Установка для испытания материалов на трение и изнашивание

(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по строительству магистральных трубопроводов .(56) Григоров А.И. и др. Обработка газовых подшипников с применением ионного распыления. - И,: Наука, 1976, с. 123 2 (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ЛОВ НА ТРЕНИЕ И ИЗ Ю Ю М ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИД ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАНАШИВАНИЕ(57) Изобретение касается исследования материалов на трение и износ.Цель - повышение точностиДержатель 16 образца 17 установлен на электро- проводные и электроизолированные одна от другой пластины 18-20, сужающиеся по ширине в направлении от магнитопровода 11. Стенд имеет контрольно-измерительный и обрабатывающий комплексы. При возбуждении тока в катушках 14 и 15 магнитопровода 11над его поверхностью образуется трехмерное бегущее магнитное поле. Магнитное поле пронизывает держатель 16,лежащий на поверхности магнитопровода11, и возбуждает в нем индукционные 4токи, .которые, взаимодействуя с полем магнитопровода 11, создают подьемные и тяговые усилия.Под действием подьемных сил держатель 16 с образцом 17 всплывает. 3 ил.Изобретение относится к областиисследования антифрикционных и фрикционных материалов на трение и изнашивание и может быть использовано приподборе материалов для узлов трения,скольжения и качения, например,15строительных машин.Целью изобретения является повышение точности испытания, путем обеспечения распределения равномернойнагрузки по поверхности трения и ис 20ключения влияния параэитного тренияна измерение потерь на трение.На фиг, 1 изображена схема установки при вращательном движении; нафиг2 - схема установки при возвратно-поступательном движении; наФиг. 3 - разрез А-А на Фиг. 2,Установка для испытания материаловна трение и изнашивание содержит ста"нину 1, установленный на станине приЗОвод 2 перемещения, динамометр 3,дискообраэную опору 4 привода 2 перемещения, установленную с возможностьювертикального перемещения с помощьювинтового механизма, выполненного ввиде винта 5, связанного с помощьюшарового шарнира 6 с опорой 4 и черезкинематическую передачу 7 с маховичком8 гайку 9, жестко закрепленную в станине 1. Опора 4 свободно установленана трех цилиндрических направляющих .10, Привод 2 перемещения (например,асинхроннь 1 й. линейный двигатель) выполнен в виде магнитопровода 11 (в 45случае вращательного движения), свернутого в кольцо по радиусу с разноименными полюсами 12 и 13 и электромагнитными катушками 14 и 15, охватывающими полюсы 12 и 13, Катушки 14и 15 включены таким образом, цтообразуют соединение в виде восьмерки,Катушки 14 и 15 магнитопровода 11выполнены с возможностью подключения,напрюмер, к источнику трехфазного питания (не показан), Держатель 16 образца 17 установлен на плите, выполненной в виде набора электропроводныхи электроизолированных одна от другой пластин 18-20, сужающихся по ширине в направлении от магнитопровода 11.Пластины 18 и 19, края которых расположены с внешней стороны от оси магнитной симметрии полюса магнитопровода 11 (оси показаны штрихпунктирными линиями), выполнены с краями, отогнутыми в сторону от магнитопровода 11. Самая широкая пластина 18 не превышает по величине расстояния между внешними краями полюсов 12 и 13 магнитопровода 11.К верхней консольной части станины 1 с помощью .винтов прикреплен динамометр 3, с которым связан держатель 21 контробраэца 22.Динамометр выполнен в виде распо-. ложенных под углом 120 трех пружин 23, предназначенных для измерения момента сил трения, и трех пар плоскопараллельных пружин 24, служащих для измерения усилия нагрузки. На пружины 23 и 24 наклеены высокотемпературные датчики 25 и 26 сопротивления, собранные в полумостовые схемы. Датчики 25 и 26 через коммутатор, усилитель, алфавитно-цифровой преобразователь и адаптер соединены с ЭВИ.Образец 17 и контробразец 22 охватывает разъемная термокамера 27, установленная с помощью кронштейна 28 на станине 1. Цепь питания нагревательных элементов 29 и 30 выполнена в виде регулирующего автотрансформато" ра и понижающего Трансформатора. Через отверстия в верхней консольной части станины.1, динамометре 3 и держателе 21 к рабоцей поверхности образца.22 подведена хромель-копелевая термопара 31, соединенная коммутатором. Горячий спай термопары помещен в образце на минимальном расстоянии от поверхности трения. Для уменьшения влияния нагрева на динамометр 3 с датчиками 25 и 26 установлены тепловой экран с вентилятором (не показаны).