МАШИНА ТРЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК G01N3/56 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для исследования процессов изнашивания пар трения вращения при случайных и произвольных режимах нагружения и колебаниях скорости вращения.

Известна машина трения для сопряжений типа вал-втулка, содержащая основание, размещенную на нем камеру с рабочей средой, размещенный в ней на опорах вал, привод вращения вала, два держателя образцов, закрепленные с возможностью самоустановки на звеньях рычагов, состоящих из трех шарнирно соединенных звеньев, одни концы которых установлены внутри камеры на опорах, а вторые концы соединены со штоками гидроцилиндра (1).

Недостатком аналога является то, что он не позволяет воспроизводить случайные режимы и вынужденные колебания в спектре реальных частот вращения пар трения при выполнении технологических операций машинами.

Известна машина трения, содержащая основание, установленную на нем камеру с испытательной средой, размещенный в ней держатель контробразца, кинематически связанный с ним привод вращения, два оппозитно расположенных держателя образцов и соединенный с ним узел нагружения, выполненный в виде расположенных параллельно друг другу двух направляющих скалок, установленных перпендикулярно им и с возможностью перемещения вдоль них опорных щек, связанных с соответствующими держателями образцов, установленных попарно на обоих концах направляющих скалок четырех упоров и связанных с ними четырех упругих элементов, предназначенных для взаимодействия со щеками, жестко соединенных с последними двух гаек и размещенных в них двух винтов, установленных перпендикулярно щекам и связанных каждый с соответствующим держателем образца (2).

Недостатком прототипа является то, что машина трения не позволяет воспроизводить случайные и произвольные режимы нагружения, а также случайные и произвольные колебания скорости вращения пар трения вращения при выполнении технологических операций машинами.

Целью изобретения является повышение достоверности результатов испытания за счет приближения условий испытаний к эксплуатационным путем воспроизведения реальных эксплуатационных динамических нагрузок пар трения вращения, а также ускорения испытаний за счет увеличения количества одновременно испытываемых пар трения вращения. Цель достигается тем, что машина снабжена рычажным механизмом включения, связанным через подшипники с фрикционными муфтами, позволяющими производить независимое включение-выключение вращения испытуемых образцов испытательным блоком, в корпусе которого при помощи упорно-радиальных подшипников установлены валы вращения образцов, на которых с помощью шпонок и гаек закреплены испытуемые образцы, на них расположены разъемные колодки с вкладышами, соединенные со штоками нагружающих устройств, выполненных в виде электромагнитных гидроцилиндрических нагружателей, жестко закрепленных на корпусе, имеющем крышки, в которых расположены опоры, внутри последних с помощью упорных и радиальных подшипников установлены опорные валы, соединяющиеся при работе со шлицами и конусами валов вращения образцов, винтовые втулки, с закрепленными на них маховиками, соединены с опорами и установлены с помощью упорно-радиальных подшипников в крышках.

Сущность изобретения объясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена схема машины трения; на фиг. 2 сечение А-А и Б-Б на фиг. 1; на фиг. 3 схемы механизма включения с фрикционными муфтами и опор с опорными валами.

Машина трения содержит основание 1, привод, состоящий из электродвигателя 2 и редуктора 3, электромагнитную порошковую муфту 4, электромагнитный порошковый тормоз 5, валы 6 с шестернями 7, последние входят в зацепление с зубчатым колесом 8, зафиксированном на валу 9, а шестерни 10 входят в зацепление с зубчатым венцом 11, закрепленном на шлицах цилиндра 12, расположенного на валу 9 и жестко соединенного с диском 13 подвижной части порошкового тормоза 5, рычажный механизм включения 14, установленный на раме 15 и связанный через подшипники с фрикционными муфтами 16, выжимные и ведущие диски которых располагаются при помощи шпонок на валах 6 и 17, последние с помощью упорно-радиальных подшипников установлены в корпусе 18 испытательного блока, жестко закрепленного на раме 15 и на них, с помощью шпонок и гаек закреплены испытуемые образцы 19, на которых расположены разъемные колодки 20 с вкладышами 21, соединенные со штоками электромагнитных гидроцилиндрических нагружателей 22, жестко закрепленных на корпусе 18, имеющем крышки 23, в которых расположены опоры 24, внутри последних с помощью упорных и радиальных подшипников установлены опорные валы 25, соединяющиеся при работе со шлицами 26 и конусами 27 валов 17, винтовые втулки 28 с закрепленными на них маховиками 29 соединены с опорами 24 и установлены с помощью упорно-радиальных подшипников в крышках 23.

