Устройство для испытания уплотнительных эластичных элементов Советский патент 1986 года по МПК G01N19/02 

Изобретение относится к испытаниям материалов и может быть использовано для исследования механических свойств уплотнений из высокоэластичных материалов, а именно жесткости уплотнений, релаксатдии напряжений в уплотнительном элементе прочности прилипания и силы трения уагютнения и сопрягаемых деталей узла уплотнения при воздействии различных условий, моделирующих эксплуатационные .

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности дополнительного измерения фрикционных свойств используемых уплотнений. На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.З - сепараторJ на фиг.4 - профиль дорожки качения диска с чередующимися выступами и впадинами на его дорожке качения.

Испытуемый образец 1 сжимается между средними дисками 2 и 3, опирающимися через упорные шарикоподшипники 4 на опорные диски 5 и 6. Необходимая начальная деформация обеспечивается с помощью ограничителя 7. Опорный диск 5 через ограничитель 7 жестко притягивается гайкой к оси диска 6, образуя при этом жесткий блок, приводимый во вращение электроприводом. Диски 2 и 3 через штыри 8 и 9 связаны с измерителями усилий (тензодинамометрами 10 и 11), рассчитанньз4и на разные усилия и фиксирующими силу трения в упорных подшипниках качения. При измерении силы прилипания и трения упор 12 зацеапяет штырь 8.

Дополнительная деформация образца обеспечивается диском 5 с чередуки и- мися выступами и впадинами на его дорожке 13 качения, а также устройством сепаратора подшипника, контактирующего с указанной дорожкой качения .

Профиль дорожки качения диска 5 выполнен таким образом, что у дорожки качения имеется три одинаковые проточки. Указанные проточки равномерно расположены по дорожке 13 качения, образуя в ней ряд чередующихся впадин и выступов. При этом длина выступа значительно меньше длины впадины. В каждой впадине установлено одинаковое количество элементов

качения опорного подшипника, сб ьр.ди- ненных сепаратором в группы, мерно расположенные по окружности. При этом группа может состоять из

одного тела вращения.

Устройство работает следующим образом.

При включении привода блок начинает вращаться по часовой стрелке,

при этом диски 2 и 3 остаются не- подвшкными, так как от вращения их удерживает тензодинамометр 10 и сила трения прокладки. При повороте диска 5 и оси относительно дисков

2 и 3 на угол меньше 90, т.е. при движении в пределах впадины, величина силы трения, фиксируемая тен- зодинамометром 10, характеризует релаксацию напряжения в образце 1,

так как образец 1 дополнительно не деформируется и изменение силы трения F происходит только за счет изменения нормальной нагрузки N() Коэффициент трения качения - ве

личина практически постоянная в широком диапазоне температур. При повороте диска 5 больше, чем на 90 прокладка дополнительно деформируется на величину, равную глубине проточки дорожки 13 качения. Сила трения в подшипниках пропорциональна жесткости испытуемого образца 14

Измеряемая величина напрязкения определяется как сумма двух слагаемых

G Q peA.3 gon, .

где - истинное напря- жение в образце.

8 Е (t ) с. gOT - дополнительное

напряжение, возникающее при деформации образца 8. §оп .

Устройство позволяет определять любое из этих значений. При колебательном движении диска 5 в пределах 90 определяется величина истинного напряжения. При колебательном движении диска 5 в пределах 340 ° определяется второе слагаемое. Величина 2аоп известна (конструктивно задается глубиной проточки дорожки ка- чения). Поэтому можно определить изменение модуля эластичности при любых процессах и в любых эксплуатационных условиях (стеклования,

кристаллизации, старения, действия сред, радиации и т.д.).

При вращении блока против часово стрелки упор 12 вступает в зацепление с штырем 8, и диск 2 начинает вращаться вместе с дисками 5 и 6, а кольцо 3 удерживается от вращения штырем 9 и тензодинамометром 1,1, рассчитанным на большие усилия. При этом определяется прочность гфили- пания и сила трения уплотнительной прокладки о кольцо.

Предлагаемое устройство выполняется из одного материала и может помещаться целиком в эксплуатационные условия.

Формула изобретения

Устройство для испытания уплотни- тельных эластичных элементов по авт.св. № 861805, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устрой- ,ства, оно дополнительно снабжено вторым измерителем усилий, двумя штырями, размещенньтми по одному на каждом из двух средних дисков для взаимодействия с соответствующими измерителями усилий, и взаимодействующим с одним из штьфей упором, закрепленным на диске с чередующимися выступами и впадинами яа его дорожке качения.

73

Изобретение позволяет проводить комплексные испытания уплотнитель- ных эластичных элементов с определением одновременно нескольких механических свойств, а именно жесткости, релаксации напряжений, прочности прилипания и силы трения. Испытуемый образец 1 сжимается дисками 2 и 3, имею&(ими возможность перемещения относительно опорных дисков 5 и 6. Деформация образца 1 обеспечивается как злтяжкой. всего пакета дисков гайкой, так и перекатыванием тел каченкя по профильной дорожке 13 качения, имеющей выступы и впадины по окружности. При повороте диска 5 по часовой стрелке относительно дисков 2 и 3 в пределах перемещения тел качения по впадине дорожки 13 качения величина силы, фиксируемая тензодинамометром 10, характеризует релаксацию напряжений. При дальнейшем провороте диска 5 образец i дополнительно деформируется за счет выхода тел качения на выступ дорожки, качения. Сила трения соотйетствует жесткости образца. При колебании диска 5 з пределах перемещения тел качения по впадине определяется величина истинного напряжения. При вращении диска 5 против часовой стрелки упор 12 сцепляется с штырем 8, диск 2 вращается вместе с дисками 5 и 6, а диск 3 удерживается от вращения штырем 9 и тензодинамометром 11, который показывает при этом прочность прилипания и силу трения. Изобретение дополнительное к авт.св. № 861305. 1С to «( О) vj 00

fiO

12ff

дуигЛ