Установка для испытания пары трения на износ

(19) (1 4 0597 А 1 01 Н 3 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ИСПЫТАНИЯ ПАРЫ ти бищен миро оборуд93, М ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТпО изОБРетениям и ОТКРыГПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Московский институт нгаза им. И,М.Губкина(54) УСТАНОВКА ДЛЯТРЕНИЯ НА ИЗНОС(57) Изобретение относится к устройствам для испытания материалов на трение и износ, в частности, прискольжении и перекатывании сопряженных поверхностей в абразивносодержащей среде, Цель изобретенияприближение условий испытаний к условиям эксплуатации винтовых героторных гидравлических машин и повышение точности испытания. Установка1490597 10 содержит корпус 1, установленный накорпусе палец 2, коромысло 3 с приводом 4 вращения, узел крепленияторсионного вала 12. В проточнойкамере 21 закреплен коцтробразец 18,сопрягаемый с образцом 16, которыйкрепится на торсионном валу 12.Установка также содержит привод 24вращения проточной камеры 21, систему циркуляции гидроабразивной средыв проточной камере , В проточную камеру 2 устанавливают образец 16 и Езобретение относится к устройствам для испытания материалов на трение и износ, в частности прц скольжении и перекатывании сопряженных поверхностей в абразивосодержащей среде, и может быть использовано для оценки стойкости металлических и полимерных материалов и деталей винтовых героторных гидравлических машин, применяемых в бурении.Цель изобретения - приближение условий испытания к условиям эксплуатацци винтовых героторных гидравлических машин путем оценки характеристик трения пары при равномерном износе обоих элементов пары при их принудительном вращении с эксцентриситетом и повышение точности испытания путем исключения радиального бурения между элементами установки прц изнашивании поверхностей элементов пары трения.На ф; г, 1 схематически изображена предлаг .емая установка, общий.вцд; на фиг. 2 - узел трения; на фиг, 3 - узел измерения момента тренияУстановка содержит корпус 1, закреплеццыц на корпусе палец 2. На пальце 2 в опорах качения установлено коромысло 3 с воэможностью вращения и осевого перемещения вдоль пальца 2. На одной стороне коромысла 3 расположен привод 4 вращения, связанный при помощи шкивов 5 и 6 и клинового ремня 7 с валом 8, расположенным на другой стороне коромысла 3. Одним концом вал 8 связан с тензобалкой 9, которая взаимодействует с водилом 10, ца другом конце вал 8 снабжен держателем 11 торсионного вала 12. Нкив 6 установлен в опорах качения на флацце 13, закрепленном ца коромысле 3. Вал 8 распо 20 25 30 35 40 45 50 55 контробраэец 18, представляющие собой фрагменты натуральной пары трения. Поворотом коромысла 3 вокругпальца 2 задают нагрузку, задаюттребуемые скорости вращения образцу16 и контробразцу 18, одновременнообеспечивая циркуляцию среды определенной концентрации абразива, и проводят испытания. Устройство такжесодержит узел замера момента трения,обеспечивающий высокую точность,1 з.п. ф-лы, 3 ил. ложен коаксиально внутренней поверхности фланца 13 с зазором. Торсионный вал 12, закрепленный в держателе 11, при помощи крестовины 14 связан с держателем 15 элемента пары трения - образца 16, выполненным в виде полого цилиндра с внутренним кольцевым пазом для установки крестовины и наружной резьбой, Образец 16 представляет собой элемент, воспроизводящий форму рабочей поверхности ротора винтовой героторной машины, который внутренней поверхностью соединен с держателем 15 образца. Соединение держателя 15 образца и крестовины 14 обеспечено таким образом, что цх центры тяжести совпадают с центром тяжести образца 16. Держатель 17 элемента пары трения - контр- образца 18 выполнен в виде полого цилиндра с наружным коническим поясом 19, взаимодействукцим с ответной конической упорной поверхностью 20 проточной камеры 21, и имеет приспособленце для фиксации контробразца 18.