Устройство для испытания материалов на трение и износ

(19 1)5 О О 1 й 3/5 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1226151, кл, 6 01. й 3/56, 1983,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ТРЕНИЕ И ИЗНОС(57) Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам дляиспытания материалов на трение и износпри возвратно-поступательном перемещении. Целью изобретения является приближение условий испытаний к реальнымусловиям работы пары трения: поршневое кольцо - гильза цилиндра, В устройстве нагружающий узел соединен с осью 15 двуплечего рычага 16, который взаимодействует с толкателями 18. связанные с держателями 10 контробразцов 11. Образцы 6 материалов устанавливаются в держатели 5, связанные с Н-образным нагревательным элементом 19, который размещен в каретке 2, совершающей возвратно-поступательные перемещения с помощью соответствующего узла, который связан через регулятор 22 с узлом нагружения, Образцы 6 могут быть выполнены с одинаковыми или различными площадями поверхностей трения, а двуплечий рычаг 6 выполняется равноплечим или разноплечим.2 3.и. ф-лы, 4 ил,Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для испытания на трение и износ при возвратно-поступательном перемещении, в частности при условиях нестацион ар но го на 1 гружения, трения и контактного теплообмена,Целью изобретения является приближение условий испытаний к реальным условиям работы пары трения поршневое кольцо - гильза цилиндра путем обеспечения воэможности испытания пар трения с различной микрогеометрией и площадью поверхности, различным давлением прижатия, различным теплообменом.На фиг.1 схематично изображено устройство, общий вид; на фиг.2 - шток механизма нагружения с двуплечим рычагом и толкателями; на фиг,З - каретка с нагревательным узлом; на фиг.4 - графики изменения давления прижатия Р и силы трения Гр в течение времени рабочего цикла тц.Устройство содержит основание 1, подвижно установленную на нем каретку 2, связанную с узлом возвратно-поступательного перемещения, в направляющих 3 которой размещен нагреватель 4 с держателями 5 образцов 6. Привод в виде электродвигателя 7 и ременной передачи 8 соединен с механизмом нагружения, состоящим иэ штока 9, связанного с держателями 10 контробразцов 11 и упора 12, взаимодействующего с пружинами 13 и регуляторами 14 их затяжки. Шток 9 шарнирно соединен с осью 15 двуплечего рычага 16, имеющего на его концах шаровые опоры 17, взаимодействующие в направлении перемещения штока 9 с толкателями 18, жестко соединенными с держателями 10. Нагреватель 4 выполнен в виде Н-образного трубчатого элемента 19, концы 20 боковых сторон которого подвижно в направлении перемещения толкателей 18 расположены в каретке 2, а средняя часть имеет нагреватели 21, соединенные с держателями 5, Механизм нагружения и узел возвратно-поступательного перемещения каретки 2 кинематически связан через регулятор 22, выполненный, например, в виде жестко соединенных винтами 23 фланцев 24 с соответствующими осевыми отверстиями, концентрично расположенными во фланцах 24 под необходимым углом, Расстояние 1 между образцами 6(фиг.З) и тол кателями 18 (фиг,2) выпОлнено одинаковым. Двуплечий рычаг 16 может быть выполнен равноплечим 1 = 12 или неравноплечим 112, где 1=- -1+ 12; 11, 12 - длины плеч рычага 16. При этом необходимые размерыи 12 достига 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ются соответствующим расположением е рычаге 16 отверстия под ось 15 или выполнением этого отверстия в гнезде, имеющем возможность перемещения вдоль рычага 16 и фиксации относительно последнего. Взаимодействие образцов 6 с контробразцами 11 осуществляется путем перемещения по основанию 1 корпуса 25 с пружинами 13 посредством винта 26. Устройство имеет датчик 27 нагружения и датчик 28 трения с элементами 29 их предварительного сжатия, Передача вращения от привода к механизму нагружения и узлу возвратно-по. ступательного перемещения осуществляется посредством редукторов 30. Площади контакта одновременно испытуемых образ. цсв 6 и контробразцов 11 могут быть выполнены одинаковыми или разными.