Установка для испытания пар трения Советский патент 1984 года по МПК F16J15/00 

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для исследования пар трейия для торцовых уплотнений и вкладышей подшипников скольжения вращающихся валов.

Известен стенд для испытаний пар трения торцовых уплотнений, в котором исследуемая пара трения состоит из неподвижного и вращаюш,егося колец, прижатых друг к другу своими торцовыми поверхностями с помощью рычага и грузов 1.

Недостатком данного стенда является отсутствие возможности изменять удельное давление в паре трения в процессе испытаний, что ведет к отклонению условий испытаний от реальных и, следовательно, уменьшению достоверности испытаний.

Известна также установка для испытаний пар трения, содержащая камеру, заполненную рабочей средой, размещенные в ней держатели для испытуемой пары, один из которых установлен неподвижно, а другой - с возможностью вращения, нагружающее устройство и генератор колебаний, выполненный в риде камеры, образованной корпусом и цилиндрическим ротором и сообщающейся с гидравлическим пульсатором давления, генератор обеспечивает осевые колебапия 2.

Однако известная установка не позволяет имитировать радиальные колебания в паре трения, что ведет к появлению неучтенных составляющих общего износа и, следовательно, уменьщению достоверности испытаний. Недостатком установки является также сложность регулирования и контроля частоты осевых колебаний при помощи гидравлического пульсатора давления.

Цель изобретения - приближение условий испытаний к реальным условиям.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для испытания пар трения, содержащей камеру, заполненную рабочей средой, размещенные в ней держатели для испытуемой пары - неподвижный и подвижный, установленный с возможностью вращения, нагружающее устройство и генератор колебаний, генератор колебаний выполнен в виде постоянного магнита, расположенного на подвижном держателе, и электромагнита, расположенного на неподвижном держателе, при этом на одном из торцов электромагнита выполнен скос.

На фиг. 1 изображена установка для испытаний пар трения, общий вид; на фиг. 2 - испытательная камера; на фиг. 3 - электромагнитная схема генератора колебаний; на фиг. 4 -- испытательная камера при расположении скоса сердечника в верхнем положении.

Установка для испытаний пар трения состоит из испытательной камеры 1, заполненной рабочей средой 2, внутри которой размещены неподвижный 3 и вращающийся 4 держатели трущихся элементов 5 и 6 исследуемой пары трения. Вал 7 с установленным на нем держателем 4 приводится во вращение через клиноременную передачу 8 от электродвигателя 9. Торцовое уплотнение 10 герметизирует ввод вала 7 в испытательную камеру 1, которая установлена с возможностью поворота вокруг продольной оси

в подшипниковых узлах 11 относительно станины 12. Момент трения исследуемой пары измеряется при помощи тензометрических датчиков 13. Для осуществления продольных и поперечных перемещений под действием радиальных и осевых нагрузок держатель 3 установлен с зазором относительно стенок корпуса камеры 1 и его вход в камеру изолирован при помощи сильфона 14. Осевое усилие от нагружающего устройства 15 передается на держатель 3 через тарельчатую опору 16, пружину 17 и промежуточную опору 18, свободно установленную на верхней части держателя 3, в нижней части которого имеются отверстия 19 для прохода рабочей среды к паре трения. В камере 1 могут быть размещены также нагревательные элементы и конденсатор, с помощью которых можно изменять режимы трения от жидкостного до сухого. Для создания постоянных радиальных усилий в паре трения предусмотрено нагружающее устройство 20.

Электромагнитная система нагружения

пары осевыми и радиальными колебаниями состоит из цилиндрического постоянного магнита 21, установленного внутри цилиндрической верхней части 22 вращающегося

держателя 4, и сердечника 23 с обмоткой 24 возбуждения, смонтированного в цилиндрическом стакане 25 неподвижного держателя 3. Вывод концов обмотки 24 возбуждения производится через боковое окно 26 в крышке 27 камеры 1. Один из торцов сердечника 23 выполнен со скосом 28. Конструкция крышки 27 и нагружающего устройства 15 предусматривают быструю сборку и разборку для установки сердечника -23 в два различных положения, когда скошенный

торец 28 сердечника 23 обращен к постоянному магниту 21 и когда плоский торец 29 обращен в сторону магнита 21.

Все детали, расположенные внутри рабочей камеры 1, например держатели 3 , 4 и

т.д, выполнены из коррозионно-стойкой Стали, которая одновременно является немагнитным материалом, что обеспечивает взаимодействие магнитных полей постоянного магнита и электромагнита с векторами напряженности: Н - магнитного поля постоянного

магнита; магнитного поляэлектро.магнита; Н - осевой составляющей вектора напряженности магнитного поля электромагнита; Н| - радиальной „составляющей вектора напряженности магнитного поля электромагнита. Установка для испытаний пар трения ра ботает следующим образом. Вращение от электродвигателя 9 посредством клиноременной передачи 8 передается .на вал 7, на котором находится подвижный трущийся элемент 6 испытуемой пары трения. При помощи осевого нагружающего устройства 15 неподвижный трущийся элемент 5, закрепленный в держателе 3, с необходимым усилием прижимается к подвижному элементу 6. Постоянное радиальное нагружение пары трения может создаваться при помощи устройства 20. В случае необходимости исследования влияния на износ пары трения радиальных циклических нагрузок в цилиндрический стакан 25 вставляется сердечник 23 со скосом 28, обращенным в сторону постоянного магнита 21. При пропускании по обмотке 24 электрического тока сердечник 23 э.1ектромагнита начинает притягиваться к постоя ь ному магниту 21, установленному на держателе 4. В результате того, что сердечник 23 выполнен соскосом 28, Н) (вектор напряженности магнитного поля сердечника) направлен под углом к оси вращения, т. е. под углом к Н (вектор напряженности магнитного поля постоянного магнита 21). При взаимодействии этих двух полей появляется радиальная составляющая Н (вектор напряженности взаимодействия между магнитами). Поскольку неподвижный держатель 3 крепится к корпусу 1 при помощи сильфона 14 и установлен с возможностью небольщих радиальных перемещений, то при подаче на катущку 24 возбуждения циклически изменяющегося тока циклически появляется радиальная составляющая силы взаимодействия между магнитами, которая через сердечник 23 и стакан 25 передается держателю 3, а следовательно, и трущейся паре элементов 5 и 6. Таким образом имитируют радиальные колебания в паре трения. Осевые колебания создаются, если сердечник установить плоским торцом 29 в сторону магнита 21. В этом случае при пропускании тока по катушке 24 появляется только осевая составляющая - сила взаимодействия между электро- и постоянным магнитами. Следовательно, при циклической подаче, тока на катущку, соответственно периодически изменяется сила взаимодействия, что ведет к организации осевых колебаний в паре трения. Установка для испытаний пар трения позволяет приблизить условия испытаний к реальным (производственным), так как она дает возможность создавать в исследуемой паре трения как осевые, так и радиальные колебания контактного давления. Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в повыщении точности испытаний.

УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПАР ТРЕНИЯ, содержащая камеру, заполненную рабочей средой, размещенные в ней держатели для испытуемой пары - неподвижный и подвижный, установленный с возможностью вращения, нагружающее устройство и генератор колебаний, отличающаяся тем, что, с целью приближения условий испытаний к реальным, генератор колебаний выполнен в виде постоянного магнита, расположенного на подвижном держателе, и электромагнита, расположенного на неподвижном держателе, при этом на одном из торцов электромагнита выполнен скос. (Л 00 о