Установка для испытания трением антифрикционных материалов Советский патент 1984 года по МПК G01N19/02 

to

4 СО

Изобретение относится к технике изучения фрикционных свойств материалов , преимущественно работающ в газовых подмипниках турбоколодилНИКОВ.

Известна установка для испытания трением антифрикционных материалов, содержащая камеру, расположенные внутри .нее держатель вала-и татора, измерительную головкуj выполненную в виде стакана со сквозными диаметральньми отверстиями,. держатели образцов, установленные в этих отверстиях с возможностью перемещения вдоль оси последних и подпружиненные относительно измерительной головки, измеритель трения, установленный в камере и взаимодействующий с измерительной головкой, и привод вала-имитатора.

В известной установке положение измерительной головки не зафиксировано относительно оси держателя вала-имитатора, так как она свободно плавает в жидкости, выполняющей роль упругой опоры, ограничивающей ее переме/еение в осевом направлении, Нагружение образцов, установленных в держателях,осуществляется только за счет того, что последние подпружинены относительно измеритеной головки СИ,

Недостаток известной установки состоит в том, что она позволяет реализовать лишь статическое нагружение образцов постоянной силой

Цель изобретения - расширение условий нагружения за счет создания возможности наряду со статическим нагружением образцов реализовать и динамическое (ударное) их нагружение с широким диапазоном характеристик этого взаимодействия что позволяет моделировать реальгные условия работы газовых высокоскоростных опор, в которых из-за прорыва смазочной пленки наблюдаются кратковременные касания между цапфой и обоймой подглипника.

Эта цель достигается тем, что установка для испытания трением антифрикционных материалов, содерл ащая камеру, расположенные внутри нее держатель вала-имитатора, измерительную головку, выполненную в виде стакана со сквозными диаметральными отверстиями, держатели образцов, установленные в этих отверстиях с возможностью перемещения вдоль оси последних и подпружиненные относительно измерительной головки, измеритель трения, установленный в камере и взаимодействующий с измерительной головкой, и привод вала-имитатора, снабжена силовозбудителем, измерительная головка установлена соосно с держателем вала-имитатора в опорах с

возможностью поворота, а держатели образцов взаимодействуют с силовозбудителег -.

На фиг. 1 )ажена принципиальная схема предлагаемой установки на фиг. 2 - конструкция измерительной ГОЛОВКИ; на фиг. 3 - держатель массивных образцов; на фиг. 4 держатель ленточных образцов.

Установка содержит камеру 1 с крьшжой 2, на которой установлена центрирующая втулка 3 с эксцентриковым зажимом 4, который фиксирует Б крышке 2 высокоскоростной привод 5 держателя б вала-имитатора 7. На держателе б установлен датчик 8 числа оборотов, который расположе напротив регистрирующего прибора 9. В камере 1 соосно с держателем б установлен опорный стакан 10 с отверстиями 11, предназначенными для протока сжатого воздуха. На стакан 10 с зазором посакена измерительная головка 12, образующая совместно со стаканом 10 газостатический радиально-упорный подилипник. В измерительной головке 12 выполнены сквозные диаметральные отверстия 13, в которых с возможностью осевого перемещения установлены токонепроводАщи держатели 14 образцов. В качестве образцов на этой установке используют массивные образцы 15 (фиг. 3), выполненные в виде цилиндрических пальцев, и ленточные образцы 16 (фиг. 4), которые закрепляются в лысках 17 держателя 14 с помощью винтов 18, Для предотвращения поворота держателей 14 в отверстиях 13 служат штифты 19, установленные в измерительной головке 12, и взаимодействующие с пазами 20, выполнен пыми в держателях 14. Держатели 14 с помощью упругих элементов 21 подпружинены относительно измерителной головки 12. В описываемом вариа те исполнения установки используют пневматический силовозбудитель 22, который с помощью гибких шлангов (не показаны) соединен посредством штуцера 23 с каналами 24, выполHeHHhmiH в теле измерительной головки 12, которые соединяют между собой отверстия 13, образуя замкнутый воздушный коллектор. В этом . случае держатели 14 выполняются в виде поршней.