У:тройство работает следующим образом,После предварительного сжатия пружин 13 регуляторами 14 и датчиков 27 и 28 с элементами 29 и закрепления с возможностью самоустановки в держателях 5 и 10 образцов б, контробразцов 11 винтом 25 осуществляется их взаимодействие, Регулятором 22 устанавливается необходимое соответствие процесса перемещения и нагружения путем взаимного поворота фланцев 24 и их фиксации винтами 23, После запуска электродвигателя 7 посредством ременной передачи 8 и редуктора 30 штоком 9 приводится в возвратко-поступательное перемещение ось 15, Последняя воздействует на двуплечий рычаг 16, который шаровыми опорами 17 нажимает в направлении перемещения штока 9 на олкатели 18, жестко связанные с держателями 5 образцов б, Последние контактируют с перемещаемым в перпендикулярном направлении от узла возвратно-поступательного перемещения контобразцами 11, закрепленными в держателях 10 нагревателя 4. Усилие нагружения, передаваемое на толкатели 18, воспринимается пружинами 13. Шаровые опоры 17 обеспечивают плавное нагружение образцов 6 в процессе их перемещения гц относительно контробразцов 11.При выполнении двуплечего рычага 16 равноплечим 1 = 12 и одинаковой затяжки пружин 13 регуляторами 14 обеспечивается одинаковое усилие нагружения на толкатели 18 и далее на образцы б, контробразцы 11, При этом в случае одинаковой площади поверхности трения всех одновременно испытуемых образцов 6 они имеют одинаковое давление прижатия Р, а в случае разной их площади- разное давление Р Например,,658022 иг 7 гг гз фца для получения переменного даегения приждтия четырех образцов фиг,4) аналогично одновременно работающим поршневым кольцам(Р, Р 2 =- Р 1; Рз 0,6 Р 1, Р 4= 0,45 Р 1, 5 где индексы 1,2,3,4 соответствуют номеру образца, аналогичному номеру поршневого кольца), площади поверхности трения образцов б должны быть ЯЯэ = 1,2551; Яз; бл= = 2,2 Я 1. 10 При выполнении двуплечего рычага 1 б неравноплечим 11 г и соответствую цим увеличением затяжки регулятором 14 пружины 13, соосной шаровой опоре 17, нахо дящейся на меньшем расстоянии 11 или 1 г от оси штока 9, также может быть достигнуто различное давление прижатия Р образцов 6 с одинаковой площадью поверхности их трения, 20 Величина и характер изменения нагрузки в течение тц на образцы 6, контробрдзцы 11 фиксируется датчиками 27, а силы трения Гя всех одновременно испытуемых образ цов 6 - датчиками 28, например, при подключении их к усилителю и осциллорафу Изменяя мощность тока питающего нагревателя 21, расход и температуру охлаждающей жидкости, проходящей через 30 держатели 10 и измеряя температуру образцов б, контробрдэцое 11 можно моделировать условия рдботь узла из нескольких пар трения, имеющих различные температуры и условия их контактного теплообменд Нд пример, можно получить аналогично комплекту иэ четырех поршневых колец одновременно работающих совместно с гильзой цилиндра соответствующие им температуры (т = 220 С, и = 150 С, 1 з = 120 С, 40 тл - 90 С), Обеспечив различный подвод смазки в зону трения каждой пары, соответствующий микро-. макрорельеф их поверхностей трения и т.д., можна оценить влияние указанных пдраметроч нд суммар ную силу трения всех одноереме; и испь- туемых образцов.Формула изобретения Устройство для испытания материалов на трение и износ, содержащее основание, установленную нд нем каретку, расположенный в ней нагреватель, установленный на каретке держатель обра=цд, узел возвратно-поступательного перемещения каретки, узел нагружения. связанный с ним держатель контробразца и подпружиненный относительно основания упор, о т л ич д ю щ е е с я тем. что, с целью приближения условий испытаний к реальным условиям работы пары трения поршневое кольцо - гильза цилиндра, устройство снабжено тремя дополнительными держателями дополнительных образцов и тремя дополнительными держателями дополнигельных контробраэцое, двумя толкателями. связанными с соответствующими двумя держателями контробрдзцов, двуплечим рычагом, ось которого связана с узлом ндгружения, д концы - с соответствующими толкателями, дополнительным подпружиненным относительно основания упором и регулятором ездимого перемещения узла ндгружения и узла возвратно-поступательно.о перемещения каретки, нагреватель еыголнен в виде Н-образного трубчатого элемента, концы которого связаны с соответвующими держдтслями образцов, а подпружиненные опоры связаны с соответствующими двумя другими держателями контробрдзцое,2 Устроистео по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью обеспечения испытания образцов с различной площадью поверхности трения, деуплечий рычаг выполнен рдвноплечим,3, Устройство по п.1. о т л и ч а ю щ е ес я тем что, с целью обеспечения испытаний образцов с одинаковой площадью поверхности трения, двуплечий рычаг выполнен разноплечим.1658022 Фиа 4Составитель Н. ЕлисееТехред М,Моргентал ектор Т Малец ктор Н.Бобк акаэ 1710 Тираж 398 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиямпри ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж. Раушская наб 4/5 одственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101