МАШИНА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ТРЕНИЕ И ИЗНАШИВАНИЕ Российский патент 2008 года по МПК G01N3/56 

Описание патента на изобретение RU2328719C2

Изобретение относится к испытаниям на изнашивание и может быть использовано для испытания абразивных инструментов и обрабатываемости различных материалов, в частности к испытаниям абразивных кругов, применяемых в процессе шлифования рельсов в пути.

Известна машина для испытания материалов на трение и изнашивание, содержащая основание и установленные на нем держатель контробразца и привод его вращения, узел нагружения, связанный с держателем образца, механизм передачи вращения к держателю образца (см. а.с. СССР 1633343, МПК5 G01N 3/56).

К недостаткам данной машины относится то, что вращение задается только контробразцу, а держателю образца вращение передается через сложный механизм, нагрузка на образец задается дополнительным устройством и контролируется при этом только степень износа образца.

Наиболее близкой к заявляемой является машина для испытания материалов на трение и изнашивание, содержащая основание и установленные на нем держатели образца и контробразца и приводы их вращения, измерительную систему, состоящую из датчика угловых скоростей и тензометрических датчиков, установленных на оси контробразца и подсоединенных через аналогово-цифровой преобразователь к ЭВМ, при этом держатель образцов установлен с возможностью продольно-поперечного перемещения относительно оси вращения контробразца и выполнен в виде усеченного конуса (см. патент ПМ №44825, МПК5 G01N 3/56).

Недостатком машины являются ограниченные функциональные возможности, так как с ее помощью сложно смоделировать процессы, происходящие при шлифовании рельсов в пути. Кроме того, в процессе проведения эксперимента происходит износ образцов и контробразца, при этом изменяется нагрузка в месте контакта, которую для имитации работы необходимо поддерживать постоянной.

Техническая задача заявляемого решения состоит в расширении функциональных возможностей машины.

Поставленная задача достигается тем, что машина для испытания материалов на трение и изнашивание, содержащая платформу и установленные на ней держатели образца и контробразца, приводы их вращения и измерительную систему, состоящую из датчика угловых скоростей и тензометрических датчиков, установленных на оси контробразца, подсоединенных через аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) к ЭВМ, измерительная система дополнительно содержит блок измерения перемещений контробразца и блок регистрации параметров поверхности образцов, электрические выходы которых подсоединены к АЦП, при этом привод вращения контробразца подсоединен к АЦП через датчик тока и преобразователь «ток-давление», а платформа установлена с возможностью перемещения по направляющим посредством пневмопривода, подсоединенного через сервоклапан подачи сжатого воздуха к ЭВМ.

На чертеже представлена общая схема машины для испытания материалов на трение и изнашивание.

Машина содержит основание, на котором установлены платформа 1 с возможностью поступательного перемещения по направляющим 2 посредством пневмопривода 3, закрепленные на ней держатель 4 контробразца 5, привод вращения последнего 6, подсоединенный одним своим концом к основанию, а другим - к подвижной платформе 1, держатель 7, выполненный в виде диска с размещенными по его окружности образцами 8, привод его вращения 9, выполненный в виде коробки скоростей 10, соединенной с электрическим двигателем 11 посредством зубчатой передачи 12, и измерительную систему, состоящую из тензометрических датчиков 13, 14, выполненных в виде динамометрических подшипников - радиального и радиально-упорного, датчика угловой скорости 15, установленных на оси вращения контробразца 5, блока регистрации параметров поверхности образцов 16, содержащего температурные датчики и датчики перемещений, блока измерения перемещений 17 платформы, содержащего датчик перемещений, преобразователя «ток-давление» 18, вход которого подсоединен к датчику тока 19, подсоединенному к приводу вращения 6 контробразца 5 и сервоклапана 20, причем электрический вход последнего и выход преобразователя 18 подсоединены через аналогово-цифровой преобразователь 21 к ЭВМ, с установленной на ней расчетной программой, для регистрирации параметров изнашивания образцов в режиме реального времени.

Работа машины осуществляется следующим образом.

