СПОСОБ ТРИБОТЕХНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ Российский патент 2005 года по МПК G01N3/56 

Изобретение относится к области физических свойств материала, а именно определение износостойкости материала по величине возникающей в нем триботехнической электродвижущей силы (трибоЭДС) и может быть использовано при проведении триботехнических испытаний материалов.

Известен способ определения диэлектрических свойств материала путем помещения над его поверхностью двух электродов, по крайней мере, на один из которых подается потенциал, и измерения электрических параметров в целом, подключенной к второму электроду, и для повышения точности поддерживают уровень потенциала на одном из электродов постоянным, измеряют потенциал второго электрода в изолированном состоянии, перемещая электроды по нормали к поверхности, определяют минимальное значение потенциала на втором электроде и по соотношению этого потенциала и потенциала на первом электроде судят о диэлектрических свойствах материала, а для выявления локальных неоднородностей диэлектрических свойств после получения минимального значения потенциала второго электрода перемещают электроды параллельно поверхности, определяют изменения потенциала указанного электрода в процессе перемещения и по этому изменению судят о неоднородности свойств вдоль поверхности материала.

(См. авторское свидетельство №853513 G 01 N 27/00, бюл. №29, 1981 г.).

Признаки, совпадающие - определения диэлектрических свойств материала путем помещения над его поверхностью двух электродов, по крайней мере, на один из которых подается потенциал, и измерения электрических параметров в целом, перемещая электроды по нормали к поверхности.

Причины, препятствующие достижению технического результата, - нет возможности проводить измерения в различных температурных режимах; невысокая точность измерений, сложность в эксплуатации, что снижает эффективность проведения измерений.

Известен способ измерения потенциала рабочего электрода в электрохимической системе, включающей воздействие электрического тока на рабочий электрод, а с целью расширения диапазона измерения потенциалов, повышения эффективности и точности измерений, рабочий электрод включают в автономную электрическую цепь, содержащую источник питания и переменное сопротивление.

(См. авторское свидетельство №1718093 G 01 N 27/27, бюл. №9, 1992 г.).

Признаки, совпадающие - измерение потенциала рабочего электрода в электрохимической системе, включающей воздействие электрического тока на рабочий электрод, наличие источника питания и переменное сопротивление.

Причины, препятствующие достижению технического результата, - нет возможности измерять параметры при различных температурных режимах, невысокая точность измерений, что снижает эффективность проведения измерений.

В качестве наиболее близкого аналога принят известный способ триботехнических испытаний, заключающийся в том, что сопрягают элементы пары трения, нагружают их, создают относительное перемещение, измеряют внешнее воздействие и определяют электрический параметр пары трения и зависимость этого параметра от внешнего воздействия, при этом в качестве параметра определяют трибоЭДС, сопряжение и относительное перемещение элементов пары трения осуществляют, по крайней мере, два раза, при первом сопряжении определяют номинальное значение тирбоЭДС при фиксированных значениях внешнего воздействия, соответствующее линейному участку полученной зависимости, при втором сопряжении пары исключают трение по следу и осуществляют измерение трибоЭДС в течение времени, превышающего время приработки пары, а изменение внешнего воздействия осуществляют до достижения номинального значения трибоЭДС.

(См. авторское свидетельство №1779979 G 01 N 3/56, бюл. №45, 1992 г.).

Признаки, совпадающие - способ триботехнических испытаний, заключающийся в том, что сопрягают элементы пары трения, нагружают их, создают относительное перемещение, измеряют внешнее воздействие и определяют электрический параметр пары трения и зависимость этого параметра от внешнего воздействия, при этом в качестве параметра определяют трибоЭДС.

Причины, препятствующие достижению технического результата, - нет возможности измерять параметры при различных температурных режимах, невысокая точность измерений, что снижает эффективность проведения триботехнических измерений.

Задачей предложенного изобретения является повышение эффективности и точности триботехнических испытаний при различных температурных режимах, а также расширение функциональных возможностей.

Технический результат заключается в том, что сопрягают элементы пары трения, включающие помещенные на подвижный и неподвижный диэлектрические блоки, по крайней мере, две пары пластинок из исследуемых материалов, которые и образуют пары элементов трения и на которых смонтированы пары электродов, один из которых подвижный, нагружают их, создают относительное перемещение, измеряют внешнее воздействие и определяют электрический параметр пары трения и зависимость этого параметра от внешнего воздействия, и в качестве параметра определяют триботехническую электродвижущую силу, при этом включают каждую пару элементов трения в автономную электрическую цепь, синхронно осуществляют отладку верхних пределов показаний импульсов определяют триботехническую электродвижущую силу в каждой паре элементов трения, дополнительно обеспечивают температурный режим нагревательным устройством.

