УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ИЗНАШИВАНИЕ АБРАЗИВНОЙ МАССОЙ В УСЛОВИЯХ УДАРА С ТРЕНИЕМ Российский патент 2024 года по МПК G01N3/34 G01N3/56 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности, к устройствам для испытания металлов и сплавов, а также композиционных материалов и покрытий на стойкость к изнашиванию незакрепленным абразивом.

Известна установка для испытания на абразивный износ рабочих органов почвообрабатывающих машин (RU 2408865), содержащая раму, на которой установлен привод возвратно-поступательного перемещения, держатель образца, абразивный материал, узел нагружения, тензометрический датчик, аналого-цифровой преобразователь, электронно-вычислительная машина и набор грузов для испытания. Привод возвратно-поступательного перемещения выполнен в виде электродвигателя, соединенного через ременную передачу с возвратно-поступательным механизмом, который с помощью крепления соединен с кареткой горизонтального перемещения, на которой установлен держатель для испытуемого образца с закрепленным тензометрическим датчиком, сигнал с которого поступает на ЭВМ через усилитель АЦП, при этом держатель имеет винтовой зажим, который выполнен с возможностью изменения угла установки испытуемого образца. При помощи узла нагружения изменяется нагрузка сверху и снизу на испытуемый образец за счет увеличения или уменьшения грузов, при этом в узел нагружения самотеком из емкости поступает абразивный материал.

К недостаткам данной установки следует отнести сложность конструкции, невозможность проведения испытаний в условиях ударно-абразивного изнашивания.

Известна установка У-I-АС (Виноградов В.Н., Сорокин Г.М., Албагачиев А.Ю. Изнашивание при ударе. М.: Машиностроение, 1982. с.40), состоящая из сварной рамы с электродвигателем, вращение от которого передается через упругую муфту посредством двухступенчатого редуктора и клиноременной передачи на кулачковый вал с закрепленным кулачком, который при помощи ролика поднимает боек на заданную высоту и сбрасывает его, что приводит к удару торцовой поверхности образца по слою незакрепленного абразива, размещенного на металлической наковальне. Установка снабжена дозатором, обеспечивающим дозирование абразива, подачу его в зону удара и очистку забоя при помощи поворотного диска, вращающегося от кулачкового вала через зубчатую передачу и шарнирное сочленение, при этом в пазах диска установлены плавающие и неподвижно закрепленные щетки.

Недостатком данного устройства является невозможность проведения испытаний на ударно-абразивное изнашивание по абразивной массе.

Известна установка для исследования изнашивания при ударе У-I-AM (Виноградов В.Н., Сорокин Г.М., Албагачиев А.Ю.. Изнашивание при ударе. М.: Машиностроение, 1982. С.52), используемая при модернизации для испытаний на ударно-абразивное изнашивание абразивной массой. Установка включает основание, представляющее собой стол с размещенным на нем стаканом с абразивной массой. Привод, состоящий из двигателя, редуктора со сменными шестернями и шкивами, и шпиндель укреплены на массивной траверсе, которая может подниматься и опускаться по колонне с помощью гайки. Вращение через шкив передается ступенчатому шпинделю, опирающемуся на дно кулачка, выполненного в виде втулки с отверстием в середине. Шкив снабжен роликом, перекатывающимся по беговой дорожке кулачка. В нижней части шпинделя укреплены грузы и цилиндрический образец в оправке. Для обеспечения удара образца об абразивную массу вращение от шкива передается на кулачок, который, вращаясь, поднимает шпиндель, который, достигнув наивысшей точки, падает, при этом происходит соударение образца с абразивной массой.

К недостаткам установки относится то, что последовательные многократные удары образца осуществляются по одной и той же абразивной массе до ее измельчения, что не позволяет оценить влияние зернистости абразива на износостойкость и не обеспечивает достоверность получаемых результатов.

Известна установка для испытания материалов на ударно-абразивное изнашивание (RU 2771866), содержащая ударный механизм, включающий ударник и грузы, испытываемый образец, закрепленный в ударнике, привод с кулачком, обеспечивающий подъем и падение ударника, дозатор для подачи абразивной массы, барабан с ячейками для абразивной массы, совершающий периодическое вращательное скольжение с заданным шагом по плите, синхронизированное посредством дополнительного кулачка, храпового механизма, рычагов, цепной и зубчатой передач с падением ударника с образцом таким образом, что подача абразивной массы из дозатора, удаление отработанной массы в бункер и удар образца по абразивной массе производятся во время остановки барабана.

К недостаткам установки относится то, что установка не позволяет проводить испытания в условиях удара по абразивной массе с трением.

Целью изобретения является разработка установки для проведения испытаний материалов на изнашивание абразивной массой в условиях удара с трением.

Технический результат - возможность проведения испытаний на изнашивание абразивной массой в условиях удара и последующего за ним трения по абразивной массе.

Это достигается тем, что установка для испытания материалов на изнашивание абразивной массой в условиях удара с трением содержит нагружающий механизм, включающий испытываемый образец, ударник, грузы и систему управления нагружающим механизмом, барабан с ячейками для абразивной массы, совершающий периодическое вращательное скольжение с заданным шагом, дозатор для подачи абразивной массы, при этом подача абразивной массы из дозатора, удаление отработанной массы в бункер и удар образца по абразивной массе производятся во время остановки барабана, при этом система управления нагружающим механизмом осуществляется посредством соленоида, управляемого таймером и настраиваемого по высоте шаговым электродвигателем, обеспечивает после удара образца его трение по абразивной массе с заданным давлением при вращательном движении барабана.