Машина работает следующим образом. После пуска электродвигателя 2, сообщающего вращательное движение ведущей части электромагнитной порошковой муфты 4 через редуктор 3, обеспечивающий ступенчатое варьирование скорости вращения, подключают ведомую часть муфты 4, обеспечивающую плавное варьирование скорости вращения. Ведомая часть электромагнитной порошковой муфты 4 передает вращательное движение через вал 9, закрепленное на нем зубчатое колесо 8 и шестерни 7 валам 6. Одновременно с этим валом 6 передаются тормозные импульсы электромагнитного порошкового тормоза 5 через диск 13, цилиндр 12, зубчатый венец 11 и шестерни 10. Таким образом, в результате совместного действия электромагнитной порошковой муфты 4 и электромагнитного порошкового тормоза 5 на валы 6 передается вращательное движение с вынужденными случайными и произвольными колебаниями скорости вращения в спектре реальных частот движения пар трения. От валов 6 сложное вращательное движение передается испытуемым образцам 19 через фрикционные муфты 16, управляемые рычажным механизмом включения 14, позволяющие производить независимое включение-выключение вращения испытуемых образцов 19, и валы 17. Нагружение испытуемых образцов 19 через вкладыши 21 и разъемные колодки 20 производится нагружающими устройствами 22, которые воспроизводят при осевом перемещении штока гидроцилиндра случайные и произвольные режимы нагружения в спектре реальных частот нагружения при установившихся и несутановившихся движениях машин. Для предотвращения прогиба консолей валов 17 последние соединяются с опорными валами 25 опор 24, причем соединение обеспечивается шлицами 26, а центровка конусами 27 путем вращения маховиков 29 с винтовыми втулками 28.

Машина трения позволяет приблизить стендовые испытания сопряжений вал-втулка к условиям эксплуатации при соблюдении идентичности их динамических нагрузок и колебаний скорости вращения, а также сократить время проведения испытания за счет увеличения количества одновременно испытываемых деталей.

Сущность изобретения: машина трения содержит основание 1, привод, состоящий из электродвигателя 2 и редуктора 3, электромагнитные порошковые муфту 4 и тормоз 5, валы с шестернями и зубчатыми колесами, рычажный механизм включения 14 с фрикционными муфтами 16, испытательный блок, в корпусе которого установлены валы 17 вращения образцов, на которых с помощью шпонок и гаек закреплены испытуемые образцы, и расположенные на них разъемные колодки 20 с вкладышами, соединенные со штоком нагружающих устройств, жестко закрепленных на корпусе, выполненных в виде электромагнитного гидроцилиндрического нагружателя. 3 ил.

Машина трения для испытания сопряжений вал втулка при случайных и произвольных режимах нагружения и колебаниях скорости вращения, содержащая основание, установленную на нем камеру с рабочей средой, размещенный в ней на опорах вал, кинематически связанный с приводом его вращения, испытуемый образец на валу, соединенный с нагружающим устройством, расположенным в плоскости его вращения, отличающаяся тем, что машина снабжена рычажными механизмами, разъемными колодками, вкладышами, фрикционными муфтами, последние соединены с одной стороны с рычажными механизмами их включения для вращения образцов, а с другой стороны при помощи валов, образцов, вкладышей и разъемных колодок с нагружающими устройствами, выполненными в виде электромагнитных гидроцилиндрических нагружателей, закрепленными на корпусе камеры испытательного блока, крышками, опорами, расположенными в крышках, опорными валами, соединенными с помощью шлицов и корпусов с валами образцов и установленными при помощи упорных и радиальных подшипников в опорах, винтовыми втулками с маховиками, соединенными с опорами и расположенными с помощью упорно-радиальных подшипников в крышках.