Способ моделирования эксплуатационных условий при испытании подшипникового узла трения

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 19) (И) 151) 4 С 01 Ю 3/5 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОПОКРЫТИЯМПРИ ПЮТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт физико-технических проблем Севера Якутского филиала СО АН СССР(56) Авторское свидетельство СССР В 1133498, кл. С 01 К 3/56, 1985, (54) СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ УСЛОВИЙ ПРИ ИСПЫТАНИИ ПОДШИПНИКОВОГО УЗЛА ТРЕНИЯ (57) Изобретение может быть испольэовано для экспериментального исследования узлов трения, Целью изобретения является упрощение моделирования эа счет минимизации необходимого объема информации о функционировании реального узла трения, Измеряют температуру Т исследуемогоузла трения в заданной точке, покоторой определяют изменениемоментаМ трения во времени. Найденные зависимости Т(с) и М(й) с помощьюкомпьютера и посредством узла нагружения и нагревателя воспроизводятна физической модели узла трения.3 ил.Изобретение относится к трибологии и может быть использовано для экспериментального исследования уз,пов трения. 5Цель изобретения - упрощение моделирования за счет минимизации необходимого объема информации о функционировании реального узла трения,На фиг. 1 изображено устройство 10 для осуществления предлагаемого способа, на фиг. 2 - схема системы управления, на фиг. 3 - восстановленная эксплуатационная зависимость от времени мощности Я тепловыделения 15 в узле трения (сплошные линии) и зависимость С 1 от времени, воспроизведенная согласно способу на физической модели (штриховые линии).Устройство для осуществления спо соба содержит внешнюю обойму 1, расположенную в корпусе 2. В расточке внешней обоймы 1 установлен шарико" подшипник 3, на внутреннем кольце 4 которого крепится втулка 5 испыты ваемого подшипника скольжения, контактирующая с валом 6. Внешняя обойма нагружается посредством электромагнита 7 рычагом 8, установленным на корпусе. На внутренней обойме 30 жестко закреплена планка 9, предназначенная для взаимодействия с упругим элементом 10, бснащенным тензорезистором 11. Внутри вала 6 установлен нагреватель 12. Электромагнит 7 и нагреватель 12 подключены к системе управления (фиг. 2), которая содержит измерители 13 и 14 соответственно температуры и момента трения физической модели, усили тель 15, управляемый коммутатор 16 аналоговых сигналов, соединенный с аналого-цифровым преобразователем 17, подключенным к компьютеру 18, управляющему через цифроаналоговые 45 преобразователи 19 и 20 источниками напряжения, соединенными с исполнительными механизмами 21 и 22 электромагнита 7 и нагревателя 12.Способ осуществляется следующим образом.С помощью термочувствительных элементов регистрируют в заданной точке температуру Т исследуемого подшипникового узла трения в рабочем режиме. По результатам температурных измерений, решая обратную задачу теплопроводности, восстанавливают зависимость во времени мошности тепловыделения в контакте и определяют изменение момента М трения во времени по формуле:МИ) - д ЯИ)Кгде К - известный коэффициент;Я - угловая скорость вращениявала.Далее проводят испытания на физической модели. Найденные эксплуатационные зависимости Т и М вводят в компьютер 18 в качестве числовых данных для алгоритма управления, приводят вал 6 во вращение и передают управление компьютеру. Момент трения, возникающий при вращении вала, поворачивает обойму, и планка 9 давит на упругий элемент 1 О. Возникающее при этом усилие фиксируют измерителем 14 и через коммутатор 16 передают компьютеру 18. Аналогичным образом в компьютер поступают данные по температуре модели узла.Сравнивая полученные данные с эксплуатационными зависимостями Т(Т) и М(С) этих величин, компьютер в со- ответствии с алгоритмом управления производит коррекцию параметров иС- полнительных механизмов 2 и 22.П р и м е.р, Исследовался полимерный подшипник скольжения размерами ф 32 х ф 26 к 20 мм, диаметр -вала 25,5 мм, материал подшипника Ф 4 К 20, материал вала ст. 45, скорость скольжения 0,39 м/с.Рабочий режим подшипника реализовался на машине трения СМТ. На фиг.3 сплошными линиями показана восстановленная эксплуатационная зависимость Я(й), штриховыми линиями показана зависимость Я, воспроизведенная в управляемом эксперименте. Варианты а и б (фиг. 3) соответствуют замерам температуры Т для определения Я в том и другом случаях на глубине Ь 1,2 мм и 1,8 мм от зоны трения.Близость сплошных и штриховых линий (фиг. 3) свидетельствует о близости температурно-нагрузочных условий функционирования модели и исследуемого узла трения.Формула и з о б р е т е н и я Способ моделирования эксплуатационных условий при испытании подшипникового узла трения, заключаю3 145 щийся в том, что проводят измерения параметров функционирования исследуемого узла трения и на их основе моделируют условия при испытаниях на физической модели, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения моделирования, в качестве параметра функционирования определяют временную зависимость эксплуатационной температуры узла трения в заданной точке, по изме 3239ренной температуре определяют временную зависимость эксплуатационногомомента трения, а при моделировании 5на физической модели обеспечиваютпутем нагревания ее вала равенствовременных зависимостей температурымодели и эксплуатационной температуры в соответствующих заданных точках и путем изменения нагрузки намодель - равенство временных зависимостей моментов трения,1453239 И Р Составитель И. СТехред И.Дид нко Редактор Гири Коррект аице Производственно-полиграФцческое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная аказ 7274/37 Тираж 788 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5.