Узел трения для испытания высокоэластичных материалов на изнашивание при трении об абразив

(51)5 0 01 й 3/56 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ставропольский политехнический институт(54) УЗЕЛ ТРЕНИЯ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ВЫСОКОЭЛАСТИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ИЗНАШИВАНИЕ ПРИ ТРЕНИИ ОБ АБРАЗИВ(57) Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания высокоэластичных материалов на изнашивание при трении об абразив. Цель изобретения - повышение достоверности результатов испытаний. Узел трения состоит из основания, установленного на нем с возможностью вращения контртела в Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания высокоэластичных материалов (резин) на изнашивание при трении об абразив. Известен узел трения для испытания материалов на изнашивание при трении об абразив, содержащий силовозбудитель, связанный с ним образцедержатель и плоский образец, а также контртело., выполненное в виде вращающегося плоского медного кольца, При этом для создания равномерных условий вхождения абразива в контакт с изнашиваемой поверхностью образца наЫЛ(1) 1712828 А 1 виде дискй 2, и силовозбудителя с исполнительным элементом 3, связанным с держателем 5, В держателе 5 закреплен образец 6 материала с плоским торцем 7 и скосами 8 и 9, расположенными к торцу под острым углом а в направлении окружности, концентричной оси вращения диска 2, В торце исполнительного элемента 3 выполнено глухое отверстие 10 с укрепленным в нем упором 12, взаимодействующим со скосом 9, обращенным к торцу исполнительного элемента, В процессе изнашивания на поверхность вращающегося диска 2 подается абразив 13, Благодаря скосу 8 абразив равномерно входит в контакт с изнашиваемой поверхностью, За счет упора 12 исключается вертикальная и горизонтальная деформация скоса 9 и поддерживаются постоянство номинальной площади трения и стабильность условий изнашивания. Этому также способствует выполнение упора ив высокомодульного и менее износостойкого материала, чем материал образца. 2 ил. его переднеи грани выполнен скос, расположенный к поверхности контртела под углом 450. Недостаток известного узла трения заключается в низкой достоверности результатов испытаний. Это связано с тем, что в процессе изнашивания образца увеличивается номинальная площадь его соприкосновения с поверхностью контртела, что приводит к уменьшению удельного давления в зоне трения и как следствие к нарушению условий испытаний,Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является узел трения для испытания материалов на изнашивание при трении об абразив, включающий силовозбудитель, связанный с ним образцедержатель и плоский образец, а также контртело, выполненное в виде плоского кольца, на поверхность которого при помощи специального приспособления подается абразив. При этом для создания равномерных условий вхождения абразива в контакт с изнашиваемой поверхностью образца, на его передней грани выполнен скос, расположенный к поверхности контртела под острым углом, Такой же скос выполнен на задней грани образца, что позволяет поддерживать во время испытаний постоянную номинальную площадь соприкосновения образца и контробразца.Недостаток известного узла трения заключается в низкой достоверности результатов испытаний низкомодульных материалов (резин), так как происходит вертикальная деформация образца в районе заднего скоса, обусловленная с одной стороны малой изгибной жесткостью низкомодульного материала, а с другой - распорными силами со стороны частиц свободного абразива, находящимися в зоне трения. Деформация этой части образца нарушает стабильность условий испытаний и как результат понижает их достоверность. Этому также способствует тангенциональная деформация образца, обусловленная силой трения в зоне контакта.Известен также узел трения, содержащий силовозбудитель, связанную с ним направляющую, выполненную в виде каркаса из неизносостойкого неабразивного материала, внутри которого заключен образец, выполненный из низкомодульного материала и контробразец,Известный узел трения имеет ряд недостатков, Во-первых, он не позволяет производить испытания эластомеров на износ при трении по полузакрепленному абразиву, поскольку жесткий каркас, охватывающий образец со всех сторон, затрудняет доступ частиц свободного абразива в зону трения, Во-вторых, продукты износа материала каркаса, охватывающего образец со всех сторон, попадают в зойу трения и тем самым понижают достоверность результатов испытаний, Таким образом, известный узел трения обладает рядом недостатков, затрудняющих его использование при достижении пбставленной цели.