Устройство поясняется схемой, представленной на фиг.1.

Ударный механизм содержит ударник 1 с закрепленным в нем образцом 2 и сменными грузами 3. Ударник 1 соединен с сердечником соленоида 4, включающимся с помощью таймера (условно не показан). Соленоид 4 связан с реечным механизмом 5, приводимым в действие от шагового электродвигателя 6 через передаточный механизм 7.

Ударник 1 обеспечивает удар с трением образца 2 по абразивной массе 8, находящейся в ячейке барабана 9, совершающем периодическое скольжение с заданным шагом по плите 10. Скольжение обеспечивается приводом,

в котором вращение от электродвигателя постоянного тока 11 и редуктора 12 поступает на кулачок 13. Ролик 14, обкатывая кулачок 13, поворачивает посредством рычагов 15 и собачки 16 храповое колесо 17, проворачивание которого через цепную передачу 18 передается на коническую пару 19, вертикальный вал 20 и закрепленный на нем барабан 9. Заданный шаг поворота барабана 9 определяется углом поворота вала 20, задаваемым за счет профиля кулачка 13, соотношения размера рычагов 15 и передаточного отношения цепной передачи 18, а синхронизация угла поворота барабана 9 и удара испытуемого образца 2 обеспечивается настройкой срабатывания солениода 4. Установка снабжена дозатором 21, обеспечивающим подачу заданной порции абразива 8 в ячейки во время остановки барабана 9.

Удаления абразива 8 из ячейки после удара образца 2 осуществляется при нахождении ячейки над приемным бункером для использованного абразива (условно не показана).

Установка работает следующим образом.

Перед началом испытаний устанавливают энергию удара и давление образца 2 посредством сменных грузов 3 и настройки реечного механизма 5. Частоту и путь трения по абразивной массе 8 в пределах ячейки барабана 9 задают в соответствии с программой испытаний посредством таймера и привода вращения барабана 9. При испытании от электродвигателя 11 вращение через редуктор 12 передается на кулачок 13. Ролик 14, обкатывающий кулачок 13, задает качательное движение рычагам 15, которые посредством собачки 16 храпового колеса 17 обеспечивают прерывистое вращение цепной передачи 18, конической пары 19, вертикального вала 20 с барабаном 9.

Ударник 1 с образцом 2, соединенный с сердечником соленоида 4, при включении и выключении с помощью таймера по программе испытаний, поднимается на высоту втягивания сердечника и падает, обеспечивая удар с трением образца по абразивной массе 8, находящейся в ячейке барабана 9. Удар образца 2 производится в момент остановки барабана 9, совершающего периодическое вращательное скольжение с заданным шагом.

При испытании после удара образца 2 с заданной энергией по абразивной массе 8, находящейся в ячейке барабана 9, образец 2 остается прижатым к абразивной массе 8 с заданным давлением в течение установленного программой испытаний времени, обеспечивая трение по абразивной массе 8 при вращательном движении барабана 9.

Скорость трения образца 2 по абразивной массе 8 регулируется изменением скорости вращения барабана 9.

Выдача порции абразива 8 из дозатора 21 в ячейки производится во время остановки барабана 9. Удаления абразива 8 из ячейки барабана 9 после удара с трением образца 2 осуществляется при нахождении ячейки над приемным бункером для использованного абразива (условно не показан).

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для испытания металлов и сплавов, а также композиционных материалов и покрытий на стойкость к изнашиванию незакрепленным абразивом. Установка содержит нагружающий механизм, включающий испытываемый образец, ударник, грузы и систему управления нагружающим механизмом, барабан с ячейками для абразивной массы, совершающий периодическое вращательное скольжение с заданным шагом, дозатор для подачи абразивной массы. Подача абразивной массы из дозатора, удаление отработанной массы в бункер и удар образца по абразивной массе производятся во время остановки барабана. Система управления нагружающим механизмом осуществляется посредством соленоида, управляемого таймером и настраиваемого по высоте шаговым электродвигателем, обеспечивает после удара образца его трение по абразивной массе с заданным давлением при вращательном движении барабана. Технический результат: возможность проведения испытаний на изнашивание абразивной массой в условиях удара и последующего за ним трения по абразивной массе. 1 ил.

Установка для испытания материалов на изнашивание абразивной массой в условиях удара с трением, содержащая нагружающий механизм, включающий испытываемый образец, ударник, грузы и систему управления нагружающим механизмом, барабан с ячейками для абразивной массы, совершающий периодическое вращательное скольжение с заданным шагом, дозатор для подачи абразивной массы, при этом подача абразивной массы из дозатора, удаление отработанной массы в бункер и удар образца по абразивной массе производятся во время остановки барабана, отличающаяся тем, что система управления нагружающим механизмом осуществляется посредством соленоида, управляемого таймером и настраиваемого по высоте шаговым электродвигателем, обеспечивает после удара образца его трение по абразивной массе с заданным давлением при вращательном движении барабана.