Устройство для испытания на трение и износ

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания материалов на трение и износ в широком диапазоне темпеРатур и при постоянном моменте сил трения.Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей устройства. путем поддержания постоян ного момента сил трения э процессе ,испытания.На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг, 2 - то же, разрез; на фиг. 3 - схема 15 узла дпя поддержания постоянного момента сил трения,Устройство для испытания на трение и износ содержит станину 1, на кото рой размещены механизм нагружения, выполненный в виде силового цилиндра 2, бабка 3 со шпинделем 4, связан- ная посредством клиноременной передачи 5 с приводом 6 вращения, токо съемник 7, который предназначен для снятия показаний с вращающихся термо. пар 8 и 9 и передачи их регистрирующему прибору не показан), а также для подвода электрического тока к 30 кольцевому нагревателю 10. На станине 1 размещены ресиверы 11, 12 низкого и высокого давления, снабженные трубопроводами 13, 14 и 15 и связанные с питателями 16 и 17, предназначенными для подачи сжатого воздуха в ресиверы 11 и 12. Ресивер 11 низко. го давления снабжен обратным клапаном 18 для перекрытия доступа воздуха в него при повышении давления в 40 трубопроводе 13 по сравнению с давлением в ресивере 11, Распределительный цилиндр 1.9 с поршнем 20, снабженным кольцевыми канавками 21 и 22, при помощи составного штока 23 шарнирно соединен с коромыслом 24, неподвжкно закрепленным на держателе 25 с нагружаемым образцом 26. Тензобалка 27 одним концом соединена с держателем 25 нагружаемого обра. зца 26, а другим концом консольно закреплена на станине 1. Сменная пружина 28 растяжения закреплена одним концом на станине 1 с возможностью, регулируемого осевого переме 55 щения, а другим концом - на коромысле 24 держателя 25 и предназначена для возращения держателя 25 с нагружаемым образцом 26 в положение, соответствующее заданному моменту сил трения.Силовой цилиндр 2, например пневматический, содержит установленные с возможностью осевого реверсивного перемещения поршень 29 со сферическим упором 30 и толкатель 31, причем упор 30 сферической частью упираетсяв толкатель 31 для осуществления передачи осевой нагрузки от поршня 29 силового цилиндра 2 нагружаемому образцу 26 через упорный подшипник 32, подпружиненный пружиной 33 сжатия, вал 34 и держатель 25. Одно кольцо упорного подшипника 32 установлено в толкателе 31, а другое на валу 34. Вал 34 размещен с воэможностью осевого перемещения в подшипниках 35 качения в центральном отверстии опоры 36, жестко закрепленной в силовом цилиндре 2, Силовой цилиндр 2 соединен с ресиверами 11 и 12 низкого и высокого давления посредством трубопровода 15 через кольцевые канавки 21 или 22 поршня 20 и трубопроводы 13 и 14На валу 34 размещены теплоизолирующая втулка 37 и держатель 25 нагружаемого образца 26 с установленными на различной глубине от поверхности трения термопарами 8 и кольцевым охладителем 38.На конце шпинделя 4, размещенного в центральном отверстии бабки 3 с возможностью вращения, установлена самоустанавливающаяся переходная головка 39 с закрепленной теплоизолирующей втулкой 40. Во втулке 40 жестко установлен держатель 41 контр- образца 42, в котором размещены равномерно по периметру на различной глубине от поверхности трения термопары 9. На держателе 41 контробраэца установлен кольцевой нагреватель 10, например электрический, а на держателе 25 образца - кольцевой охлади- тель 38, подключенный к сосуду 43 Дьюара, предназначенные для создания требуемого теплового режима в зоне трения. Электропневматический клапан 44, размещенный на трубопроводе 15, служит для снятия нагрузки с образца 26 и контробразца 42, Манометр 45, размещенный на силовом цилиндре 2, предназначенный для измерения в нем величины давления, а отверстия 46, 47 и 48 служат для сообщения полости силового цилиндра 2 с атмосферой. Закрепленная на станине 1 шкала 49 предназначена для определениявеличины усилия, с которым пружина28 растяжения воздействует на коро 5мысло 24.Устройство работает следующимобразом.сПредварительно устанавливаетсязаданная величина момента сил трения. 