В стакане 10 размещена токопроводящая втулка 25, в которой на упругом элементе 26 установлен графитовый контакт 27.

В камере 1 установлен измеритель 28 трения, взаимодействующий с измерительной головкой 12.

В стенках камеры 1 установлены также штуцер 29, предназначенный для подачи сжатого воздуха во внутреннюю полость стакана 10, стравливающий клапан 30 и промежуточный штуцер 31, соединяющий воздуховод, идущий от силовозбудителя 22 со штуцером 23, Установка работает следуюашм об разом. После установки образцов (массивных 15 или ленточных 16) через штуцер 29 подают сжатый воздух давлением 2 кг/см во внутреннюю полость стакана 10. Просачиваясь через отверстия 11 диаметром 0,4 м сжатый воздух образует воздушную подушку между цилиндрической и тор цовой поверхностью стакана 10 и измерительной головкой 12. В результате измерительная головка 12 всплывает и практически без трения может свободно разворачиваться вокруг собственной оси вращения. Включают привод 5 держателя 6 вала-имитатора 7, скорость вращени которого регулируется с помощью высокочастотного приводного генера тора (не показан), а ее величина измеряется с помощью электромагнит ного датчика 8 и регистрирующего прибора 9, , Сначала упругие элементы 21 отжимают держатели 14 от вала-имитатора 7, в результате между ним и образцами 15 и 16 поддерживается зазор 1 мм. Затем штуцер 31, соединительную хлорв 1ниловую трубку (не показана) штуцер 23 подают в каналы 24 измерительной головки 12 сжатый воздух от силовозбудителя 22. Преодол вая сопротивление упругих элементов 21, держатели 14 с образцами 15 и 16 перемещаются в отверстиях 13 и вступают в контакт с вращающимся валом-имитатором 7. После сн тия давления упругие элементы 21 отжимают образцы 15 С1б) от вала-и татора 7 и скоростной контакт прекращается . При этом, в зависимости от программы испытаний, имитирующей скоростные контакты в газовых -опорах турбохолодильников, на пульте управления (не показан) задается нео.бходимая циклограмма для привода 5 и силовозбудителя 22, что дает возможность получать требуемую длительность контакта, паузу между контактами и усилие прижатия. В момент прижатия испытуемых образцов 15 (16) к вращающемуся валу-имитатору 7 момент трения стремится повернуть измерительную головку 12 в газостатическом подшипнике. Этому повороту препятствуюет измеритель 28 трения, что позволяет с высокой точностью.измерять момент трения испытываемых материалов . Для испытания материалов газовых опор турбохолодильников в режиме пуск-останов сначала осу-. ще твляют прижим образцов 15 (16) к валу-имитатору 7, а затем уже по заданной циклограмме включают привод 5. Для изучения влияния окружающей среды на характер износа измеряют р омическое сопротивление в контакте образцов 15 с валом-имитатором 7. С этой целью к графитовому контак- ту 27 и нерабочему торцу испытываемого образца 15 припаивают прово - да, которые выводятся на чувствительный омметр. Испытание материалов в инертной или какой-либо другой газовой среде в условиях атмосферного или повышенного давления проводят следующим образом: через штуцер 29 вместо воздуха подают требуемый газ, который заполняет рабочий объем камеры 1 и через стравливающий клапан 30 выходит в атмосферу. Использование предлагаемой установки позволяет проводить испытание в различных газовых средах и изучить влияние отдельных компонентов испытываемых материалов на характер трения и изнашивания.

13

УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТРЕНИЕМ АНТИФРИКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащая камеру, расположенные внутри нее держатель вала-имитатора, измерительную головку, выполнен,нун) в виде стакана с сквозными диаметральными отверстиями, держатели /образцов, установленные в этих отверстиях, с возможностью перемещения вдоль оси последних и подпружиненные относительно измерительной головки, измеритель трения, установленный в камере и взаимодействующий с измерительной головкой, и привод вала-имитатора, отличающаяся тем, что, с целью расширения условий нагружения, она снабжена силовозбудителем, измерительная головка установлена соосно с держателем вала-имитатора в опорах с возможностью поворота, а держатели образцов взаимодействуют с силовозбудителем. (Л с

го