Устройство для испытания материалов на трение и износ Советский патент 1983 года по МПК G01N3/56 

00

ел

4

а

sl Изобретение относится к испытательной технике, а именно к конструк ции установок для испытания материалов на трение и износ, в частности, для определения фрикционных характеристик и упругопластических деформаций материалов в газовых и жидких средах, применительно к условиям работы подшипниковых узлов, зубчатых передач и других узлов трения.. Наиболее близким по технической сущности и дрстигаемому эффекту к предлагаемому является устройство для испытания материалов на трение и износ, содержащее основание, расположенную на нем герметичную камеру установленные в ней перпендикулярно основанию держатель цилиндрического контробразца с возможностью вращения и перпендикулярно оси вращения держателя контробразца держатель образца, размещенный на основании микроскоп с возможностью установки его i окуляра против зоны контакта образца и контробразца, датчики измерения параметров трения, регистрирующую аппаратуру, узел нагружения образца и контробразца, средства подачи рабочей среды в камеру и привод вращения держателя контробразца tl Однако у этого устройства недоста точные эффективность и достоверность результатов испытания, что обусловле но частичной релаксацией упругих дефор маций за период их регистрации и дли тельным процессом испытаний. Цель изобретения - повышение эффективности и достоверности результатов испытания в условиях упругопластического деформирования материалов Указанная цель достигается тем, что устройство для испытания материа лов на трение и износ, содержащее основание, расположенную на нем герметичную камеру, установленные в ней перпендикулярно основанию держатель цилиндрического контробразца с возможностью вращения и перпендикулярно оси вращения держателя контробразца держатель образца, размещенный на основании микроскоп с возможностью установки его окуляра против зоны контакта образца и контробразца, датчики измерения параметров трения, регистрирующую аппаратуру, узел нагружения образца и контробразца, средства подачи рабочей среды в кане ру и привод вращения держателя контр 2 образца, снабжено, столом, предназначенным для установки камеры и имеющим возможность поворота в перпендикулярной к оси вращения держателя контроб- . разца плоскости, сферическими опорами, разделяющими стол и основание, размещенным в фокальной плоскости микроскопа фоточувствительным элементом и сканирующим узлом, предназначенным для перемещения фоточувствительного элемента в той же плоскости. На фиг. 1 представлено устройство, общий вид , на фиг. 2 - узел I-, на фиг. 1; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 1. Устройство для испытания материалов на трение и износ содержит основание 1, камеру 2, .держатель 3 контробразца k, держатель 5 образца 6, микроскоп 7, датчики 8-10 для измерения соответственно температуры образца 6, числа оборотов держателя 3 и момента трения, регистрирующие приборы 11-13 для регистрации указанных параметров трения, узел Н нагружения образца 6 и контробразца 4, средства (не показаны) подачи рабочей среды в камеру, 2, привод 15 вращения держателя 3 контробразца , стол 16 сферические опоры.. 1 фоточуветви тельный элемент 18, сканирующий узел 19. Узел 14 нагружения выполнен в виде цилиндра 20 с поршнем 21 и штоком 22, который соединен с нёравноплечим рычагом 23, а последний - с пружиной 2 нагружения. Рычаг 23 связан с индикатором 25, регистрирующим износ образца 6. Датчик 8 прижимается посредством плоской пружины 26. Выводы от него через отверстие не показаны в поршне 21 подсоединены к прибору 11. Датчик 9 числа оборотов выполнен , в виде эксцентрика, который через концевой выключатель 27 связан со счетчиком 28. Привод 15 включает планетарный редуктор 29, снабженный упором 30, контактирующий с датчиком 10, выполненным в виде тензобалки. Последняя через прибор 12 подсоединена к регистрирующему прибору 13. Подачд рабочей среды в камеру 2 осуществляется через патрубок 31. Камера 2 снабжена рубашкой 32 для теплоносителя (хладагента ) и смотровым окном 33 для наблюдений за зоной контакта посредством микроскопа 7. Сканирующий узел 19 включает 1ФИГ. 2) привод З. планетарный редуктор 35 и направляющие 36, по которым, перемещается Элемент 18. После ний -подсоединен через усилитель 37 к регистрирующему прибору 38, На поверхность испытуемого образца 6 нане сена полимерная пленка (не показана) с высокой оптической активностью, что обеспечивает максимальную освещенность деформированного участка контакта образца 6 и контробразца 4. Устройство работает следующим образом. Испытуемый образец 6 устанавливают на штоке 22 и передвижением плоской пружины 26 корректируют положение датчика 8 температуры так, чтобы их плоскости, обращенные к контробразцу t,находились заподлицо. Затея держателем 5 закрепляют испытуемый образец 6 на штоке 22, при этом плос кая пружина 26, находящаяся между штоком 22 и испытуемым образцом 6, плотно прижимает к «ему датчик 8 тем пературы. Пружиной 2k нагружения через неравноплечий рычаг 23 перемещают шток 22 с испытуемым образцом 6 до соприкосновения последнего с контробразцом 4. Микроскоп 7 располагают так,чтобы через смотровое окно 33 была видн передняя кромка, испытуемого образца J6 в точке контакта с контробразцом . Затем с помощью стола 16 разворачивают камеру 2 таким образом, чтобы угол между главной оптической осью и осью максимальных напряжений испытуемого образца 6 составлял Ц Посредством привода 15 контробразец i приводится во вращательное движение. При перемещении штока 22 в 67 сторону контробразца происходи-Г линейный износ испытуемого образца 6, регистрируемый индикатором 25 часового типа.. Температура приповерхностного слоя при трении образцов определяется с помощью датчика 8, сигнал с которого подается на регистрирующий прибор 11. Датчик 9 числа оборотов при вращении держателя 3 замыкает нормально разомкнутые контакты концевого выключателя 27, подавая тем самым электрический сигнал на счетчик 28 оборотов преобразующий электрические сигналы в цифровые значения на световом табло в виде сумкш количества оборотов. Крутящий момент, возникающий на статоре редуктора 29 от тангенциальной составляющей силы трения и пропор{иональный ей, через упор 30 передается на тензобалку, сигнал от которой через ре гистрирующий прибор-12 подается на регистрирующий прибор 13. ek)зникaющaя при трении деформация, а также характер распределения улругопластических деформаций,по глубине приповерхностного слоя испытуемого образца 6 фиксируется фоточувствительным элементом 18, который передвигает- ся вдоль направляющих 36 при покющи привода 34« Сигнал разбаланса моста, встроенного в усилитель 37 от фоточувствительного эле«вента 18 подается на этот усилитель.и далее на регистрирующий прибор 38. Использование предлагаемого устрой-:ства потлшает эффективность и достоверность результатов испытания материалов на трение и износ.

12

13 20 21 4 -K // Hb 4iL TfTTg

0

30

23

.

i4fe|

П

/77777:

901 .j ////////// //// iX., T /tf f7

ui.2

v

АА

17