Прибор для исследования трения гибких ленточных материалов Советский патент 1986 года по МПК G01N3/56 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследования трибологических характеристик и изнашивания изоляционных покрытий в электротехнической промышленности.

Цель изобретения - повышение производительности испытаний, обеспечивающей постоянство удельной нагрузки в контакте между истиракнцим элементом и исследуемым образцом гибкого ленточного материала.

На фиг. 1 показан прибор, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - электрическая схема управления прибором.

Прибор содержит корпус 1, держатель 2 истиранщего элемента, вьшол- ненного в виде ролика 3-, установленного с возможностью вращения и контактирующего с исследуемым образцом 4 из гибкого ленточного материала.

Держатель 2 истирающего элемента состоит из корпуса 33 с крышками 34, внутри которого в подашпниках 35 вращается вал 36, в свою очередь приво- во вращение токосъемник 37, закрепленный в опоре 38 (фиг. 3). На валу 36 закреплена электроизолирующая втулка 39 на которой при помощи гай ки 40 и контргайки 41 через электроизолирующую прокладку 42 закреплен ролик 3. При помощи проводника 43 (из материала ролика 3) ролик электнапример провода, механизм 5 нагружения, связанный с подвижным, концом об- 25 рически связан с токосъемником 37 и разца 4, установленный с возможностью далее проводом 44 - с блоками управ- перемещения по жестко закрепленной на корпусе 1 вИнтами (не показаны) направляющей 6, состоящей из двух участления и регистрации. Лепесток 45, вращающийся заодно с валом 36, при каждом обороте проходит через паз

ков: участка 7, представляющего собой 30 датчика 46 числа оборотов. Опора 38 удлиненную развертку-эвольвенту рабочей поверхности окружности ролика 3, и участка 8, который является продолжением участка 7 и вьтолнен в виде

токосъемника и корпус 33 узла трения закреплены на плите 47 корпуса 1 уст ройства.

Образец 4 (фиг. 1) при помощи

дуги окружности, радиус которой равен 35 проводника 48 (фиг. 4) электрически

длине от точки закрепления обрдзца 4 в зажиме 9 до точки крепления образца в механизме 5 нагружения, На . участке 7 направляющей 6 выполнены отверстия (на фиг. 1 показаны их осе- до вые линии) для фиксированного крепления механизма 5 нагружения, а также зажим 10, упругую балку 11 и тензо- датчики 12.

Механизм 5 нагружения (фиг.2) состоит из наружного корпуса 13 с двумя направляющими пазами 14 и внутреннего корпуса 15 с неподвижно закрепленной на нем крьшжой 16. Образец 4 зажимается между электроизолирующи- 50 ми 17 и 18 и стальной 19 пластинами винтом 20, установленным в зажиме.21. Выступы 22 зажима 21 входят в пазы

23внутреннего корпуса 15, а выступы

24крышки 16 - в пазы 14 наружного 55 корпуса 13. Пружина 25 сжатия упирается одним торцом в крышку 16, а другим - в цилиндрический опорный

соединены с осциллографом 49 и опера ционным усилителем 50. Переключатель 51 замыкает заблокированйые между собой контакты 52 и 53, либо контакты 54 и 55. Между контактами 52 и 53

в электрическую цепь включены микроамперметр 56, добавочное сопротивление 57, источник.58 постоянного тока Электрометр 59 при замыкании контактов 54 и 55 предназначен для измерения ЭДС-трения провода по ролику.

I Трехпозиционный переключатель 60 электрически соединяет ролик 3 либо с осциллографом 49, либо с усилителем 50 с обратной связью 61. Исследуемый сигнал с выхода усилителя под ется на вход компаратора 62 с обратной связью 63. Этот сигнал сопоставл ется с сигналом сравнения, подаваемы от источника 64 постоянного тока через переменный резистор 65 на вход компаратора 62, электрометр 66 позво ляет определять величину сигнала сра

поясок зажима 21. Стрелка 26, закрепленная неподвижно на зажиме. 21, при сжатии пружины 25 может перемещаться вдоль шкалы 27. Винт 28 ввинчивается в корпус 15 и удерживается от осевого перемещения стопорным винтом 29, завинчиваемым в корпус 13 и входящим в канавку 30 винта 28. Рукоятка 31 облегчает вращение винта 28. Дна винта 32 закрепляют нагружающий механизм 5 в различных местах участка 7 нап- равлянщей 6.

Держатель 2 истирающего элемента состоит из корпуса 33 с крышками 34, внутри которого в подашпниках 35 вращается вал 36, в свою очередь приво- во вращение токосъемник 37, закрепленный в опоре 38 (фиг. 3). На валу 36 закреплена электроизолирующая втулка 39 на которой при помощи гайки 40 и контргайки 41 через электроизолирующую прокладку 42 закреплен ролик 3. При помощи проводника 43 (из материала ролика 3) ролик электрически связан с токосъемником 37 и далее проводом 44 - с блоками управ-

рически связан с токосъемником 37 и далее проводом 44 - с блоками управ

ления и регистрации. Лепесток 45, вращающийся заодно с валом 36, при каждом обороте проходит через паз

датчика 46 числа оборотов. Опора 38

токосъемника и корпус 33 узла трения закреплены на плите 47 корпуса 1 устройства.

Образец 4 (фиг. 1) при помощи

соединены с осциллографом 49 и операционным усилителем 50. Переключатель 51 замыкает заблокированйые между собой контакты 52 и 53, либо контакты 54 и 55. Между контактами 52 и 53

в электрическую цепь включены микроамперметр 56, добавочное сопротивление 57, источник.58 постоянного тока. Электрометр 59 при замыкании контактов 54 и 55 предназначен для измерения ЭДС-трения провода по ролику.