10Для этого коромысло 24 вручную удерживают в горизонтальном положении,при котором ресивер 11 низкого давления через канавку 21 поршня 20 и трубопровод 15 сообщается с силовым цилиндром 2, а жесткость пружины 28растяжения регулируется так, чтобысоздаваемое ею на коромысле 24 усилие обеспечивало заданную величинумомента сил трения. Величина усилия 20контролируется по шкале 49. Послеэтого включают питатели 16 и 17.Сжатый воздух подается через ресивер11 низкого давления, открытык обратный клапан 18, трубопровод 13, канавку 21 в поршне 20 и трубопровод15 при закрытом электропневматическом клапане 44 в силовой цилиндр 2и через сферический упор 30 поршня29, толкатель 31, вал 34 и держатель 3025 образца сжимает образец 26 иконтробразец 42. Величина давлениявоздуха в силовом цилиндре 2 выбирается из условия обеспечения заданной величины момента сил трения припостоянном значении частоты вращенияобразца и мощности трения и контролируется по показаниям манометра 45.Затем приводят во вращение контробразец 42 через клиноременную передачу 405 включением привода 6 вращения,одновременно отпуская коромысло 24.Одновременно нагревают контробразец42 и охлаждают образец 26, создаваяв них определенные тепловые потоки, 45которые оценивают по градиенту температуры на определенном участкеобразца и площади сечения участка. Во время опыта контролируют сред 50 нюю поверхностную температуру образца 26 и контробразца 42 и изменяют величину.и направление тепловых потоков таким образом, чтобы средняя поверхностная температура оставалась постоянной, а свойства поверхностных слоев образца 26 и контробразца 42 изменялись незначительно. При этом регистрируют момент сил трения, избнос, шероховатость и температуруобразцов 26 и 42.Если во время испытания моментсил трения превысит заданную величину, шток 23 опустит вниз поршень 20,а силовой цилиндр 2 через трубопровод 15, канавку 21 поршня 20 и отверстие 46 сообщается с атмосферой. Врезультате давление воздуха в силовом цилиндре 2 и нагрузка на образец26 и контробразец 42 понижаются дотех пор, пока момент сил трения неуменьшается до заданной величины,при которой пружина 28 растяжения через. шток 23 вернет поршень 20 впервоначальное положение, соответствующее заданному значению моментасил трения, перекрывая при этом отверстие 46.Если момент сил трения меньше заданной величины, сила воздействияна пружину 28 растяжения со стороныкоромысла 24 уменьшается, пружина28 растяженИя сжимается и поднимаетсоставной шток 23 с поршнем 20 вверх.При этом поршень 20 перекрывает трубопровод 13 и канавкой 22 соединяетресивер 12 высокого давления черезтрубопроводы 14 и 15 с силовым цилиндром 2. В результате давлениевоздуха на поршень 29 и усилие нажатия на образец 26 и контробразец 42возрастает. Это вызывает увеличениемомента сил трения, которое продолжается до тех пор, пока момент силтрения не достигнет заданной величины, при которой поршень 20 опускается вниз и перекрывает дотуп воздуха из ресивера 12 высокого давленияв трубопровод 15,Во время перемещения поршня 20трубопроводы 13 и 14 некоторое времясообщаются между собой через канавки21 и 22 и трубопровод 15. Чтобы воздух из ресивера 12 высокого давленияне поступал в ресивер 11 низкого давления, автоматически закрывается обратный клапан 18.Формула изобретенияУстройство для испытания на трение и износ, содержащее станину, установленный на ней привод вращения, кинематически соединенный с ним держатель контробразца, механизм нагружения, связанный с ним держатель образца, кольцевые нагреватель и охладитель,. Бандура едак Заказ 14 847 П го комитета СС ий и открытийушская наб., д ТиражГосударственн елам изобрете сква, Ж, Р ное В по113035, М соединенные соответственно с держателями контробразца и образца, и системы регистрации температуры и моментасил трения, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем поддержания постоянного момента сил тренияв процессе испытанияоно снабженоустановленным на станине и связанным 10с механизмом нагружения распределипроизводственно-полиграфическое предп тельным цилиндром с размещенным внем штоком, один конец которого соединен с держателем образца, двумяпитателями, сообщенными с ними соответствующими ресиверами высокого инизкого давления, сообщенными в своюочередь с распределительным цилиндром, и связанным со станиной и с держателем образца упругим элементомрегулируемой жесткости. ие, г. Ужгород, ул.Проектная,