В предлагаемом узле трения эти недостатки устранены, Во-первых, упор, расположенный в районе скоса не препятствует попаданию частиц абразива в зону трения 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 и, во-вторых, в зону трения не попадают продукты износа материала упора.На фиг, 1 изображен узел трения; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг, 1,Цель изобретения - повышение достоверности результатов испытаний низкомодульных материалов на изнашивание при трении об абразив. Для этого в узел трения включает основание, установленное на нем с возможностью вращения контртело в виде диска. силовозбудитель с исполнительным элементом, связанный с ним держатель, укрепленный в держателе и контактирующий с торцем диска образец материала с плоским торцем и со скосами, выполненными под острым углом к торцу в направлении окружности, концентричной центру вращения диска, При этом в торце исполнительного элемента, обращенном к диску, выполнено глухое отверстие, в котором укреплен,упор, взаимодействующий со скосом, обращенным к торцу исполнительного элемента и выполненным из высокомодульного и менее износостойкого материала, чем материал образца,Узел трения состоит из основания 1, установленного на нем с возможностью вращения контртела в виде диска 2 и силовозбудителя с исполнительным элементом 3, связанного при помощи винтов 4 с держателем 5, В держателе укреплен контактирующий с торцем диска 2 образец материала 6 с плоским торцем 7 и со скосами 8 и 9, выполненными под острым углом а к торцу 7 в,направлении окружности, концентричной центру вращения диска.В обращенном к диску торце исполнительного элемента 3 выполнено глухое отверстие 10 с закрепленным в нем при помощи винта 11 упором 12, взаимодействующим со скосом 9, поверхность которого обращена к торцу исполнительного элемента. При этом упор выполнен из высокомодульного и менее износостойкого материала, чем материал образца,В процессе изнашивания образца на поверхность вращающегося диска 2 подается абразив 13, Благодаря скосу 8, расположенному на набегающем крае образца (направление вращения контртела показано стрелкой в), создаются условия для равномерного вхождения частиц абразива в контакт с изнашиваемой поверхностью. По мере продвижения частиц абразива в зоне контакта образуется вертикальная сила распора Ев, которая стремится деформировать скос 9 в вертикальной плоскости. Сила трения РП 1 р, действующая в плоскости стыка, стремится деформировать образец в гори1712828 8. эонтальной плоскости, Однако этим деформациям препятствует упор 12, выполненный из высокомодульного материала и взаимодействующий со скосом 9, за счет чего поддерживается постоянство номинальной площади соприкосновения. Этому способствует также выполнение упора 12 из материала, износостойкость которого ни.- же износостойкости материала образца 6, за счет чего темп изнашивания первого превышает темп изнашивания второго. В этом случае высота изношенного слоя материала упора. постоянно превышает высоту изношенного слоя материала образца и в процессе испытаний поддерживается постоянство площади соприкосновения образца и контробразца. Наиболее подходящим материалом для упора являются пластмассы: полиметилметакрилат, полистирол, винипласт и т.пизносостойкость которых в зависимости от условий испытаний в десятки и , сотни раз ниже резины, а модуль упругости на несколько порядков превосходитее.Изобретение позволяет расширить номенклатуру материалов, испытываемых на износ при трении по полузакрепленному абразиву и повысить достоверность этих испытаний.формула изобретения Узел трения для испытания высокоэла стичных материалов на изнашивание притрении об абразив, содержащий основание, установленное на нем с возможностью вращения контртело в виде диска, силовозбудитель с исполнительным элементом, 10 связанный с ним держатель и укрепленныйв держателе и контактирующий с торцем диска образец материала с плоским торцем и со скосами, выполненными под острым углом к торцу в направлении окружности, 15 концентричной оси вращения диска, о тл ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности результатов, на обращенном к диску торце исполнительного элемента. выполнено глухое отверстие, а узел трения 20 снабжен закрепленным в глухом отверстииисполнительного элемента упором, взаимодействующим со скосом образца, обращен. ным к торцу исполнительного элемента, ивыполненным из высокомодульного и менее 25 износостойкого материала, чем материалобразца.1712828 Составитель Н. ВартанТехред М. Моргентал Редактор Н. Федорова Корректор И, М Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 аказ 531 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5