Способ исследования процессов трения и изнашивания и устройство для его осуществления

ОП И А ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик/02 Государстееннмй намнтет Совета Инннстрее СССР ае делам изобретений и еткрмтнй(45) Дата опубликования описания 26,06.78(72) Авторы изобретен И, В. Крвгельский ротасов, А, П в и Б, Я. Свчек Государственный научно-исследовательский институт машиноведения и Саратовский политехнический инст Заявители; СПОСОБ,ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕСС;ТРЕНИЯ,И ИЭНАШИВАНИЯ И УСТРДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВПЕНИЯ ИСТВО Изобретение относится к исследованиям фрикционных свойств материалов н может быть использовано в различных отраслях машиностроения при выборе материалов для узлов трения.Известен способ исследования процеосов трения и изнашивания относительно подвижных и нагруженных сжимающей си. лой в плоскости контакта образцов, по которому один образец подвергается нагреву или охлаждению 1.Однако при таком способе невозможно независимое изменение распределения тепловых потоков в образцах и средней поверхностной температуры в зоне трения,а при исследовании влияния интеплоотдачи - охлаждаются,Способ реализуется на устройстве, содержащем двв несущих держателя испыту.мых образцов шпинделя, один из которыхсвязан с приводом вращения, а другойс нагружающим устройством, действующимпо его оси. Устройство содержит такжесредства для охлаждения образцов обдувсжатым воздухом, алвктронвгреватели,термопары и регистрирующуюаппараом туру.Этот способ нния требуемогощения сб теплкаждый из образцизменении условсредняя поверхнфициент же сс,но. н способ исследования процео и изнашивания относительно и нагруженных сжимающей сиости контакта образцов, по ко вобразца подвергаются нагреению Я.у способу при исследовании дшенных условий теплоордачиодновременно нагреваютеет; 25 Было установлено, что ни температура поверхности трения, ни температурный градиент в зоне трения не могут одноэнв но определять фрикциоиные характеристиИзвестесов тренияподвижныхлой в плоскторому ; обаву или охлвждПо этомвлияния ухуоба образца е обеспечивает получедля исследования соотноовых потоков, идущих в ов. При одновременном ий теплоотдачи изменяется остная температура, коэфнэменяется неэначительки, трение и износ зависят от баланса распределения тепловых потоков в каждой из деталей пары трения.Цель изобретения - установление зависимости трения и износа от коэффициента распределения тепловых потоков в образ, 3 МХеЭто достигается тем, что производят. одновременно регулируемый нагрев одного образца и регулируемое охлаждение другого образца, сохраняя постоянство температуры на поверхности контакта.Устройство для осуществления способа отличается тем, что на одном из дер жателей устаноьпен капьцевой нагреватель, а на другом - кцпьцевой охладитель, свя занные со средствами питания и регулирования.Кроме того, в этом устройстве нагре ватель и охпадитель .выполнены переставнымие 20На фиг. 1 схематично изображено уст" ройство для осуществпения описываемого способа, на фиг. 2 - исследуемый узел трения с нагревателем и охладителем,На станине 1 смонтированы бабки 2 д и 3, соответственно подвижная и неподвижная с соосно распопоженными в них шпинделями 4 и б, на концах которых установлены переходные головки 6 и 7, в которых закреплены втулки 8 и 9, втулка 9 - самоустанавливаюшаяся. Во втулках установлены держатели 10 и 11, образцов 12 и 13, соответственно неподвижного и подвижного, нерабочие поверхности которых, кроме участковкон- Зу тактирующих с держателями 10 и 11, те- лоизолированы. В образцах 12 и 13 на различной глубине от поверхности трения установлены термопары 14 и 15, которые размещаются равномерно по пе риметру с тем, чтобы искажения тепловых потоков были минимальны, Одна из термопар выведена непосредственно на поверхность трения для регистрации среднейповерхностной температуры. 45 гВращение образца 13 осуществляется от двигателя 16 через клиноременную передачу 17, Момент трения регистрируеь ся с помощью тензобалочки (на чертеже ЗО не показана), соединяемой с держателем 10 образца 12. Для создания сжимающей нагрузки в контакте служит нагружающее устройство в виде рычажного механизма 18, взаимодействующего со шпинделем 4, Ы Оля создания требуемого теплового режима на одном из держателей 10 или 11 устанавливается кольцевой нагреватель 19, предпочтительно электрический, а60 на другом - кольцевой охладитель 20,подключенный к сосуду 21 Дьюара.Нагреватель 19 и охладитель 20 выполнены переставными, что позволяетреверсировать тепловые "йотоки.Устройство содержит также подключаемую к термопарам 14и 15 аппаратурудля регистрации температуры и связанныес нагревателем 19 и охладителем 20средства питания и регулирования.Исследование процессов трения и инащивания осуществляется следующим образом.Вводят образцы а контакт, создаютсжимающую нагрузку и приводят один изобразцов во вращение. Одновременно нагревщот один.из образцов и охлаждаютдругой, создавая в них определенные тепловые потоки, которые оцениваются поградиенту температуры на определенномучастке образца и плошади сечения участка. При исследовании контролируют среднюю поверхностную температуру и изменяютвеличину. и направление тепловых потоковс тем, чтобы средняя поверхностная температура поддерживалась постоянной и физикр-механические свойства поверхностныхслоев образцов не менялись в процессеопыта.Исследования целесообразно проводитьпри постоянной мощности трения в режимеграничного трения. В процессе исследоваиия регистрируют момент трения, износи шероховатость поверхности образцов.Достигаемая изобретением возможностьисследования зависимости трения и износа от распределения тепловых потоковпозволяет более точно прогнозировать работспособность конкретной пары тренияв вксплуатацнонных условиях и на стадиипроектирования и технологической обработки, закладывать требуемую долговечность узлов трения путем формированиямикрорельефа трущихся поверхностей, оптимального с точки зрения сроков приработки и износа пары трения,формула изобретения1, Способ исследования процессов трения и изнашивания относительно подвижных и нагруженных сжимающей силой в плоскости контакта образцов, подвергаемых нагреву и охлаждению, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью уста новления зависимости трения и износа от коэффициента распределения тепловьа потоков в образцах, производят одновремеь но регулируемый нагрев одного образцаи регулируемое охлаждение другого обраэца, сохраняя постоянство температурына поверхности контакта. 2, Устройство для осуществления сп соба по п, 1, содержащее два несущих держателя испытуемых образцов шпинделя, один из которых связан с приводом вращения, а другой - с нагружающим устройством, действующим по его оси, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что на одном из держателей образцов установлен кольцевой нагреватель, а на другом - кольцевой охладитель, связанные со средствамипитания и регулирования.3, Устройство по п. 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что нагреватель и охладитель выполнены переставными.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1, Сб, фТеория трения и износа, М.,фНаукаф, 1965, с, 302,2, Чичинадзе А. В. и Трояновская Г, И,фТемпературное поле, коэффициент тренияи износ фрикционных парф, М., Передовойнаучно-технический опыт. 1957, тема 20./5 ПП Патент, г. Ужгород, ул. Проектнбя, 4 315/51 Тираж 831 ЫНИИПИ Государственного ком по делам изобрете 11 ЗОЗ 5, Иос в,ж З 5, РПрдп итета Совета ний и открыти ушская наб., ноеинистров СССР