Устройство для испытания образца материала на износ

(19) (И 51) 5 с О 1 и 3/56 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР( ПИСАНИЕ ИЗОБР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ ЕНИЯ 303 1.8 Б, Г. Па вли(21) "362 (гг) 11.0 (4 б) 07.0 (71) Рижс им. А.Я,П (72) И.М. и И.И.Мак620.Авто8861,3.90кий и ельне Елман симен 178,1 рское юл. 1" 9итехнический институт(54) УСТРОЙС МАТЕРИАЛА НА (57) Изобрет пытательной точности исп влияния узла величину изн уста на вли ваю и опорами 11 В тех же пре ТВО ДЛЯ ИСПИТАИИЛ ОБРАЗЦА ИЗНОСение относится к трибоистехнике. Цель - повыщение ытаний путем исключения нагружения на измеряемую оса . Вращением гайки 12 т зазор между образцом 3 в пределах 0,1-0,2 мм, делах регулируют зазор1548704между наконечником 16 и образцом 3.Камера 2 герметизируется и в нее подается смазочный материал. Включаютпривод вращения контробразца 4. К образцу 3 прикладывают осевую и радиИзобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для непрерывной регистрацииизноса роликовых пар трения при трибои сп ыта ни ях.Цель изобретения - повышение точности испытаний путем исключения влияния узла нагружения на измеряемуювеличину износа.20На фиг.1 изображена схема устройства; на фиг,2 - схема для расчетапогрешности измерения,Устройство содержит основание 1,камеру 2 для размещения образца 3 иконтробразца 4, привод вращения и механизм нагружения образца 3 и контробразца 4 (не показаны), датчик износа, корпус которого выполнен в видеподвижной относительно камеры 2 вилки 5, расположенной в стакане 6 за 30крепленном на камере 2. В осевом отверстии ножки вилки 5 с помощью разрезной гайки 7 установлен чувствительный элемент 8 поверхность которого электрически взаимодействует со 35штифтом 9 и фиксируемый пружиной 10.Для точного базирования датчика относительно рабочей поверхности образца3 устройство снабжено установленнымина зубьях вилки 5 двумя опорами 11, 40предназначенными для взаимодействияс рабочей поверхностью образца 3,Первоначальное положение вилки 5относительно рабочей поверхности об.разца 3 устанавливается с помощью гаек 12 и 13 посредством стакана 14,закрепленного на гайке 7 винтом 15а наконечника 16 штифта 9 - с помощьюдистанционной шайбы 17. Для созданиятарированного усилия на элементы датчика в процессе измерений используетсяпружина 18, жесткость которой выбрананамного больше пружины 10, Натяг впружине 18 создается при повороте эксцентрикового вала 19 за счет перемещения втулки 20,Для предотвращения поворота вил"ки 5 на боковой поверхности стакана 6 альную нагрузки. Изнашивают образец 3При этом изменяется расстояние междуопорами 7 и наконечником 16, что ирегистрируется чувствительным элементом 8, 2 ил. выполнены д ва продольных па за, в которых расположены концы вала 19,Устройство работает следующим образом.При отсутствии натяга в пружине 18 (эксцентрик вала 19 в верхнем положении) устанавливается образец 3, Вращением гайки 12 регулируется зазор между рабочей поверхностью образца 3 и опорами 11 в пределах 0,1-0,2 мм. Положение гайки 12 Фиксируется гайкой 13 . Подбором соответствующего размера шайбы 17 в тех же пределах регулируется зазор между наконечником 16 штиФта 9 и рабочей поверхностью образца 3Эксцентриковый вал 19 поворачивается на 180 , при этом происходит перемещение втулки 20, которое посредством пружины 18 передается штифту 9 и сопровождается сжатием пружины 10, так как ее жесткость выбрана намного меньше, чем у пружины 18. После достижения наконечником 16 штифта 9 рабочей поверхности образца 3 дальнейшее перемещение втулки 20 приводит к сжатию пружины 18, которое