Способ определения эксплуатационных условий при испытании узлов трения Советский патент 1985 года по МПК G01N3/56 

Изобретение относится к способам определения эксплуатационных условий при испытании узлов трения механических систем.

Известен способ определения эксплуатационных условий при испытании узлов трения, заключающийся в том, что регистрируют высокочастотные колебания сил контактного взаимодействия в узле трения и проводят гармонический анализ их спектра колебаний по результатам которого определяют условия эксплуатации узла трения 1.

Однако для известного способа характерна недостаточная достоверность результатов, что обусловлено невозможностью учета влияния динамических процессов, протекающих в механической системе и на фрикционном контакте узла трения, обеспечения идентичности условий протекания процессов трения и изнашивания на испытуемых моделях и в реальном узле трения.

Целью изобретения является повышение достоверности результатов определения эксплуатационных условий при испытании узлов трения.

Указанная цель достигается тем, что при способе определения эксплуатационных условий при испытании узлов трения, заключающемся в том, что регистрируют высокочастотные колебания сил контактного взаимодействия в узле трения и проводят гармонический анализ их спектра колебаний, по результатам которого определяют условия эксплуатации узла трения, испытания проводят на физической модели, определяют необходимое число сосредоточенных масс, обеспечивают равенство условий трения, логарифмических декрементов затухания и частот колебаний модели и узла трения до частотной составляющей, определяемой частотой среза спектра переменных составляющих сил.

На фиг. 1 представлено устройство для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство содержит основание 1, на котором с помощью подщипниковых опор 2 установлен вал 3 для размещения инерционных маховиков 4, состоящих из двух частей и соединенных болтами (не показаны). Между маховиками 4 установлены пружины 5. Маховики 4 установлены на валу 3 с помощью подшипников 6 скольжения. Вращение от двигателя 7 передается на вал 3 с помощью клиноременной передачи 8.

Узел 9 нагружения (фиг. 2) состоит из опорного .корпуса 10, направляющей 11, электромагнита 12 и корпуса 13 электромагнита. На один торец корпуса 13 электромагнита 12 крепится образец 14 из исследуемого материала, а на другом торце установлен подшипник 15. Для изменения жесткости опорного корпуса 10 предусмотрены перемещаемые упоры 16 и 17. На опорном корпусе 10 наклеены тензодатчики 18 и 19, а между опорным корпусом 10 и направляющей 11 расположены пьезодатчики 20 и 21. Образец 14 взаимодействует с контртелом 22.

. В устройстве предусмотрена возможность замены вращательного движения на возвратно-поступательное с помощью кривошипно-щатунной передачи (не показана).

Способ определения эксплуатационных условий при испытании узлов трения осуществляется следующим образом.

При испытании узла трения, включающего образец 14 и контртело 22, регистрируют высокочастотные колебания сил контактного взаимодействия и проводят гармонический анализ их спектра колебаний, по резуль татам которого определяют условия эксплуатации.

При перемещении (с помощью двигататя

7 и передачи 8) нагруженного (с помощью узла 9 нагружения) образца 14 относительно контртела 22 регистрируют математические ожидания нормального давления и тангенциальной составляющей силы контактного взаимодействия при помощи тензодатчиков 18 и 19, тензоусилителя и осциллографа (не показаны), а высокочастотные колебания данных сил вокруг положения равновесия фиксируются при помощи пьезодатчиков 20 и 21, электронного осциллографа с па0 мятью и фотоаппарата (не показаны).

Испытания проводят на физической модели механической системы, определяют необходимое число сосредоточенных масс, обеспечивают равенство условий трения, логарифмических декрементов затухания и частот колебаний модели и узла трения до частотной составляющей, определяемой частотой среза спектра переменных составляющих сил.

Пример. На первом этапе определяют основные динамические характеристики реальной машины, в которую входит исследуемый узел трения (частоты, амплитуды собственных колебаний, коэффициенты демпфирования, логарифмический декремент затухания). Затем строят эквивалентную схему механической системы и приводят ее к данному исследуемому узлу трения. Эквивалентной схемой механической системы может быть, например, вал 3, на котором расположены маховики 4.

0 Определив массы и жесткости элементов схемы, а также рассчитав коэффициенты демпфирования, данную эквивалентную схему воспроизводят на физической модели, включающей образец 14 и контртело 22. При этом частоты собственных колебаний.

5 количество гармоник и их частота строго соответствуют расчетным. Равенство коэффициентов демпфирования на модели и в реальной машине обеспечивается путем созДания равных их логарифмических декрементов затухания. Обеспечивают также равенство частот собственных колебаний модели и реальной машины до гармонической составляющей, определяемой частотой среза спектра переменных составляющих сил контактного взаимодействия данной пары трения.

Положительный эффект от применения изобретения обусловлен повышением достоверности результатов определения эксплуатационных условий при испытании узлов трения за счет учета динамических процессов механической системы, обеспечения идентичных условий трения и изнашивания на моделях и в реальном узле трения.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ УСЛОВИЙ ПРИ ИСПЫТАНИИ УЗЛОВ ТРЕНИЯ, заключаюГ г. (Л оо со 4 О 00 щиися в том, что регистрируют высокочастотные колебания сил контактного взаимодействия в узле трения и проводят гармонический анализ их спектра колебаний, по результатам которого определяют условия эксплуатации узла трения, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов, испытания проводят на физической модели, определяют необходимое число сосредоточенных масс, обеспечивают равенство условий трения, логарифмических декрементов затухания и частот колебаний модели и узла трения до частотной составляющей, определяемой частотой среза спектра переменных составляющих сил.