Устройство для испытания материалов на трение и износ Советский патент 1986 года по МПК G01N3/56 

Изобретение относится к устройствам для испытания материалов на трение и износ, например, применительно к условиям работы двигателей внутреннего сгорания и компрессоров поршневого типа.

Цель изобретения - повышение точности испытания материалов на трение и износ.

На фиг. 1 изображено устройство для испытания материалов на трение и износ; на фиг. 2 - узел трения устройства; на фиг. 3 - размещение опорного ролика и датчика давления на держателе образца.

Устройство (фиг. 1 и 2) содержит основание 1, каретку 2, держатель 3 образца 4, нагреватель 5, держатель 6 контробразца 7, холодильник 8, узел 9 возвратно-поступательного перемещения каретки 2, механизм 10 нагружения образца 4 и контробразца 7, выполненный в виде штока 11, опорного ролика 12 и подпружиненного упора 13, датчики 14 и 15 соответственно силы трения и давления, датчик температуры (не показан). На торцовой поверхности штока 11 выполнен паз 16, в котором установлен держатель 6. Датчик 14 силы трения выполнен в виде тензобалки, одним концом прикрепленной к штоку 11, другим взаимодействующей через регулятор 17 предварительного нагружения с держателем 6 контробразца 7, опорный ролик 12 установлен на держателе 3 образца 4, датчик 15 давления - между держателем 3 и опорным роликом 12. Узел 9 возвратно-поступательного перемещения каретки 2 выполнен в виде толкателя, связанного с приводом 18.

Образец 4 (фиг. 2) установлен в держателе 3 с возможностью самоустановки на шаровой опоре 19, закрепленной в держателе 3, который взаимодействует с нагревателем 5. При этом самоустановка образца 4 в плоскости, перпендикулярной движению контр- образца 7 от узла 9 перемещения, обеспечивает равномерное прилегание поверхностей трения образца 4 и контробразца 7, держатель 6 установлен подвижно вдоль паза 16, выполненного в направлении действия силы трения в торцовой поверхности щтока 11 механизма 10 нагружения. Держатель 6 контробразца 7 взаимодействует с холодильником 8, соединенным опорой 19 с системой охлаждения (не показана).

Опорный ролик 12 (фиг. 3) установлен на оси 20, расположенной в кронщтейне 21, который подвижно на направляющих 22 установлен на корпусе 23, закрепленном через термоизолятор 24 к держателю 3 образца 4. В качестве опорного ролика 12 может использоваться шарикоподшипник. Между кронштейном 21 и корпусом 23 на подвижных регулируемых упорах 25 установлен датчик 15 давления.

Для этого последний имеет диаметрально противоположно расположенные отвер- стия взаимодействующие с упорами 25, которые обеспечивают предварительное сжатие датчика 15. Зазор 26 между деталями 21 и

23позволяет деформировать датчик под действием переменного в течение рабочего цикла давления прижатия образца 4 к контробразцу 7. Точки контакта ролика 12 с упором 13 образца 4 с контробразцом 7 и датчик 15 давления находятся на одной прямой, независимо от перемещения образца 4 по контробразцу 7. Упор 13 подпружинен комплектом пружин 27, затяжка которых регулируется с помощью регулятора 28. Датчики

14и 15 через тензоусилитель 29 подключены к регистрирующему прибору 30. Температура в зоне контакта образца 4 и контробразца 7 регистрируется через переключатель 31,

электронный усилитель 32 прибором 30 или потенциометром 33. Частота контактирования и перемещения регистрируются датчиками 34 и 35.

Устройство работает следующим образом.

Устанавливают образец 4 в держатель 3 и контробразец 7 в держатель 6. В качестве образца 4 используют, например, образец из поршневого кольца. Нагружают их посредством механизма 10 нагружения. Затем с помощью узла 9 приводят в возвратнопоступательное перемещение каретку 2 с нагревателем 5, держателем 3 и образцом 4. При этом опорный ролик 12 через датчик

15давления воспринимает нагрузку от, механизма 10 нагружения и перекатывается по торцовой поверхности упора 13.

Благодаря размещению точек контакта ролика 12 с упором 13 и образца 4 с контробразцом 7 на одной оси перекос сведен до минимума. Этой же цели способствует и самоуста- новка образца 4 благодаря шаровой опоре 19. За счет установки датчика 15 давления

между нагревателем 5 с термоизолятором

24и опорным роликом 12 исключается влияние сил инерции холодильника 8 и механизма 10 на результаты измерения контактного давления. В ходе испытаний регистрируют

силу трения, контактное давление, температуру и износ поверхностей трения.

Положительный эффект обусловлен повы- щением точности испытания материалов на трение и износ за счет обеспечения прилегания образца и контробразца по всей поверхности их контакта, исключения влияния перекосов и сил инерции промежуточных элементов.

Формула изобретения

Устройство для испытания материалов на трение и износ, содержащее основание, размещенную на нем каретку, установленный в направляющих каретки держатель образца, нагреватель последнего, держатель

контробразца, холодильник, узел возвратно-поступательного перемещения каретки, механизм нагружения, выполненный в виде щтока, опорного рОлика и подпружиненного упора, и датчики силы трения, давления и

температуры, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, на торцовой поверхности штока выполнен паз, в котором установлен держатель контробразца с возможностью перемещения, датчик силы трения выполнен в виде тензобалки, одним

концом прикрепленной к штоку, другим взаимодействующей через регулятор предварительных нагружений с держателем контробразца, опорный ролик установлен на держателе образца, датчик давления - между держателем образца и опорным роликом.

Изобретение относится к устройствам Для испытания материалов на трение и износ. С целью повышения точности испытания материалов на трение и износ на штоке 11 выполнен паз 16 для установки держателя 6, датчик 14 силы трения выполнен в виде тензобалки, одним концом прикрепленной к штоку 11, другим взаимодействующей через регулятор 17 предварительного нагружения с держателем 6, опорный ролик 12 установлен на держателе 3, датчик 15 давления- между держателем 3 и опорным роликом 12. При этом точки контакта ролика 12 с упором 13, образца 4 с контробразцом 7 и датчик давления 15 находятся на одной прямой независимо от перемещения образца 4 по контробразцу. 3 ил. 19 (Л to ю О5 СП Фаг. 2

28

/3 12

I I -11 17 14

Фи2.1

3J

Фиг.:5