Прибор для определения адгезионной прочности на сдвиг пары трения Советский патент 1985 года по МПК G01N19/02 

1 Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для определения прочности на сдвиг адгезионного соединения, возникающего при механическом контакте материалов, в том числе и при низк или повышенных температурах. Известно устройство для определе ния прочности адгезионного соединения на сдвиг, содержащее корпус, планшайбу с приводом вращения, связанный, с планшайбой держатель контр образца, два захвата для плоских об разцов, расположенные по обе сторо, ны держателя контробразца, один из которых закреплен в корпусе, а другой установлен с возможностью осевого перемещения и зафиксирован от проворота, и узел нагружения l J. Однако в этом устройстве имитируются трения, возникающие при рабо те осевых подшипников скольжения, в ,то время как на практике осевые подшипники скольжения часто исполь..зуются в комбинации с радиальными подшипниками. При этом реализуется более сложное напряженное состояние материалов в зоне .трения, что оказы вает влияние на работоспособность узла трения в целом. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является прибор для определения адгезионной прочности на сдвиг пары трения, имеющий корпу размещенньй в нем держатель плоског образца, держатель сферического , контробразца с приводом вращения, датчик перемещения контробразца. один из чувствительных элементов ко торого закреплен на держателе контр образца, узел нагружения, датчик силы сдвига в виде упругих элементов и регистратора J. Недостатком известного устройства является, необходимость установки центрирующего подшипника на верхнем конце вращающейся трубы. Это приводит к тому, что величина, измеряемая с помощью упругих тензобалок, складывается из моменту сил трения исследуемого соединения и момента, необходимого для вращения подшипника, а это в совокупности с тем, что тензодатчики связаны с регистратором через скользящие токосъемные кольца и щетки, снижает точность измерений и не позволяет 13 .2 производить исследования контактных пар при малых величинах адгезионного взаимодействия. Цель изобретения - повышение точности. Поставленная цель достигается тем, что прибор для определения адгезионной прочности на сдвиг пары трения, имеющий корпус, размещенный в нем держатель плоского образца, держатель сферического контробразца с приводом вращения, датчик перемещения контробразца, один элемент которого закреплен на держателе контробразца, узел нагружения, датчик силы сдвига и ре- гистратор, снабжен чувствительным элементом, выполненным в виде рамки, установленной с возможностью перемещения вдоль оси вращения держателя контробразца и взаимодействующей в процессе контроля с рабочей поверхностью образца, а датчик силы сдвига выполнен в виде двух параллельно скрепленных с помощью упругих тензобалок платформ, верхняя из которых взаимодействует с узлом нагружения, а нижняя соединена через тяги с держателем образца, а другой элемент датчика перемещения соединен с рамкой. На фиг.1 изображена кинематическая схема прибораJ на фиг.2 - схема взаимного расположения тензобалок. Прибор для определения адгезионной прочности на сдвиг пары трения содержит корпус 1, размещенный в нем держатель 2 плоского образца 3, держатель 4 сферического контробразца 5 с приводом 6 вращения, чувствительный элемент, выполненный в виде рамки 7, установленной с возможностью перемещения,вдоль оси вращения держателя 4 контробразца 5 и взаимодействующей в процессе контроля с рабочей поверхностью образца 3. Датчик 8 перемещения контробразца 5 представляет собой два чувствительных элемента, один из которых закреплен на держателе 4, а второй соединен с рамкой 7. Узел 9 нагружения закреплен на стойке 10с помощью коромысла 11, к которому с помощью клинового шарнира 12 крепится датчик силы сдвига выполненный в виде двух платформ 13, параллельно закрепленных между собой с помощью упругих тензобалок

14 и 15, из которых верхняя взаимодействует с узлом 9 нагружения, а нижняя соединена через тяги 16 с держателем 2.

Для определения адгезионной прочности пары трения при повышенной и/или низких температурах прибор снабжен термо/криокамерой 17 и тепловыми экранами 18. Взаимное расположение тензобалок 14 и 15, выполненных из тензочувствительной нити, показано на фиг.2. В точках « , 5, нить зафиксирована на верхней платформе 13 и соединена в этих точках, как и датчик 8 перемещения, с регистратором (усилительно-регистрирующими и питающими приборами).

Устройство работает следующим образом.

Плоский образец устанавливают на держателе 2. Нагружающим устройством через платформы 13, тензобалки 14 и 15, тяги 16 и держатель 2 к сопряжению образцов 3 и 5 прикладьтается предварительная осевая нагрузка. Рамка 7 прижимается собственным весом к поверхности плоского образца. Фиксируется показание датчика перемещения. Устанавливают

требуемую осевую нагрузку на образцы 3 и 5. При этом на тензобалки 14 и -15 действуют силы, растягивающие их. При вращении держателя 4 приводом 6 держатель 2 стремится вращаться одновременно с ко нтробразцом 5. Это приводит к изменению нормальных сил, а следовательно, и эле:ктросопротивления в тензобалках, увеличение их в тензобалке 14 сопряжено с уменьшением в тензобалке 15, и наоборот. Эти изменения, пропорциональны силе, необходимой для удержания от вращения держателя 2, фиксируются регистратором. Привод враще НИН работает в реверсивном режиме. Определение прочности на сдвиг адгезионного соединения на предлагаемом приборе при температурах эксгшу. атации контактных пар трения позволит отказаться от ряда дорогостоящих натурных или модельных испытаний узлов трения, уплотнения и поДобньк, подобрать более оптимальные для каждого х;лучая эксплуатации пары трения, кроме того, ее определение в широком интервале температур позволит более полно понять механизм этого явления.

Г

ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АДГЕЗИОННОЙ ПРОЧНОСТИ НА СДВИГ ПАРЫ ТРЕНИЯ, имеющий корпус, размещенный в нем держатель плоского образца, держатель сферического контробразца с приводом вращения, датчик перемещения контробразца один элемент которого закреплен на держателе контробразца, узел нагружения, датчик силы сдвига и регистратор, отличаю щ- и и с я тем, что, с целью повьшения точности, он снабжен чувствительным элементом, выполненным в виде рамки, установленной с возможностью перемещения вдоль оси вращения держа теля контробразца и взаимодействующей в процессе контроля с рабочей поверхностью образца, а датчик силы сдвига выполнен в виде двух параллельно скрепленных с помощью упругих тензобалок платформ, верхняя из которых взаимодействует с узлом нагружения, нижняя соединена через тяги с держателем образца, а другой элемент датчика перемещения соединен (Л с рамкой.