Технический результат достигается тем, что в способе триботехнических испытаний сопрягают элементы пары трения, включающие помещенные на подвижный и неподвижный диэлектрические блоки, по крайней мере, две пары пластинок из исследуемых материалов, которые и образуют пары элементов трения и на которых смонтированы пары электродов, один из которых подвижный, нагружают их, создают относительное перемещение, измеряют внешнее воздействие и определяют электрический параметр пары трения и зависимость этого параметра от внешнего воздействия, и в качестве параметра определяют триботехническую электродвижущую силу, при этом включают каждую пару элементов трения в автономную электрическую цепь, синхронно осуществляют отладку верхних пределов показаний импульсов, определяют триботехническую электродвижущую силу в каждой паре элементов трения, дополнительно обеспечивают температурный режим нагревательным устройством.

Предлагаемый способ триботехнических испытаний поясняется электрической схемой его осуществления (см.чертеж).

Способ определения износостойкости материала по величине возникающей в нем триботехнической электродвижущей силы осуществляется устройством, состоящем из подвижного 1 и неподвижного 2 диэлектрических блоков с, по крайней мере, двумя парами пластинок 3 из исследуемых материалов, на которых смонтированы пары электродов (а-б), в каждой из которых имеется подвижный электрод (б), при этом каждая пара электродов включена в автономную электрическую цепь. Величина возникающей в зонах трибоконтакта триботехнической электродвижущей силы фиксируется при помощи милливольтметров 4, имеющих емкость С_v. Последовательно с милливольтметрами 4 включены переменные сопротивления R₁ и параллельно им - переменные сопротивления R₂ и переменные емкости С, которые используются для наладки верхнего предела измерения милливольтметров 4 и для отлаживания импульсов их показаний.

Посредством сопротивлений R₂, которые влияют на скорости зарядки и разрядки емкостей С, настраиваются милливольтметры 4 для синхронного определения триботехнической электродвижущей силы в каждой паре трибосопряжений. Таким образом производится синхронная отладка верхних показаний импульсов и определение ЭДС в каждой паре элементов трения. Температурный режим функционирования трибоконтакта создается за счет нагревательного устройства 5, а осциллограф 6 записывает возникающую в трибоконтактах триботехническую электродвижущую силу.

Известно, что многие пары трения трибосистемы эксплуатируются не только при высоких значениях параметра р. V_ск, но и при достаточно высоких температурах, существенно изменяющих продолжительность предбифуркационного периода, момент и интенсивность бифуркационного всплеска, продолжительность послебифуркационного периода и характер процесса самоорганизации материалов. Испытания на машине торцового трения позволяют судить о том, что температура в зоне трибоконтакта оказывает влияние на триботехническую электродвижущую силу в зависимости от материалов трибоповерхностей вследствие различной плотности распределения субмикроскопических зон поверхностного потенциала. Устройство позволяет одновременно исследовать как минимум две пары трибосопряжений, находящихся в одинаковых условиях функционирования. Это обеспечивает постоянство площади трибоконтакта сопряженных поверхностей пластин.

Изобретение относится к испытательной технике. Сущность: сопрягают элементы пары трения, включающие помещенные на подвижный и неподвижный диэлектрические блоки, по крайней мере, две пары пластинок из исследуемых материалов, которые и образуют пары элементов трения и на которых смонтированы пары электродов, один из которых подвижный. Нагружают их, создают относительное перемещение, измеряют внешнее воздействие и определяют электрический параметр пары трения и зависимость этого параметра от внешнего воздействия. В качестве параметра определяют триботехническую электродвижущую силу. Причем включают каждую пару элементов трения в автономную электрическую цепь, синхронно осуществляют отладку верхних пределов показаний импульсов, определяют триботехническую электродвижущую силу в каждой паре элементов трения. Дополнительно обеспечивают температурный режим нагревательным устройством. Технический результат: повышение эффективности и точности испытаний. 1 ил.

Способ триботехнических испытаний, заключающийся в том, что сопрягают элементы пары трения, включающие помещенные на подвижный и неподвижный диэлектрические блоки, по крайней мере, две пары пластинок из исследуемых материалов, которые и образуют пары элементов трения и на которых смонтированы пары электродов, один из которых подвижный, нагружают их, создают относительное перемещение, измеряют внешнее воздействие и определяют электрический параметр пары трения и зависимость этого параметра от внешнего воздействия, и в качестве параметра определяют триботехническую электродвижущую силу, отличающийся тем, что включают каждую пару элементов трения в автономную электрическую цепь, синхронно осуществляют отладку верхних пределов показаний импульсов, определяют триботехническую электродвижущую силу в каждой паре элементов трения, дополнительно обеспечивают температурный режим нагревательным устройством.