церез эксцентриковый вал 19 передается вилке 5 и перемещает ее до достижения опорами 11 рабочей поверхности образца 3, Дальнейший поворот вала 19 обеспечивает тарированное усилие прижима элементов датчика (опор 11 и наконечника 16 штифта 9) к рабочей поверхности образца 3 и надежное базирование чувствительного элемента 8 относительно образца 3. Камера 2 герметизируется и в нее подается смазоцный материал, Включается привод вращения контробразца 4, К валу образца 3 прикладывается нагрузка (сначала радиальная, обеспечивающая необходимое значение силы трения в сопряжении а затем тангенциональная для создания проскальзывания поверхности образца 3 относительно контробразца 4).5 15487В процессе испытаний изнашиваетсярабочая поверхность образца 3, чтосопровождается изменением расстояниямежду опорами 7 и наконечником 16штифта 9 и таким же изменением расстояния между поверхностью чувствительного элемента 8 и штифтом 9,Величина этого изменения непрерывно регистрируется с помощью ЭВМ в виде Функции угла поворота и может бытьопределена по Формуле= 1+огде о - износ образца 33, - соответствующее износу 3 перемещение вилки 5Перемещение вилки 5 равно3,: А,О - А,О.Из подобия треугольников АБО иАБ О следует, что 201- (А Б - Л Б )вжоиливпМ 25От сюда сл еду ет, ч то Ь = 1 (1 + .),1эхатак как в процессе измерений неизбежны погрешности, связанные с неравно- ЗОмерностью тепловых деформаций штифта 9 и вилки 5 и вносимые чувствительным элементом 8, торег = "Апогргде Ь ре, - регистрируемое значение из- З 5менения расстояния междучувствительным элементом 8и штиФтом 9й пор -,величина погрешности,В результате получим, что 40А по р(1 + 1/зпф,),Из последнего соотношения следует,что снижение погрешности также зависит от угла ь.45Величина оЕ с одной стороны ограничена условием надежного базирования Оч 6вилки на ролик, т.е, значениеме; 60,а с другой стороны - условием отсутствия заклинивания: Ы, ъ Огде-угол трения для данного типа материалов, Например, для стальных образца 3, контробразца ч и вилки 5с7, з 1 п 7 й О,11,Тогда значение выражения (1+ -т),впаяйоучитывая цто з 1 п 60 = 0,866, будет изменяться в пределах 2-10, т.е. дополнительно погрешность измерений уменьшается не менее, чем в 2 раза.При проведении длительных испытаний для уменьшения износа поверхностей штифта 16 и опор 11 поворотом эксцентрикового вала 19 осуществляетсяотвод поверхностей этих элементов отобразца 3 и Фиксация. штифта 9 в верхнем положении с помощью пружины 10.Использование предложенного устройства позволяет снизить погрешностьизмерений износа роликовых пар тренияпри величинах износа менее 10-20 мкмавтоматизировать процесс измеренийпри высоких скоростях скольжения. Формула изобретения Устройство для испытания образца материала на износ, содержащее осно" вание, установленную на нем камеру, размещенные в ней держатели образца и контробразца, связанный с держателем образца узел нагружения, привод вращения контробразца, датчик износа и регистрирующую аппаратуру, о т л ич а ю щ е е с я тем, что с целью повышения точности испытания, оно снабжено установленной в камере с возможностью перемещения вилкой с осевым отверстием в ножке и установленными на зубьях вилки двумя опорами предназначенными для взаимодействия с рабочей поверхностью образца, а датчик износа установлен в осевом отверстии вилки.1548704 Соста ви тел ь 10. АсриянцРедактор В,Данко Техред М. Ходанич Корректор Э.Лонцакова одписное нно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород агарина;101 ои каз 138 Тираж 4 ИИПИ Государственного комите 113035, Москвапо изобретениям и открытиям при ГКНТ СС