МАШИНА ТРЕНИЯ Российский патент 2004 года по МПК G01N3/56 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к испытательным машинам на трение и изнашивание, например, для исследования трибологических характеристик жидких органических смазывающих сред.

Известна машина для испытания на износ подвижных шлицевых и винтовых пар перфораторов И.А.Бегагоена (а.с. СССР №142458, МКИ 42k, 1960), работающая по принципу возвратно-поступательного движения, выполненная в виде кривошипно-шатунного механизма, связанного с помещенным в неподвижном цилиндре поршнем, взаимодействующим через поворотный винт, расположенной в его головке винтовой пары с нагружающим устройством, закрепленным на цилиндре и состоящим из винта со штурвалом, динамометрического элемента и сухарей, тормозящих поворотный винт.

Недостатком такого устройства является отсутствие герметичности установки и, как следствие, невозможность испытания в различных газовых средах.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому устройству является машина трения для испытания на износ конструкционных материалов при смазке различными маслами, содержащая неподвижные и подвижные образцы с приводом возвратно-поступательного движения, заключенные в герметичную камеру (Перекрестов А.П., Филипповский С.М. Влияние холодильных фреоновых масел на износ поршневой группы компрессора. Труды Николаевского кораблестроительного института. Выпуск 172. Николаев, 1981 г., с.67-71).

Недостатком такой установки является невозможность экспериментального выделения влияния каждого отдельного фактора на процессе трения и изнашивания, а также погрешность в определении изнашивания образцов вследствие наложения колебательного движения на процессы изнашивания.

Техническая задача: создание устройства, позволяющего экспериментально выделить влияние каждого отдельного факторы на процессы трения и изнашивания, и исключить влияние колебательного движения неподвижного образца на процессы изнашивания.

Технический результат - повышение точности определения степени влияния каждого фактора на процессы изнашивания.

Технический результат достигается тем, что в машине трения, содержащей неподвижные и подвижные образцы с приводом возвратно-поступательного движения, заключенные в герметичную камеру, герметичная камера разделена на две изолированные друг от друга испытательные ячейки, привод возвратно-поступательного движения подвижных образцов двух испытательных ячеек выполнен от одного коленчатого вала, а неподвижные образцы жестко закреплены в самоустанавливающихся держателях в каждой из испытательных ячеек, при этом в режиме изнашивания подвижные образцы прикреплены к штоку поршня, приводимого в возвратно-поступательное движение указанным коленчатым валом относительно неподвижных образцом, а в режиме определения силы трения испытательные ячейки совершают колебания на плоской пружине, причем каждая пара трения в испытательных ячейках снабжена сборно-отводной системой отработанной смазки.

На фиг.1-2 изображена предлагаемая машина трения.

Машина трения содержит электродвигатель (не показан), приводящий во вращение коленчатый вал 1, который посредством шатуна 2 приводит в движение поршень 3.

Движение поршня 3 передается узлу крепления образцов посредством узла возвратно-поступательного движения. Узел возвратно-поступательного движения состоит из штока 4, уплотнительного устройства 5, коромысла 6. Узел крепления образцов состоит из двух шаровых опор 7, основания толкателя 8, пружины 9, толкателя 10, пары гайка-контргайка 11. Подвижные образцы 12 закрепляются на шаровой опоре с помощью пластины 13, а неподвижные 14 закрепляются в держателе 15. Конструкция узла крепления позволяет производить нагружение подвижных образцов узлов трения. Самоустанавливающиеся держатели для образцов позволяют максимально скомпенсировать неточности изготовления и сборки. Нагрузка на образцы может изменяться путем сжатия пружины 9, что, в свою очередь, достигается перемещением пары гайка-контргайка 11. Для определения параметров изнашивания ячейки фиксируются неподвижно, вворачиванием в их стенки болтов 16, пропущенных сквозь перекладину 17 и втулку 18.

Для определения коэффициента трения фиксация ячеек не осуществляется, и они совершают вынужденные колебания на упругой пластине 19. Укрупненно узел трения изображен на фиг.3.

