, ускоряются в каналах 6 центробежными силами и попадают частично на образец, а частично пролетают мимо образца в сторону верхней кромки бункера 1. При этом пролетевшие мимо образца частицы теряют свою энергию, попадают на внутреннюю поверхность корпуса 1 и, скользя поФ ней, затем попадают в бункер 11, Из Изобретение относится к испытаниям материалов на износ от воздействия потока абразивных частиц.Целью изобретения является повы 5 шение экономичности испытаний эа счет снижения расхода абразивного материала, особенно в случаях применения дорогостоящих абразивных материалов, 10На фиг, 1 изображено устройство для испытания материалов на абразивный износ; на фиг, 2 и 3 - графики анализа скорости движения абразивных частиц на плоскость вращения ротора; на фиг. 4 и 5 - проекция траектории движения абразивных частиц на плоскость вращения ротора.Устройство содержит разъемный полый корпус 1 выполненный например из теплоизоляционного материала 2 с гладким термостойким внутренним подслоем 3, емкость 4 для размещения абразива, ротор 5 с каналами 6, держатели 7 ооразцов, размещенные вокруг 28 ротора 5, двигатель 8 для привода ротора 5 во вращательное движение, питатель 9, выполненный на роторе 5, вентиляторные лопасти 10 для создания потока воздуха, перемещающегося от выходных отверстий вдоль внутренней поверхности корпуса 1, воронкообразный бункер 11, отверстия 12 и емкости 13 для сбора отработавшего абразивного материала, заслонки 14.35Устройство может содержать также нагреватели 15. Корпус 1 может быть выполнен составным и герметизирован с помощью соединения 16. Устройстворазмещено на опорах 17 с виброгасящи- о ми элементами 18, Внутренняя поверхбункера 11 абразивные частицы, которые не сталкивались с образцом, поступают снова в питатель 9 и из него - в каналы 6 ротора 5, чем обеспечивается уменьшение расхода абразивного материала. Частицы, столкнувшиеся с образном, попадают через отверстия 12 в емкости 13 для отработавшего абразивного материала.1 з.п. ф-лы, 5 ил,ность корпуса 1 выполнена в виде тела 19 вращения.Устройство работает следующим образом,При снятой верхней части корпуса 1 производится установка образцов в держатели 7 под необходимым углом к потоку абразивных частиц, Затем верхняя часть корпуса соединяется с нижней при помощи герметичного соединения 16. Пропусканием электрического тока через нагреватели 15 внутри корпуса достигается заданная температура, Контроль температуры ведется хромель-алюминиевой термопарой, помещенной внутрь корпуса, После приведения ротора во вращение через емкость 4 в установку малыми порциями подает-. ся абразив, который, пройдя через воронкообразный бункер 11, попадает в каналы 6 ротора 5, Выходящие из каналов 6 частицы имеют скорость, вектор которой можно разложить на составляющие тангенциальную 7 и вертикальную Ч (фиг, 2), Вследствии этого частипы абразива отбрасываются на образец и стенки камеры под углом ,В к плоскости вращения ротора 5. Уголопределяют как Вертикальная составляющая скорости Чв определяется следующим образом, Частица, вылетающая иэ сопла, наклоненного под углом с 6 к плоскости вращения ротора, движется под деиствием сил, показанных на фиг. 3,Ось Х - Р сом,+11 впк=тп -(1)Р ГПроведенный таким образом расчет угла используется при установке образцов, Частицы, попавшие наобразец отражаются от него, теряют скорость и поступают через отверстияв емкость 13. Не соударившиеся с образцами частицы скользят по внутренней поверхности корпуса, поднимаются, теряя скорость, и попадают в дополнительный бункер, Движение частиц показано стрелками 19. Движению частиц по заданной траектории способствуют создаваемые вентиляторными лопастями .воздушные потоки. Потери абразива, попавшего в емкость 13, восполняются в процессе испытаний, Рекомендуется заблаговременно прекратить подачу абразива через емкость 4, Это позволяет освободить установку от абразива в момент окончания исследований. При завершении работы следует отключить нагреватели 15 и привод 8 вращения, открыть установку посредством снятия ее верхней части и после охлаждения корпуса вытащить изношенные образцы. Износ материалов определяют по потере массы образцов до и после испытаний.Выбором Формы канала 6, соответствующей траектории движения частиц под действием кориолисовой силы, обеспечивается минимальная сила трения 0 35 40 45 50 55 ль стено р 5 вращается,азивная часА в точку А,положение В ВОВ:В В=иМ,время прохода Дуга де 1 -стей пути А,А са ОА АоА Ао В В=ьВ йОА А,А ОА,=Жди; тора к бункеру. Ось У - И сом-Р, з 1 пЫ=щ; тр(соы-Б эпо)И=пц,гК соэс+з).пос 7сом-К в.и с Вя Силой трения можно пренебречь, тогдаокончательно при скольжении частицканалов 6. Так как ротв тот момент, когда абтица попадает из точкиточка В перемещается%Б,А=В а; АБ=Е,1: - А=К(фдх-); гдеопределяется из условия сов=Р-А, Н,КСледоватюьно, при движении абразивная частица довольно сильно отклоняется влево и поэтому ее траекториявыглядит так, как показано на фиг. 5.На основании приведенного расчета выбирают форму каналов 6,Форма и расположение вентиляторных лопастей 10 выбираются из условиянаименьшего их влияния на скоростьвращения ротора, а также создания выпеописанных воздушных потоков. В качестве нагревателей 15 используютсятрубчатые селитовые нагреватели. Потребляемая ими мощность регулируетсяизменением напряжения электротока,подаваемого через трансформатор, Длягерметизации соединения 16 применяется например. термостойкая резина. Вкачестве виброгасящих элементов 18используются материалы с высокой дисперсией воздушных объемов, хорошо поглощающие механические колебания,например поролон. ормула изобретени 1. Устройство для испытания материалов на абразивный износ, содержащее полый корпус, внутренняя поверхность которого выполнена в виде поверхности вращения, коаксиально раз" мещенный в корпусе ротор с каналами, выполненными от оси к его периферии, сообщенный с каналами питатель для размещения абразивного материала, держатели образцов, размещенные на корпусе вокруг ротора, и емкость для сбора отработавшего абразивного материала, о т л и ч а. ю щ е е с я тем, что, с целью повышения экономичности испытания за счет снижений расхода абразивного материала, оно снабжено установленньщ в корпусе и сообщенным через выходное отверстие с питателем воронкообразным бункером, верхняя кромка которого расположена на расстоянии от выходных отверстий каналов ротора, превьппающем расстояние между выходными отверстиями каналов ротора и держателем образцов, образующая внутреннеи поверхности корпуса плавноогибает бункер, а каналы изогнуты внаправлении от плоскости вращения ро5 1341540 е2. Устройство по п. 1, о т л и - но вентиляторными лопастями, размеч а в щ е е с я тем, что оно снабже- щенными на роторе. Фцг фиг Составитель В.ШпиневРедактор Л.Повхан Техред М.Ходанич Корректор М,Максимишинец Заказ 4429(47 Тир ВНИИПИ ГП исноР по делам113035, Мос 1 роизводственно-полиграфическое предприятие жгород, ул, Проектная, 4 4г 4 77 бударс изобва, Ж твенного комитета Сретений и открытий