Устройство для испытания материалов на абразивный износ

( ИСАНИЕ ВТОРСНОМУ СВ ТЕНИЯ ЛЬСТВУ 1) 396 юп. В 9рного делев, В,Н,07, Инс А.А .По 620(54) УСТР РИАЛОВ НА (57) Изоб ниям мате зива. Цел вышение т вий работ СПЫТАНИЯ МАТИЗНОС к испытаем абраотноси оздейс тен яется по ния усло делиро очност с материалов кузово 1 Х ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ 449/250.853. 87.итут гКудрявитков178. 16рскоекл, Ское свкл. С портных средств. Для этого осуществляется вращение ротора 1 с размещенными внутри на держателях 2 образцами футеровки, выполненными ввиде кузовов, и бункерами 4, расположенными между держателями 2 иснабженными управляемыми заслонками5 на их выходных горловинах, При определенном положении бункера 4 относительно держателя 2 исполнительныймеханизм управления заслонки 5 открывает ее и абразивная масса 3 пересыпается на образец футеровки. Припоследующем вращении ротора 1 абразивная масса 3 иэ держателя 2 пересылается в последующий бункер 4 и процесс воздействия абразивной массой3 на образец футеровки кузова повторяется, 1 э,п. Ф-лы, 8 ил.Устройство содержит полый ротор 1 с размещенными в нем по окружностям держателями 2 образцов футеровки кузовов и абразивной массой 3, бункеры 4, расположенные между дер-. жателями 2 образцов футеровки с управляемыми заслонками 5, снабженными исполнительными механизмами, каждый из которых включает груз 6, установленный на рычаге 7, шарнирно закрепленный на оси 8 шайбу 9, трос 1 О, двуплечий рычаг 11, установлен-. ный с возможностью вращения относительно оси 12, и возвратную пружину 13. Ротор 1 установлен на раме 14 с возможностью вращения относительно оси 15 при помощи привода 16, Держатели 2 образцов футеровки установлены на пружинах 17 и состоят иэ передней стенки 18, бортов 19, днища 20, Держатели 2 образцов или сами образцы выполнены в виде куэовов. 40 45 Изобретение относится к испытаниям материалов воздействием абразива и может быть использовано при исследовании материалов кузовов транспортных средств. 5Цель изобретения - повышение точности моделирования условий работы материалов кузовов транспортных средств за счет приближения времени и динамики роста напряжений в мате- О риале образца футеровки к реальным и дифференциации числа контактов частиц абразивной массы с образцом по его длине,На фиг, представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - узел 1 на фиг. (пояснение работы исполнительного механизма); на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2 (разрез по горловине бункера); на фиг.4 - образец футеровки кузова транспортного средства, продольный разрез; на фиг.5 внутренняя поверхность образца с характерным расположением эон износа кузова транспортного средства, общий вид; на фиг.6- график динамики роста напряжений в материале кузова реального транспортного средства; на фиг.7 - график динамики роста напряжений в материале образца при испы таниях на известной конструкции; на фиг.8 - график динамики роста напряжений в материале образца футеровки при испытаниях на конструкции предлагаемого технического решения. 35 Устройство работает следующим образомм,Привод 16 приводит в движение ротор 1 с размещенными внутри образцами футеровки и бункерами 4, расположенными между ними, Бункер 4 сзаслонкой 5, закрытой под действиемвозвратной пружины 13, заполнен абразивной массой 3. В момент совпадения оси бункера 4 с вертикалью срабатывает исполнительный механизм,открывающий заслонку 5, при этомрычаг 7, выйдя иэ положения неустойчивого равновесия, начинает падать.Выбрав слабину троса 10, рычаг 7воздействует через трос 1 О на двуплечий рычаг 11 и, преодолевая силу растяжения возвратной пружины13 и силу трения абразивной массы3 по заслонке 5, открывает заслонку5 бункера 4. Поток абразивной массы3, высыпаясь через открытую выходную горловину, наносит удар по образцу футеровки транспортного средства,выполненного в форме кузова транспортного средства, Место встречипотока абразивной массы 3 и днища20 кузова является характерной зонойизноса кузова. - зоной ударного износа (зона а, фиг, 5 и 4), Здесьпроисходит поглощение кузовом кинетической энергии потока абразивной массы и, как следствие этого, деформация днища кузова. Снабжение образцовфутеровки бункерами 4, расположенными между ними, позволяет приблизитьдинамику роста напряжений в материале образца футеровки и время при загрузке кузова транспортного средствак реальным,Время загрузки кузова реальноготранспортного средства складываетсяиз суммы времени циклов опорожнениязагрузочного устройства с с, сэ,с, , с(фиг,6):1где и - количество циклов опорожнения загрузочного устройства;с - время загрузки реальногоЭтр ан спорт ного средст ва;с - время цикла опорожнения1загрузочного устройства,Иэ бункера 4 в образец футеровкитраспортного средства, выполненногов виде кузова транспортного средст 19)297ва, высыпается такое же, нли кратноеему количество абразивной массы 3,как и при загрузке реального транспортного средства. Отверстие истечения абразивной массы 3 из бункера4, такое же, или подобное по размерам отверстию истечения абразивноймассы загрузочного устройства, Фрикционный состав абразивной массы 3для проведения испытаний берут подоб ным фрикционному составу абразивноймассы, перевозимой реальным транспортным средством, Установив подобиепо размерам отверстия истечения,объема и фрикционного состава абра зивной массы 3 с реальными, достигается совпадение времени загрузки иэбункера 4 в образец футеровки(фиг.8) с реальным временем загрузки транспортного средства с , большее чем в известной конструкции, гдевремя загрузки с (фиг.7) являетсяэдглвременем ударного воздействия и, следовательно, может быть сравнимо только с временем одного цикла опорожнения загрузочного устройства с, азначит будет в п раз меньше, чемреальное время загрузки.