Машина для испытания на трение и изнашивание Российский патент 2019 года по МПК G01N3/56 

Описание патента на изобретение RU2695042C1

Изобретение относится к испытательной технике, а именно испытаниям на трение и изнашивание и может быть использована для испытания абразивных инструментов и обрабатываемости различных материалов, в частности к испытаниям абразивных кругов, применяемых для шлифования рельсов в пути.

Известна машина для испытания материалов на трение и изнашивание, содержащая основание и установленные на нем держатели контробразца и привод его вращения, узел нагружения, связанный с держателем образца, механизм передачи вращения к держателю образца (см а.с. СССР 1633343, МПК 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 платформу и установленные на ней держатели образца и контробразца, приводы их вращений и измерительную систему, содержащую датчик угловых скоростей и тензометрические датчики, установленные на оси контробразца, подсоединенные через аналогово-цифровой преобразователь к ЭВМ, при этом 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, а платформа установлена с возможностью перемещения по направляющим посредством пневмопривода, подсоединенного через сервоклапан подачи сжатого воздуха к ЭВМ (см. патент РФ 2328719, МПК G01N 3/56).

К недостаткам данной машины относится наличие дополнительного электропривода контробразца, который не позволяет моделировать процесс безприводного шлифования, оценить площадь взаимодействия образца и контробразца и его зависимость от коэффициента трения между ними, и получить необходимые зависимости, для оценки эффективности безприводных способов шлифования.

Техническая задача заявляемого решения состоит в расширении функциональных возможностей машины, позволяющих моделировать процессы безприводного шлифования поверхности.

Поставленная задача достигается тем, что машина для испытания материалов на трение и изнашивание, содержащая платформу и установленные на ней держатели образцов и контробразца, привод перемещения образцов и измерительную систему, содержащую датчик угловых скоростей и блок регистрации параметров поверхности образцов, подсоединенные через преобразовательный блок к ЭВМ, снабжена блоком нагружения контробразца, содержащим механизм поперечного перемещения относительно продольной оси образцов, механизм нагружения, датчики вертикального и поперечного позиционирования, тензометрические датчики и датчик измерения угловых скоростей, подсоединенные через преобразовательный блок к ЭВМ, а также выходной вал для крепления контробразца, имеющего возможность вращения за счет сил трения при контакте с поверхностями образцов, привод образцов выполнен в виде транспортера, закрепленного на платформе, кинематически связанного с электродвигателем.

На чертеже представлена фиг. 1 - общая схема машины для испытания материалов на трение и изнашивание, фиг. 2 - вид сверху.

Машина для испытания материала на трение и изнашивание содержит платформу 1, с установленным на нее блоком нагружения 2, имеющим выходной вал для крепления контробразца 3, транспортер 4, на ленте которого закреплены образцы 5, электродвигатель транспортера 6, связанный с приводным роликом ленты транспортера 7 посредством ременной передачи 8 и измерительную систему, состоящую из датчика измерения угловых скоростей 9, установленного на валу электродвигателя 6, блок регистрации параметров поверхности образцов 10, включающий температурные датчики 11 и датчики вертикального позиционирования 12. Блок нагружения 2 контробразца 3 содержит механизм поперечного перемещения 13, механизм нагружения 14, датчики поперечного 15 и вертикального 16 позиционирования, тензометрические датчики 17 и датчик измерения угловых скоростей 18. Все датчики подсоединены через преобразовательный блок 19 к ЭВМ 20. Работа машины осуществляется следующим образом.

На ленту транспортера 4 устанавливают и фиксируют образцы 5 (отрезки рельсов длиной 150-200 мм), на выходной вал блока нагружения 2 устанавливают и фиксируют контробразец 3 (шлифовальный круг 200×20×16 мм). Геометрические параметры образцов 5 и контробразца 3 предварительно измеряются и фиксируются в программе испытаний. На ЭВМ 20 задается режим подготовки к испытаниям, при этом блок нагружения 2 контробразца 3 устанавливается в крайнее нерабочее положение. В ЭВМ 20 задается программа проведения испытаний, на электродвигателе 6 при этом устанавливают необходимую, для этой программы, частоту вращения в диапазоне от 1800 об/мин до 3000 об/мин. Блок нагружения 2 устанавливает контробразец 3 в заданное программой положение с величиной смещения оси вращения контробразца относительно оси движения контробразца в диапазоне от 20 мм до 80 мм (определяется конструкцией контробразца) и величиной прижатия от 10 Н до 300 Н (расчетная величина, в случае нагружения контробразца более 300 Н произойдет его разрушение). Вращение двигателя 6 приводит к линейному перемещению образцов 5. Момент контакта поверхностей контробразца 3 и образцов 5 фиксируется в ЭВМ 20. При контакте поверхностей образцов 5 с поверхностью контробразца 3, последний приводится во вращение за счет сил трения, при этом скорость его вращения определяется величиной смещения оси вращения относительно оси движения образцов 5 и прижатия к ним. При контакте поверхностей образцов 5 и контробразца 3 происходит износ, величина которого регистрируется датчиками вертикального позиционирования 12 и 16 и передается через преобразователь 19 в ЭВМ 20. В программе испытаний также фиксируются значения с датчиков 9, 11, 15, 17, 18. На основании полученных значений программа испытаний производит расчет снятого с образцов 5 слоя металла, величину износа контробразца 3 и скорость разрушения пары изнашивания. В случае превышения номинальных нагрузок на выходном валу блока нагружения 2, в ЭВМ срабатывает аварийная программа размыкания пары изнашивания и механизм нагружения 14 размыкает контробразец 3 с образцами 5.