Для предотвращения осевого перемещения держателя 17 контробразца 18 установлен фиксатор 22, подпиракций торец держателя 17 контробразца 18 ц закрепленный на проточной камере 21, Контробраэец 18 представляет собой элемент, воспроизводящий по форме рабочей поверхности статор героторной машины и имеющий винтовую поверхность, на которой количество заходов на один больше чем у образца 16. Крепление контробразца 18 к держателю 17 осуществляются винтом (не показан), который установлен в держателе 17 и упирается в цилиндрическую поверхность втулки-арматуры 23, внутри которой по наружной поверхности закреплен контробразец 18,4905 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Проточная камера 21 установлена в корпусе 1 на опорах качения. Вращательное движение проточной камере 21 передается при помощи привода 24 вращения. Система циркуляции гидроабразивной среды включает в себя помпу 25 с приводом 26, нагнетательный трубопровод 27, резервуар 28 и регулятор 29, предназначенный для изменения расхода гидроабразивной среды, подаваемой в проточную каме - ру 21. Регуляторы 30 предназначены для изменения расхода среды, истекающей из камеры 21, и для создания струи среды при перемешивании абразивных частиц в резервуаре 28, Фиксатор положения коромысла 3 на пальце 2 и стопор вращательного движения проточной камеры (не показаны) предназначены для реализации различных схем испытания.Установка работает следующим образом,При испытаниях, имитирующих изнашивание ротор-статор винтовой героторной мащины, коромысло 3 поднимают, на валу 8 в держателе 11 устанавливают торсионный вал 12, на конце которого закрепляют крестовину 14с образцом 16. Затем вводят в контакт образец 16 с контробразцом 18,фиксируют положение коромысла 3 изадают вращение валу 8, при этом взависимости от требований к испытаниям проточную камеру 21 можно вращать или зафиксировать ее положениеотносительно корпуса 1, При такихиспытаниях контактные давления в узле трения задаются предварительнымнатягом между образцом 16 и контробразцом 18 и могут меняться соответственно линейному износу парытрения. При другом варианте этих испытаний коромысло 3 фиксируют в осевом положении и устанавливают с воэможностью вращательного перемещенияотносительно пальца 2. Нагрузку напару трения задают путем поворотакоромысла 3 вокруг пальца 2 при помощи узла нагружения (не показано).После этого в зависимости от выбранного вида трения, при котором необходимо провести испытание, задаютвращение образцу или контробрзэцуили обоим вместе, а также создаютпри необходимости циркуляцию гидроабразивной среды определенной концентрации абразива, при помощи вклю 97 6чения привода 26. При испытаниях регистрируют потери нз трение. Замеры потерь нз трение осуществляют следующим образом. Икив 6 передзет врз,.;ение на нал 8 через водило 1 О, которое, взаимодействуя с тенэобалкой 9, обеспечивает вращение вала 8. Расположение щкнвз 6 на флзнце 13, который отделен от нала 8 кольцевым заэором, позволяет повысить точность измерений, так как на величину регистрируемых потерь пз трение не влияют погрещности, обусловленные работой подщипника щкп з 6, и сила натяжения ремня 7 между щкинами 5 н Ь,Изобретение позволяет оперативно производить отбор оптимальных материалов применительно к паре трения ротор-статор роторных и винтовых гидравлических мащнн, исрользуемых при бурении и эксплуатации нефтегазовых скважин.Формула изобретения1. Установка для испытания пары трения на износ, содержащая корпус, закрепленный на нем палец, установленное на нем с возможностью нращения и осевого перемещения коромысло, размеценные на нем взл со щкином н связанный с последним привод его вращения, узел нагружения пары трения, связанный с коромыслом, проточную камеру с приводом ее вращения, установленные и камере с эксцентриситетом друг относительно друга держатели элементон пары трения, один из которых связан с проточной камерой, а другой - с вялом, и систему циркуляции гпдроабрязинной среды в проточной камере, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью приближения условий испытания к условиям эксплуатации винтовых героторпых гидравлических манин, держатель элемента пары трения, связанный с взлом, выполнен н ниде полого цилиндра, предназначенного для размещения в полости одного иэ элементов пары трения так, что их центры тяжести совпадают, а связь полого цилиндра с валом выполнена н виде крестовины, установленной в полости цилиндра так, что их центры тяжести совпадают, и торсионного вяла, соединенного одним концом с крестовиной, а другим - с валом.2. Установка по и, 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью1490597 Составитель Н. Вартацоваедактор С. Лисин а Техред Л, Сердюкова Корре кт аксимишинец акаэ 3748/51 Тираж 789 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5 КНТ СССР венно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гага 10 повышения точности испытания, онаснабжена фиксатором осевого перемещения держателя элемента пары трения, связанного с проточной камерой,указанный держатель выполнен с наружным коническим пояском, а внутренняя стенка проточной камеры - сконической упорной поверхностью,взаимодействукщей с пояском.