Соответствие скорости измененияугла наклона образца футеровки реальной достигается подбором скоростивращения ротора 1, вследствие чегоимеет место полное совпадение времени разгрузки образца футеровкитранспортного средства с реальным 35временем разгрузки, а также максимальное приближение скорости скольжения абразивной массы 3 по образцуфутеровки к скорости скольженчяабразивной массы по кузову реально"го транспортного средства.Динамика роста напряжений в материале кузова при загрузке реального транспортного средства (фиг,6) ха рактеризуется резким увеличением (первый пик) при первом опорожнении в кузов транспортного средства загрузочного устройства, Следующие циклы опорожнения характеризуются меньшими по амплитуде вследствие гашения ударных нагрузок слоем абразивной массы. В целом, оценивая динамику роста напряжений, можно говорить о ступенчатом (цикличном).уве 55 личении напряжений до значения напря" жений, соответствующего состоянию полной загрузки транспортного средства. Прн опорожнении бункера 4 над образцом футеровки динамика роста напряжений в материале образца футеровки следующая (фиг.8): в момент встречи потока абразивной массы 3 и обраэц ь футеровки происходит резкое увеличение-напряжений (пик подобный пику при первом опорожнении в кузов реального транспортного средства загрузочного устройства), затем, по мере высыпания абразивной массы 3 из бункера 4 в образец футеровки, постоянное увеличение напряжений до значения б , соответствующее состоянию полной загрузки образца футеровки.1При этом происходит отклонение от ступенчатой формы кривой роста напряжений (фиг.б) для реального транспортного средства, но это отклонение менее значительное, чем то, которое получается при проведении испытаний на ударно-абразивный износ на известной конструкции, где динамика нарастания напряжений носит ударный характер (фиг,7)и напряжения сразу достигают значения б без последующего роста. При увеличении угла наклона об-; разца футеровки транспортного средчства, выполненного в форме кузова транспортного средства, абразивная масса 3, высыпавшаяся в образец из бункера 4, начинает скользить по днищу 20 образца футеровки. При этом частицы абразивной массы Ь, вступая в контакт с материалом образца футеровки, истирают его, Величина истирания зависит от скорости движения частиц и числа контактов абразивных частиц с образцом, Из-за того, что образец футеровки выполнен в форме к,ова транспортного средства, происходит дифференциациячисла контактов частиц абразивной массы 3 с материалом образца футеровки, т,е. через зону(фиг,5) проходят частицы абразивной массы 3, двигающиеся от передней стенки 18 через зоны о, 6 и 2 . В движении от передней стенки при постоянно увеличивающемся угле наклона образца футеровки скорость движения частиц абразивной массыпостоянно возрастает и в зоне достигает максимума, Максимальная скорость и наибольшее число контактов части абразивной массы 3 опреде.ляют в зоне максимальную величину абразивного износа.Материал футеровки в зоне г подвергается воздействию меньшего количества частиц абразивной массы 3, имеющих меньшую скорость, чем в зонед а значит величина абразивного изйоса в этой зоне меньше, чем в эо- не , Частицы абразивной массы 3 иэ зон и 2 не взаимодействуют с материалом образца футеровки в зоне что определяет еще меньшее число контактов абразивных частиц и материала, чем в зоне 1 , а близость к передней стенке 18 меньшую; по сравнению с зоной 7 , скорость абразивных частиц, а следовательно, и меныпую величину износа.Зона о абразивному износу практически не подвергается.Границы эон абразивного износа приняты условно, так как величина износа постоянно увеличивается с удалением от передней стенки 18.Такие же зоны абразивного износанаблюдаются при истирании бортов 19 образца футеровки,Абразивная масса 3 поступает иэ образца футеровки -в бункер 4, расположенный между образцами, с закрытой заслонкой 5 и исполнительным механизмом, приведенным в состояние готовности, при котором груз б на рычаге 7 приближается к состоянию неустойчивого равновесия, При совпадении оси бункера 4 с вертикалью рычаг 7, выйдя из положения неустойчивого равновесия, начинает падать и, воздействуя на двуплечий рычаг 11, от- .крывает заслонку 5, Абразивная масса 3 из бункера 4 высыпается в следующий образец футеровки,ЮФормула и э обрет ения 1, Устройство для испытания материалов на абразивный износ, содержа щее полый ротор с раэмещенны в нем по окружности держателями образцов и привод вращения ротора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования ус ловий работы материалов кузовов транс портных средств, оно снабжено бункерами с управляемыми заслонками на их выходных горловинах, держатели образцов выполнены в виде кузовов, бункеры размещены в полом роторе поочередно с держателями образцов таким образом, что приемная горловина каждого из бункеров расположена у среза держателя, предшествующего бункеру по направлению вращения ротора, а выходная горловина - у места сброса абразива на последующий держатель.2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что держате ли образцов подпружинены относительно полого ротора, 1Заказ 611/50ВНИИПИ Г 3035, М Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород ектная Тираж арстве зобретва, Ж 77 Подписиного комитета СССРний и открытий5, Раушская наб., д