I Трехпозиционный переключатель 60 электрически соединяет ролик 3 либо с осциллографом 49, либо с усилителем 50 с обратной связью 61. Исследуемый сигнал с выхода усилителя подается на вход компаратора 62 с обратной связью 63. Этот сигнал сопоставляется с сигналом сравнения, подаваемым от источника 64 постоянного тока через переменный резистор 65 на вход компаратора 62, электрометр 66 позволяет определять величину сигнала сравнения. С выхода компаратора 62 сигнал подается на управляюп(ий анод тиристора 67, включенного в цепь питания приводного электродвигателя 68, который вращает вал-36 с роликом 3.

Прибор работает следующим образом.

Перед пуском устройства испытьгоае- мый образец А перекидывается через ролик 3, профиль которого идентичен профилю фильеры, и закрепляется винтом 20 между пластинами 17 и 18 в зажиме 21. Нагружающий механизм 5 закрепляется винтами 32 на участке 7 направляющей, в положении, обеспечивающем необходимый коэффициент перекрытия. Предварительно включаются тензометри- ческий усилитель 69, осциллограф Д9, усилитель 50 и компаратор 62, устанавливаются начальные (нулевые) показания регистрируемых величин, а также необходимая частота вращения ротора приводного электродвигателя (частота вращения вала 36 с роликом 3).

При необходимости прекращения испытания при достижении ЭДС-трения оп-2 ределенной величины резистором 65 устанавливается величина сигнала сравнения, определяемая по электрометру 66, замыкаются контакты 54 и 55 и правый контакт переключателя 60. Если опыт з проводится до полного изнашивания покрытия ,. замыкаются контакты 51, 52 и правый контакт переключателя 60 и также устанавливается необходимая величина сигнала сравнения. При регистрации момента полного изнашивания ляционного покрытия или ЭДС-трения на осциллографе 49 замыкается левый контакт переключателя 60.

Вращением рукоятки 31 по предва

1

изорительно оттарированной пружине 25 и шкале 27 устанавливают величину наг- на образец 4 и включают приводной электродвигатель.

В процессе испытания при заданных значениях нагрузки и скорасти вращения фиксируют следующие величины: Силу трения по осциллографу 49j трения и частоту вращения счетчиком оборотов и датчиком числа оборотов 46; ЭДС-пары трения по электрометру 59 или осциллографу 49; Момент наступления полног о изнашивания покрытия по микроамперметру 56 или осциллографу 49.

45

50

55

Износ и поверхностные изменения изоляционного покрытия через определенные отрезки пути исследуются при

s

lO1520

25зо

15

5

0

5

помоп(и оптического микроскопа с фотонасадкой. При этом образец находится в нагруженном рабочей нагрузкой состоянии.

При замыкании контактов 52, 53 и правого контакта переключателя 60 в случае полного изнашивания изоляционного покрытия напряжения от источника тока 58 подается на усилитель 50, усиленный сигнал с выхода усилителя 50 поступает на вход компаратора 62. Если этот сигнал превьпиает сигнал сравнения, сигнал с выхода . компаратора поступает на управляющий анод тиристора 67, цепь питания электродвигателя размыкается, вал 36 останавливается и опыт прекращается. Винты 32 вывинчивают из нагрузочного устройства 5, устройство с образцом 4, нагруженным рабочей нагрузкой, переводят вверх по направляющей для регистрации оптическим микроскопом с фотонасадкой величины износа и поверхностных изменений рабочей зоны изоляционного покрытия и вновь закрепляют винтами 32. Затем опыт повторяют при других значениях нагрузки и скорости скольжения; Аналогично проводят опыт в случае необходимости останова устройства при определенном значении ЭДС-трения.

Если износ покрытия регистрируют через определенные пути трения, установку останавливают вручную по показаниям счетчика 46 числа оборотов.

Фо рмула нзобрет ения

Прибор для исследования трения гибких ленточных материалов, содержащий корпус, размещенные на нем держатель истиракяцего элемента, выполненного в виде ролика, привод вращения держателя, узел .для крепления неподвижного конца исследуемого образца гибкого ленточного материала, механизм нагружения, связанный с подвижным концом образца, измеритель натяжения образца и средства управления прибором, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности испытаний, он снабжен направляюцей, неподвижно установленной на основании, а узел крепления неподвижного конца исследуемого образца установлен на этой направляющей с возможностью фиксированного перемещения, обеспечивающего постоянство удельной нагрузки в образце.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к технике для исследования трибологических свойств гибких ленточных материалов, например проводов. Цель изобретения - повышение производительности испытаний, что достигается за счет получения более полной информации о характеристиках сцепления, трения и изнашивания покрытий проводов в условиях, имитирующих процесс .их-намотки. Прибор снабжен направляющей фигурной , на которой установлен с возможностью фиксированного перемещения узел крепления конца исследуемого гибкого мате- ри ала. Работа прибора состоит в том, что образец в виде ленты, шнура, провода и т.п. истирают с помощью ролика, который охватьтается исследуемым образцом и прижимается к ролику с заданной нагрузкой и углом охвата, обеспечиваемыми фкисированной установкой узла крепления конца образца. 4 ил. (Л ю 3d 00 00

ЗВ

31

37

1260733

S-S 33 35X 3S J

фиг.З

n

V

Редактор M. Товтин

Ptf«.

Составитель H. Кудрявцев

Техред Л.Олейник Корректор Е. Сирохман

Заказ 5218/39Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4