На ЭВМ задается режим подготовки к испытанию, при этом платформа 1 перемещается по направляющим 2 в крайнее нерабочее положение и фиксируется. В держателе 4 устанавливается и фиксируется испытываемый контробразец 5 (шлифовальный круг), а на держателе 7 устанавливаются и фиксируются образцы 8 (отрезки рельсов длиной 250÷300 мм). В ЭВМ задается программа проведения эксперимента, а в коробке скоростей 10 устанавливается необходимая при этой программе скорость вращения держателя 7 образцов 8. Запускается программа испытания, при этом включаются приводы вращения 6 и 9, а блок 16 производит измерения параметров поверхности образцов до испытаний. Снимается фиксация передвижения платформы 1. Через сервоклапан 20 в рабочую полость пневматического цилиндра 6 подается сжатый воздух, под действием которого платформа 1 начинает перемещаться к держателю образцов 7 до момента соприкосновения контробразца 5 с образцами 8, при этом блок 16 фиксирует нулевое положение платформы 1. Момент на валу двигателя привода 6 контробразца 5 возрастает, и потребляемый им ток увеличивается, при этом сигнал с датчика тока 19 поступает в преобразователь «ток-давление» 18, преобразуется в числовое значение усилия прижатия контробразца 5 к образцам 8 и, пройдя через аналогово-цифровой преобразователь 21, фиксируется расчетной программой в ЭВМ, которая производит сравнение полученного сигнала с параметрами программы испытаний. Затем в соответствии с программой через аналогово-цифровой преобразователь 21 на электрический вход сервоклапана 20 поступает управляющий сигнал для корректировки работы пневмопривода 3. Программой испытания также фиксируются сигналы, поступающие в ЭВМ, через аналогово-цифровой преобразователь 21 с тензометрических датчиков 13, 14 и датчика угловой скорости 15 и по величине данных сигналов производится корректировка работы привода 6. Параллельно производятся измерения параметров поверхности образцов 8 блоком 16, а блоком 17 величины перемещения платформы 1, связанной с износом контробразца 5, и их значения подаются через аналогово-цифровой преобразователь 21 в ЭВМ, в которой производится вычисление металла, снятого с поверхности образцов 8, величины износа контробразца 5 и определяется скорость разрушения пары изнашивания. В случае превышения номинальных нагрузок для привода вращения контробразца 5 срабатывает аварийный сброс давления в пневмоприводе 3 и происходит мгновенное размыкание пары изнашивания.

В процессе работы машины измерительная система производит регистрацию и обработку сигналов, поступающих в ЭВМ, через аналогово-цифровой преобразователь 21, с блоков 16, 17, тензодатчиков 13 и 14, датчика измерения угловой скорости 15 и преобразователя «ток-давление» 18. Результат выдается на экран или принтер в виде таблиц и графиков. После окончания цикла испытания производятся измерения геометрических параметров образцов 8 и контробразца 5 относительно их начальных параметров.

Использование предлагаемой конструкции машины позволяет контролировать силовые и скоростные характеристики процесса изнашивания непрерывно в момент проведения испытания, обеспечить сохранность оборудования и личную безопасность обслуживающего персонала при возникновении аварийных ситуаций в процессе эксплуатации машины.