Для сбора отработанной смазочной среды под каждым узлом трения устанавливается маслосборник 20, из которого смазка отводится за пределы камеры машины (фиг.4).

Герметичная камера машины трения состоит из плиты основания 21, кожуха 22 и верхней крышки 23. Для предотвращения утечек газовой и смазочной среды в блок цилиндров 24 и картер 25, на плиту основания устанавливаются уплотнительные устройства 5. Для изоляции друг от друга испытательных ячеек используется перегородка 26.

Устройство работает следующим образом.

Коленчатый вал 1, расположенный в картере 25, посредством шатуна 2 приводит в возвратно-поступательное движение поршни 3, перемещающиеся в цилиндровом блоке 24. Подвижные образцы пар трения 12 приводятся в возвратно-поступательное движение посредством штоков 4, прикрепленных к поршням 3, и нагружаются с помощью пружины 9. Машина трения может работать в двух режимах. В первом режиме - режиме изнашивания подвижные образцы 12, прикрепленные к движущемуся штоку, совершают возвратно-поступательные движения относительно неподвижных образцов 14, закрепленных в держателях 15. Во втором режиме - режиме определения силы трения испытательная ячейка может совершать малые колебания на плоской пружине 19. Отработанная смазочная среда собирается сборниками 20, установленными под каждым узлом трения, и отводится за пределы установки, где посредством атомно-адсорбционного анализа определяется содержание в смазке продуктов износа.

Положительный эффект предлагаемого изобретения достигается тем, что в конструкцию введены две испытательные ячейки, изолированные друг от друга перегородкой, приводимые в движение от одного коленчатого вала, тем самым путь, пройденный подвижными образцами, оказывается одинаковым. Каждый узел трения в ячейках снабжен сборно-отводной системой отработанной смазки, позволяющей использовать косвенные методы анализа (например, атомно-абсорбционный анализ. Наличие двух независимых ячеек позволяет выявлять зависимость коэффициента трения и интенсивности изнашивания от каждого варьируемого рабочего параметра (например, газовой и смазочной среды, удельного давления на образцы) и упрощает планирование эксперимента. Жесткое крепление неподвижных образцов позволяет более точно моделировать процесс изнашивания.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к испытательным машинам на трение и изнашивание, например, для исследования трибологических характеристик жидких органических смазывающих сред. Машина трения содержит неподвижные и подвижные образцы с приводом возвратно-поступательного движения, заключенные в герметичную камеру. Герметичная камера разделена на две изолированные друг от друга испытательные ячейки. Привод возвратно-поступательного движения подвижных образцов двух испытательных ячеек выполнен от одного коленчатого вала. Неподвижные образцы жестко закреплены в самоустанавливающихся держателях в каждой из испытательных ячеек. В режиме изнашивания подвижные образцы прикреплены к штоку поршня, приводимого в возвратно-поступательное движение указанным коленчатым валом относительно неподвижных образцов, а в режиме определения силы трения испытательные ячейки совершают колебания на плоской пружине. Каждая пара трения в испытательных ячейках снабжена сборно-отводной системой отработанной смазки. Технический результат - повышение точности определения степени влияния каждого фактора на процессы изнашивания. 4 ил.

Машина трения, содержащая неподвижные и подвижные образцы с приводом возвратно-поступательного движения, заключенные в герметичную камеру, отличающаяся тем, что герметичная камера разделена на две изолированные друг от друга испытательные ячейки, привод возвратно-поступательного движения подвижных образцов двух испытательных ячеек выполнен от одного коленчатого вала, а неподвижные образцы жестко закреплены в самоустанавливающихся держателях в каждой из испытательных ячеек, при этом в режиме изнашивания подвижные образцы прикреплены к штоку поршня, приводимого в возвратно-поступательное движение указанным коленчатым валом относительно неподвижных образцов, а в режиме определения силы трения испытательные ячейки совершают колебания на плоской пружине, причем каждая пара трения в испытательных ячейках снабжена сборно-отводной системой отработанной смазки.