Устройство для испытания материалов на трение Советский патент 1987 года по МПК G01N3/56 

и 10 выполнены из теплопроводного ма териала, например меди, и теплоизоли розаны от шпинделей 4 и 5 при помощи втулок 13 и 14 из теплоизолирующего материала. Все тепло, генерируемое на поверхностях трения, передается теплообменникам 25 и 26,. установленных на свободных концах образцедержа талей 9 и 10, противоположных месту установки образцов 11 и 12, Тепло передается через щейки на образцедер

1

Изобретение относится к испытания материалов трением для определения их трибомеханических свойств.

Цель изобретения - повышение точности при оценке коэффициента распре деления тепловых потоков в процессе трения за счет концентрации тепловых потоков в точках их измерения на промежутке между торцом и теплообменником, повьпиения градиента теплового потока в точках измерения и исключения тем самым погрешностей, связанны с рассеиванием тепла на промежутке между образцом и теплообменником и равномерным прогревом теплопередаю- щего .элемента,

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит корпус 1, в котором размещены подвижная и неподвижная бабки 2 и 3 соответственно, В каждой-из бабок 2 и 3 соосно один к другому установлены два шпинделя 4 и 5, Шпиндели 4 и 5 установлены в бабках 2 и 3 с помощью радиально- упорных подшипников 6, что обеспечивает возможность их вращения, В каждом шпинделе 4 и 5 установлены экс- центрично с эксцентриситетом е отно- сительно их осей два пальца 7 и 8, в которых установлены обращенные торцами один к другому образцедержате- ли, выполненные в виде оправок 9 и 10, предназначенных для установки образцов 11 и 12 и отбора тепла от них Между оправками 9 и 10 и пальцами 7 и 8 установлены втулки 13 и 14, пре- пятствзш)щие передаче тепла от оправок 9 и 10 к пальцам 7 и 8, Средняя

57789

жателях 9 и 10,. выполняющие роль тепловых эталонных сопротивлений, включенных последовательно в цепь теплопередачи о.т зоны трения к теплообменникам 25и 26, Измерение перепада температур на шейке калодого из образце- держателей 9 и 10 с помощью датчиков температур Ti и Tz позволяет вычислить тепловые потоки, идущие от каждого образца 11 и 12, с высокой степенью точности, 1 ил.

0

5

5

5

0

5

0

часть каждой из оправок 9 и 10 выполнена в виде шейки длиной I постоянного сечения и образует замкнутук кольцевую полость с внутренней поверхностью теплоизолирующих и концентрирующих проходящий тепловой поток втулок 13 и 14,

На границах шеек в каждой оправке 9 и 10 закреплены неразъемным соединением два датчика температур Т, и Tj, являющиеся средством измерения теплового потока. Пальцы 7 и 8 установлены в шпинделях 4 и 5 с помощью радиально-упорных подшипников 15, обеспечивающих возможность поворота пальцев. На концах пальцев 7 и 8 за-, креплены две качалки 16 и 17, концы которых соединены с зазором и бабками 2 и 3 при помощи подшипников 18 и,выполненных в бабках 2 и 3 пазов 19, Устройство содержит привод вращения (не показан), от которого движение передается на шкивы 20 и 21, закрепленные на шпинделях 4 и 5, обеспечивая вращение их в противоположных направлениях. Механизм нагру- жения взаимодействует со шпинделем 4 и представляет собой скобу 22, упирающуюся в пружину 23 .с регулировочным винтом 24, Градиент температур в каждой оправке 9 и 10 измеряется , датчиками температур Т, и Т (для теплового потока от образца 11), Датчики температур Т, и Т устанавлива- ются на границах шеек и закрепляются постоянно на расстоянии 1, меньшем длины теплоизолирующих втулок 13 и 14, Для регулирования распределения теплового потока устройство имеет теплообменники 25 и 26, выполненные например в виде холодильников нпи нагревателей.

Устройство работает следующим образом.

Посредством механизма нагружения образцы 11 и 12 нагружаются требуемым осевым усилием. От привода движение передается шпинделям 4 и 5. За счет эксцентричного расположения в шпинделях 4 и 5 пальцев 7 и8 и связи последних с бабками 2 и 3 образцы 11 и 12 совершают относительное знакопеременное движение. Благодаря такой кинематике сигнал с датчиков Т и Tj может быть передан регистрирующим приборам непосредственно без токосъема. Выделяюш;ееся при трении тепло от образцов 11 и 12 передается оправкам 9 и 10 соответственно, а затем через шейку, являющуюся тепловым сопротивлением на пути теплопередачи от образца к окружающей среде. Так как образцедержатель и щейка теплоизолированы втулкой и радиальным зазором, то все тепло от образцов 11 и 12 проходит через соответствующую шейку. Измерение Т и Т на каждой шейке с помощью датчиков температур позволяет вычислить тепловые потоки, идущие от каждого образца 11 и 12 в окружающую среду по формуле q К,(Т, - Т) с величиной теплового сопротивления шейки на длине 1,, определяемого тарировкой или расчетом по формуле

Ь

,2, где АЭ теплопроводность материала,

сечение шейки. Так как при смене образцов образцедержатель не разбирается, то можно полагать величину К постоянной величиной. Термопары закреплены в шейках постоянно, поэтому ошибки в измерении Т( и Т также постоянны и минимальны. Утонения сечения в шейКэ

Редактор В.Данко

5989/41

Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Прои зводственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

ках концентрирует тепловой поток, увеличивая дТ. Указанные факторы позволяют повысить точность определения величины тепловых потоков, идущих из зоны трения в сторону соответствующего образца.

Формула изобретения

Устройство для испытания материалов на трение, содержащее корпус, установленные на нем подвижную и неподвижную бабки, размещенные каждый в соответствующей бабке соосно друг другу с возможностью вращения два шпинделя, привод вращения, кинематически связанный,со шпинделями, эксцентрично расположенные каждый в соответствующе; шпинделе два образце- держателя, каждый из которых выполнен в виде оправки с гнездом для образца на одном ее конце, установленной с возможностью поворота относительно ее оси, две качалки, каждая из которых закреплена одним концом на соответствующем образцедержателе, а другим с зазором соединена с соответствующей бабкой, механизм нагружения, соединенные с образцедержате- лями теплообменники и средство изме0

в виде по крайней мере двух датчиков температуры, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения точности 5 при оценке коэффициента распределения тепловых потоков в процессе трения, оно снабжено двумя теплоизолирующими втулками, установленными каждая коаксиально на соответствующей оправке, в средней части каждой оправки выполнена шейка постоянного сечения, образующая замкнутую кольцевую полость совместно с внутренней поверхностью соответствующей теплоизолирующей втулки, датчики температуры жестко закреплены на соответствующих шейках, а теплообменники установлены на свободных концах оправок.

5

Составитель В.Шпинев

Техред Л.Сердюкова Корректор М.Максимишинец

Изобретение относится к испытаниям материалов трением для определенных их трибомеханических свойств, а именно износостойкости в зависимости от распределения тепловых потоков, генерируемых трением. Целью изобретения является повышение точности при оценке коэффициента распределения тепловых потоков. Образцедержатели 9 (Л оо ел оо