В процессе работы машины измерительная система производит регистрацию и обработку сигналов, поступающих в ЭВМ 20. Полученные данные выводятся на экран или принтер в виде таблиц и графиков. После окончания цикла испытаний производят контрольный замер геометрических параметров образцов 5 и контробразца 3 и сравнивают их с параметрами до испытания.

Использование предлагаемой конструкции устройства в сравнении с прототипом позволяет более точно оценить процессы безприводного шлифования и 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 устройства.

Похожие патенты RU2695042C1

название год авторы номер документа
МАШИНА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ТРЕНИЕ И ИЗНАШИВАНИЕ 2006
  • Аксенов Владимир Алексеевич
  • Ильиных Андрей Степанович
  • Щелоков Сергей Вячеславович
  • Шаламов Владимир Александрович
  • Шаламова Оксана Александровна
  • Фефелов Вадим Николаевич
  • Банул Виктор Владимирович
RU2328719C2
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
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
Установка для испытания материалов на абразивное изнашивание 2021
  • Грядунов Сергей Семенович
  • Сиваков Владимир Викторович
RU2771866C1
Устройство для испытания материалов на трение и износ 2018
  • Броновец Марат Александрович
RU2693796C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ТРЕНИЕ 2005
  • Исмаилов Гафуржан Маматкулович
  • Мусалимов Виктор Михайлович
  • Соханев Борис Васильевич
  • Сапожков Михаил Анатольевич
  • Лобачева Махаббат Ажмагамбетовна
  • Никифоров Андрей Анатольевич
RU2289119C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТРИБОТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ 2015
  • Исмаилов Гафуржан Маматкулович
  • Тюрин Андрей Евгеньевич
  • Власов Юрий Алексеевич
RU2600080C1
Устройство для определения интенсивности изнашивания материалов 1986
  • Рамзаев Анатолий Павлович
  • Полосухин Владимир Николаевич
SU1395986A1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОТИВОИЗНОСНЫХ И (ИЛИ) АНТИФРИКЦИОННЫХ СВОЙСТВ ТРИБОСИСТЕМЫ С ОДНИМ ЛИНЕЙНЫМ КОНТАКТОМ ПОСТОЯННОЙ ПРОТЯЖЕННОСТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2004
  • Кияшко Сергей Николаевич
  • Стельмах Александр Устимович
  • Костюник Руслан Евгеньевич
  • Терновая Тамара Васильевна
  • Сидоренко Александр Юрьевич
RU2279660C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 695 042 C1

Реферат патента 2019 года Машина для испытания на трение и изнашивание

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к испытаниям на трение и изнашивание, и может быть использовано для испытания абразивных инструментов и обрабатываемости различных материалов, в частности к испытаниям абразивных кругов, применяемых для шлифования рельсов в пути. Машина содержит платформу и установленные на ней держатели образцов и контробразца, привод перемещения образцов и измерительную систему, содержащую датчик угловых скоростей и блок регистрации параметров поверхности образцов, подсоединенные через преобразовательный блок к ЭВМ. Машина снабжена блоком нагружения контробразца, содержащим механизм поперечного перемещения относительно продольной оси образцов, механизм нагружения, датчики вертикального и поперечного позиционирования, тензометрические датчики и датчик измерения угловых скоростей, подсоединенные через преобразовательный блок к ЭВМ, а также выходной вал для крепления контробразца, имеющего возможность вращения за счет сил трения при контакте с поверхностями образцов. Технический результат: расширение функциональных возможностей машины, позволяющих моделировать процессы безприводного шлифования поверхности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения RU 2 695 042 C1

1. Машина для испытания материалов на трение и изнашивание, содержащая платформу и установленные на ней держатели образцов и контробразца, привод перемещения образцов и измерительную систему, содержащую датчик угловых скоростей и блок регистрации параметров поверхности образцов, подсоединенные через преобразовательный блок к ЭВМ, отличающаяся тем, что машина снабжена блоком нагружения контробразца, содержащим механизм поперечного перемещения относительно продольной оси образцов, механизм нагружения, датчики вертикального и поперечного позиционирования, тензометрические датчики и датчик измерения угловых скоростей, подсоединенные через преобразовательный блок к ЭВМ, а также выходной вал для крепления контробразца, имеющего возможность вращения за счет сил трения при контакте с поверхностями образцов.

2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что привод образцов выполнен в виде транспортера, закрепленного на платформе, кинематически связанного с электродвигателем.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2019 года RU2695042C1

Аттракцион 1934
  • Федоров Н.А.
SU44825A1
МАШИНА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ТРЕНИЕ И ИЗНАШИВАНИЕ 2006
  • Аксенов Владимир Алексеевич
  • Ильиных Андрей Степанович
  • Щелоков Сергей Вячеславович
  • Шаламов Владимир Александрович
  • Шаламова Оксана Александровна
  • Фефелов Вадим Николаевич
  • Банул Виктор Владимирович
RU2328719C2
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
CN 104568628 A, 29.04.2015.

RU 2 695 042 C1

Авторы

Скоропупов Сергей Александрович

Ильиных Андрей Степанович

Банул Виктор Владимирович

Даты

2019-07-18Публикация

2017-07-05Подача