Устройство для испытания материалов трением Советский патент 1986 года по МПК G01N3/56 

Изобретение относится к испытательной технике и касается устройств для испытаний материалов трением и может быть использовано для оценки предельной несущей способности и прирабатываемости материалов, например, при трении скольжения.

Известно устройство для испытания материалов трением, содержащее основание, размещенные на нем держатели образца и контробразца, привод вращения держателя образца, пневматический узел нагружения, взаимодействующий с держателем контробразца и выполненный в виде регулируемого источника давления и индикатора давле- ,ния, соединенного с пневмодвигате- лем, и датчик характеристик трения, соединяемый с образцом и контробразцом ij .

Недостатком устройства является то, что на всех этапах испытания скорость нагружения постоянная, что не обеспечивает точного определения максимальной грузоподъемности при больших скоростях нагружения и значительно удлиняет время испытания при малых скоростях нагружения. Кроме того, устройство обладает большой инерционностью системы нагружения, что также снижает точность по- казашй.

Целью изобретения является повышение точности и производительности испытаний.

Цель достигается тем, что устройство для испытания мате риалов трением, содержащее основание, размещенные на нем держатели образца и контробразца, привод вращения держателя образца, пневматический узел нагружения, взаимодействующий с держателем контробразца и выполненный в виде регулируемого источника давления и индикатора давления, соединенного с пневмодвигателем, и датчик характеристик трения, соединяемый с образцом и контробразцом, снабжено последовательно соединенными с индикатором давления дросселями различного сечения с электромагнитными клапанами, источником тока, связанным с датчиком характеристик трения, ключом, коммутатором со стрелкой, электрически связанной с ключом, контакты коммутатора и ключ электрически связаны с соответ199612

.ствующими обмотками электромагнитных клапанов,

На чертеже изображена схема устройства,

5 Устройство для испытания материалов трением содержит основание 1, привод 2 вращения держателя 3 образца 4, держатель 5 контробразца 6, соединенный с валом 7, зафиксиро10-ванным от проворота и установленным в подшипнике 8 с возможностью осевого перемещения. На втором конце вала 7 закреплено упорное кольцо 9, которое через шарик 10 и кольцо 11

15 взаимодействует с пневмодвигателем 12, который через трубопровод 13 соединен с индикатором 14 давления, электромагнитным клапаном 15 для сброса давления с пневмодвигателя 12.

20 Подвод воздуха к пневмодвигателю 12 осуществляется по трубопроводу 16 от источника 17 через редуктор 18 и дроссели 19-21 с электромагнитными клапанами 22-24, параллельно и после25 довательно соединенными между собой. Электромагнитные клапаны 22-24 через соответствукмцие обмотки 25-27 электрически связаны с контактами 28 коммутатора 29 и через ключ 30, источ30 ник 31 тока - со стрелкой 32. Ключ 30 соединен с датчиком 33 характеристик трения, соединяемым с образцом 4 и контробразцом 6.

Устройство работает следующим об35 разом.

К образцу 4 и контробразцу 6 подсоединяют датчик 33 с источником 3 тока, характеризующий режим смазки испытуемой пары. Подают смазку в 40 зону трения. Настраивают на необходимое максимальное давление редуктор 18. Настраивают дроссели 19-21 так, что дроссель 19 обеспечивает максимальный расход воздуха, дроссель 21 45 минимальный, а дроссель 20 - средний расход воздуха. При этом обеспечивается соответственно быстрая (дроссель 19), средняя (дроссель 20) и медленная (дроссель 21) скорости

5Q нагружения образцов.

С помощью коммутатора 29, являющегося электроконтактным исполнительным механизмом, связанным с индикатором 14 давления, устанавливают преJ, дельные (зоны 1 и III) и промежуточное (зона II) значения давлений в. трубопроводе 13, и, следовательно, в пневмодвигателе 12,при которых

3

должен включаться один их трех дрос- .селей, настроенный на соответствующий расход воздуха, причем с увеличением давления при переходе из одной зоны по коммутатору в другую .. включается соответствующий дроссель с меньшим расходом, обеспечиваюи1ий меньшую скорость возрастания давлени (ранее работавший дроссель при этом закрывается). Открывают источник 1 Включают привод 2.

В начальный момент трения (этап микроприработки, когда допускается большая скорость нагружения образцов) между трущимися поверхностями образуется масляная пленка, которая разрывает электрическую цепь, запи- танную источником малого напряжения датчика 33. При разрыве указанной цепи подается сигнал на замыкание ключа 30, электрически связанного с источником 32 тока, контактами стрелки 32 и зоны Т коммутатора 29 индикатора 14 и обмоткой 25 одного из электромагнитных клапанов 22, связанного с соответствующим дросселем 19. Происходит нагружение образцов с максимальной скоростью, так как включен дрсэссель 19, настроенный на максимальный расход воздуха. В результате повьшения нагрузки масляная пленка разрушается, что приводит к возникновению металлического контакта между трущимися п верхностями образцов и, следовательно, восстанавливается электрическая цепь датчика 33, что дает сигнал на закрытие ключа 30. Обмотка 25 электромагнитного клапана 22 обесточивается, под ача воздуха через дроссель 19 прекращается, происходит приработка исследуемой пары трения при постоянном давлении до тех пор, пока в результате приработки не восстановится масляная пленка. ЭJ eктpиРедактор Т.Кугрышева

Составитель А.Швыркова

Техред В.Кадар Корректор Е.Сирохман

Заказ 1317/52Тираж 778 Подписное

ВШМПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений, и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

19961

ч ёская .цепь датчика 33 прерывается, закрывается ключ 30, и цикл нагружения повторяется. Пока контакты подвижной стрелки 32 взаимо дейст5 вуют с зрной 1 коммутатора 29 при переходе подвижного указателя в зону II, а затем в зону III, аналогичные циклы повторяются, но уже последовательно с дросселями 20, .а

10 затем и 21 , которые обеспечивают меньшую скорость нагружения.

Таким образом, устройство позволяет проводить испытания образцов на грани заедания, причем .на

)5 этапе микроприработки при малых

уровнях нагрузки обеспечивает большие скорости роста нагрузки, по мере роста нагрузки автоматически снижает скорость ее роста, а при дости2Q жении предельной нагрузки схватывания автоматически снижает до минимума скорость роста нагрузки, что . обеспечивает YIOвышeниe точности испытаний и сокращение продолжительнос25 ти испытаний.

Устройство позволяет использовать в качестве датчика характеристики трения любую из этих характеристик, например коэффициент тре2и ния, температуру в зоне трения, путь трения, экзоэлектронную эмиссию, электродный потенциал и др. Единственным необходимым условием для применения датчика в устройстве является наличие сигнала, управ ляющего ключом 30.

Преимуществом перед базовым объектом и известным устройством является сокращение времени испытаний при одновременном повьш1ении их точности за счет применения устройства, позволяющего автоматически, безьшерционно, в зависимости от этапа приработки изменять скорость нагружения образцов.

40