Цилиндрические образец 17 и контробраэец 22 имеют коэффициент взаимно0222 5 10 15 20 25 30 35 40 снабжена устанавливаемым на станине вдоль направления движения держателя 158го перекрытия, равный единице, и егоможно изменять от единицы до величиныблизкой к нулю,Установка имеет систему управления и цифроаналоговый преобразовательСтанина 1 устанавливается на специальном фундаменте или массивном столеВместо термокамеры 27 может бытьустановлена климатическая камера дляпроведения испытания в различных средах.Режимы работы установки задаютсясистемой управления с помощью ЭВМ,При автоматическом регулированиипараметров испытаний сигнал от ЭВМпоступает в адаптер и через цифроаналоговый преобразователь передается на систему управления, котораявключает .установку.Установка работает следующим образом.После включения контрольно-измерительного и обрабатывающего комплекса разогревают до необходимой температуры термокамеру 27. При подключении катушек 14 и 15 к трехфазномуисточнику питания над поверхностьюполюсов 12 и 13 создается бегущеемагнитное поле, замыкающееся как в поперечном, так и в продольном направлениях, причем в поперечном направлении поле, выходящее из внутреннейчасти полюса 12, замыкается на внутренней части полюса 13, а магнитныйпоток, выходящий из внешних частейполюсов 12 и 13, замыкается на боковых краях полюсов 12 и 13.Держатель 16 при обесточенных катушках 14 и 15 лежит на поверхностимагнитопровода 11, причем оси симметрии держателя 16 и магнитопровода11 совпадают. В это время образец иконтробраэец не соприкасаются.При возбуждении тока в катушках14 и 15 магнитопровода 11 над егоповерхностью образуется трехмерноебегущее магнитное поле, содержащеекак нормальную 1 так и тангенциальнуюкомпоненты. Магнитное поле пронизывает держатель 16,. лежащий на поверхности магнитопровода 11, и возбуждает в нем индукционные токи, которые,взаимодействуя с полем магнитопровобда 11, создают подъемные и тяговые - , усилия,под действием которых держатель 16 всплывает. Под действием тяговых сил держатель 16 начинает вращаться над поверхностью магнитопровода 11.Встречным включением половины обмоток электродвигателя можно обеспечить только левитацию подвижного образца. Вращением маховичка 8 образец 17 и контробразец 22 сближаются до начала контактирования, а затем устанавливается необходимая нагрузка. Включают вращение образца 17.При возвратно-поступательном движении дополнительно устанавливают путь трения в каждом цикле трения.При необходимости провести испытания при переменном нагружении и (или) при периодическом касании задают циклический уровень левитации. Формула изобретения Установка для испытания материалов на трение и изнашивание, содержащая станину, установленный на ней держатель образца материала, связанный с ним привод перемещения держателя с источником питания и системой управления, узел нагружения, держатель контробразца и связанное с ним изме-, рители и регистраторы триботехнических параметров, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения точности испытания путем обеспечения распределения равномерной нагрузки по поверхности трения и исключения влияния паразитного трения на измерение потерь на трение, она образца магнитопроводом с полюсами,охватывающими их соответствующимиэлектромагнитными катушками, плитой,выполненной в виде набора электропроводных пластин разной ширины, иэолированных одна от другой и установленных параллельно полюсам магнитопровода, причем продольные края пластин отонуты в направлении от магнито.провода, а ширина самой широкой пластины не превышает расстояния междувнешними краями полюсов магнитопровода,1580222 Фиа 2 го Фиг Составитель Ю, Асиянцактор Н. Бобкова Техред М.Моргентал ектор С.Черни ри ГКНТ изводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 19 2 Заказ 2006 Т ВНЙИПИ Государственного коми113035, Носк ж 50 а .по ЖПодписное изобретениям и открытиям Раушская наб д. 4/5