Похожие патенты RU2328719C2

название год авторы номер документа
Машина для испытания на трение и изнашивание 2017
  • Скоропупов Сергей Александрович
  • Ильиных Андрей Степанович
  • Банул Виктор Владимирович
RU2695042C1
Машина для испытания материалов на трение и изнашивание 2023
  • Водолазская Наталия Владимировна
  • Малахов Олег Владимирович
  • Рябко Константин Александрович
  • Малахова Виктория Владимировна
  • Клесов Дмитрий Николаевич
RU2818654C1
МНОГОПОЗИЦИОННАЯ МАШИНА ТРЕНИЯ 2014
  • Сорокин Виталий Матвеевич
  • Глебов Владимир Владимирович
  • Шурыгин Алексей Юрьевич
  • Тудакова Нина Михайловна
  • Михеев Александр Владимирович
  • Танчук Станислав Сергеевич
  • Зотова Вера Александровна
  • Егоров Максим Евгеньевич
RU2601258C1
Установка для испытания материалов на абразивное изнашивание 2021
  • Грядунов Сергей Семенович
  • Сиваков Владимир Викторович
RU2771866C1
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТРИБОСОПРЯЖЕНИЙ НА ТРЕНИЕ И ИЗНОС В СТАТИЧЕСКОМ И ДИНАМИЧЕСКОМ РЕЖИМАХ 1999
  • Буханченко С.Е.
  • Ларионов С.А.
  • Пушкаренко А.Б.
RU2165077C2
МАШИНА ТРЕНИЯ 2005
  • Тарасов Валерий Васильевич
  • Чуркин Александр Викторович
  • Черепанов Игорь Сергеевич
RU2290622C1
ДВУХКООРДИНАТНАЯ МАШИНА ТРЕНИЯ 2005
  • Тарасов Валерий Васильевич
  • Чуркин Александр Викторович
  • Черепанов Игорь Сергеевич
RU2287801C1
УСТРОЙСТВО НАГРУЖЕНИЯ К МАШИНЕ ТРЕНИЯ 1992
  • Ларионов С.А.
  • Пушкаренко А.Б.
RU2073845C1
Установка для испытания материалов на трение и изнашивание 1988
  • Григоров Александр Иосифович
  • Курляндская Юлия Анатольевна
  • Пермикин Юрий Николаевич
  • Украинцев Борис Николаевич
  • Ципий Александр Васильевич
  • Калнынь Таливалд Карлович
SU1580222A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ ИЗОЛЯЦИИ ПРОВОДОВ ИЛИ КАБЕЛЕЙ НА ИСТИРАНИЕ 2010
  • Исмаилов Гафуржан Маматкулович
  • Мусалимов Виктор Михайлович
  • Саркисов Дмитрий Юрьевич
  • Лутовинов Станислав Васильевич
  • Окунев Сергей Анатольевич
  • Куликов Роман Ильич
RU2422799C1

Реферат патента 2008 года МАШИНА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ТРЕНИЕ И ИЗНАШИВАНИЕ

Изобретение относится к испытательной технике. Машина содержит платформу и установленные на ней держатели образца и контробразца, приводы их вращения и измерительную систему, содержащую датчик угловых скоростей и тензометрические датчики, установленные на оси контробразца, подсоединенные через аналогово-цифровой преобразователь к ЭВМ. Измерительная система дополнительно содержит блок измерения перемещений контробразца и блок регистрации параметров поверхности образцов, электрические выходы которых и привод вращения контробразца через датчик тока и преобразователь «ток-давление» подсоединены к ЭВМ. Технический результат: расширение функциональных возможностей. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 328 719 C2

1. Машина для испытания материалов на трение и изнашивание, содержащая платформу и установленные на ней держатели образца и контробразца, приводы их вращения и измерительную систему, содержащую датчик угловых скоростей и тензометрические датчики, установленные на оси контробразца, подсоединенные через аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) к ЭВМ, отличающаяся тем, что измерительная система дополнительно содержит блок измерения перемещений контробразца и блок регистрации параметров поверхности образцов, электрические выходы которых и привод вращения контробразца через датчик тока и преобразователь ток-давление подсоединены к ЭВМ.2. Машина для испытания материалов на трение и изнашивание по п.1, отличающаяся тем, что платформа установлена с возможностью перемещения по направляющим посредством пневмопривода, подсоединенного через сервоклапан подачи сжатого воздуха к ЭВМ.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2008 года RU2328719C2

Аттракцион 1934
  • Федоров Н.А.
SU44825A1
СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ НА СТОЙКОСТЬ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ИЗНАШИВАНИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1991
  • Карелин Игорь Николаевич
RU2016400C1
МАШИНА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ТРЕНИЕ И ИЗНОС 1992
  • Ахметшин Э.А.
  • Гильмутдинов Ш.К.
  • Мавлютов М.Р.
  • Ахметшин А.Э.
RU2071603C1
JP 3020639 29.01.1991.

RU 2 328 719 C2

Авторы

Аксенов Владимир Алексеевич

Ильиных Андрей Степанович

Щелоков Сергей Вячеславович

Шаламов Владимир Александрович

Шаламова Оксана Александровна

Фефелов Вадим Николаевич

Банул Виктор Владимирович

Даты

2008-07-10Публикация

2006-07-07Подача