Способ определения триботехнических характеристик узла трения и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК G01N3/56 

1

Изобретение относится к способам испытаний смазочных материалов, в том числе определения срока их службы по противо- износным свойствам.

Цель изобретения - повышение точности и производительности определения срока службы смазочного материала в данном узле трения.

На фиг. 1 показана зависимость мощности сигнала акустической эмиссии фрикционного контакта эталонного узла трения с ис- рытуемым смазочным материалом от наработки; на фиг. 2 - зависимость мощности сигнала акустической эмиссии фрикционного контакта эталонного узла трения от времени взятия проб работавщего смазочного материала из испытуемого узла трения; на фиг. 3-7 - структурно-блочная схема устройства для определения срока службы смазочного материала.

; Устройство содержит узел 1 трения, блок ;2 акустико-эмиссионного преобразования, блок 3 управления, блок 4 вычислений пара- ;метров смазочного материала при первых ла- ;бораторных испытаниях, блок 5 вычислений параметров пробы смазочного материала из испытуемого узла трения при эксплуатационных испытаниях, блок хранения информации, состоящий из записывающего устройства 6, считывающего устройства 7 и комплекта носителей 8 информации блок 9 переключений режимов, задатчик 10 временного интервала и блок 11 индикации процесса и результатов испытания.

Узел 1 трения, в свою очередь, включает эталонный узел 12 трения, на который наносят испытуемую смазку, и датчик 13 амплитуды и интенсивности акустического сигнала фрикционного контакта эталонного узла трения.

Блок 2 акустико-эмиссионного преобразования образуют предусилитель 14, акусги- ко-эмиссионный преобразователь 15, первый 16 и второй 17 блоки умножения.

Блок 3 управления процессом испытания содержит пусковой RS-триггер 18, электронные часы 19, первый ло1 ический элемент И 20, счетчик 21 временных импульсов, цифроаналоговый преобразователь 22 и кнопку 87 «Пуск.

Блок 4 вычислений параметров смазочного материала при первых лабораторных испытаниях имеет в своем составе ди(|)- ференцирующий блок 26, первый 27 и второй 28 селекторы знака, задатчики 29 и 30 соответственно нижнего и верхнего уровней, второй 33, третий 34, четвертый 35 и пятый 36 логические элементы И, первый 37, второй 38 и третий 39 RS-триггеры с динамическими входами, первый 40, второй 41, третий 42, четвертый 43 и пятый 44 элементы временной задержки, первый логический элемент ИЛИ 45, первый ключ 46, первый элемент 47 памяти, второй ключ 48, второй элемент 49 памяти, третий блок 50 ум5

5

ножения, третий ключ 51, третий элемент 52 памяти, четвертый блок 53 умножения, первый блок 54 деления, первый коммутатор 55, четвертый ключ 56, четвертый элемент 57 памяти и первый сумматор 58.

Блок 5 вычислений параметров проб смазочного материала и испытуемого узла трения при эксплуатационных испытаниях содержит пятый 59 и шестой 60 элементы памяти, второй сумматор 61, задат0 чик 62 величины сравнения, компаратор 63 конечного уровня, первый логический элемент НЕ 64, седьмой элемент 65 временной задержки, пятый 66 и шестой 67 ключи, третий сумматор 68, второй логический элемент ИЛИ 69, седьмой ключ 70, формирователь 71 импульса, четвертый сумматор 72, второй RS-триггер 73 ввода, генератор 74 тактовых импульсов, третий логический элемент ИЛИ 75, восьмой ключ 76, второй коммутатор 77, седьмой 78, восьмой

0 79, девятый 80 и десятый 81 элементы памяти, пятый блок 82 умножения, пятый сумматор 83, пустой 84 и седьмой 85 блоки умножепия, второй блок 86 деления, четвертый RS-триггер 88, восьмой 89 и девятый 90 элементы временной задержки и девятый ключ 91.

1)лок хранения информации содержит записывающее 6 и считывающее 7 устройства и комнлект носителей 8 информации. Блок переключений представляет собой двух- позиционпый семиканальный переключатель 9|-9 режимов. Блок 11 индикации процесса и результатов испытания содержит индикатор 23 «Повторить, индикатор 24 «Конец и цифровой индикатор 25 величины Т2э - срока службы смазочного мате5 риала в данном узле трения.

Устройство работает следующим образом. Испытуемый смазочный материал наносят на эталонный узел трения, сообщают ему вращение при постоянной нагрузке, прирабатывают в испытуемом смазочном

материале, затем прекращают подачу смазочного материала и продолжают испытание. Д, получения искомой величины т-)э - срока службы смазочного материа- /а - устройство последовательно включают

5 сначала в первом режиме, при котором проводят первые испытания неработавшего смазочного материала на эталонном узле трения. Для этого переключатель 9 режима работы устанавливают в положение I, а в записывающее устройство б закладывают комплект

0 носителей 8 информации. После Ежлючения сигнал акустической эмиссии, принятый датчиком 13, поступает на блок 2 акустико-эмиссионного преобразования и далее на вход блока 4 вычислений. После нажатия кнопки 87 «Пуск блок 3 управления вы5 дает в блок 4 вычислений команду на обработку информации.

В процессе этой обработки определяют величины WQ, Wlя, Тц,, Т2л, где дд - началь0

ное значение позиции сигнала акустической эмиссии при первых лабораторных испытаниях, TIJ, - момент времени начала постоянства мощности сигнала акустической эмиссии, Win - значение мощности, соот- ветствующее моменту времени тщ; тг, - момент времени окончания периода постоянства мощности сигнала акустической эмиссии. Значения гщ, Т2л, Wo, и Wm автоматически фиксируются на носителе 8 информации записывающим устройством 6.

Перед началом работы устройства во втором режиме проводят следующие подготовительные работы;

а)подготавливают узел I трения к исследованию проб смазочного материала;

б)переключатель 9 режима устанавливают в положение II; в)в задатчик 10 времени вводят величину т,, соответствующую времени наработки смазки в узле трения, а комплект носителей 8 информации с параметрами смазоч- ного материала W, Wj тщ, тм и с параметром W/H закладывают в считывающее устройство 7.

После нажатия кнопки 87 «Пуск блоком 5 вычисления параметров проб смазоч- ного материала производится обработка сигнала мощности W, акустической эмиссии поступающего с блока 2 акустико-эмиссион- ного преобразования, сравнение этой мощности со значением мощности w/-i предыдущей пробы с допустимой величиной 4. Если эта разность превыщает погрещность Д, блок 5 включает на блоке 11 индикации индикатор 23 «испытание повторить и одновременно включает записывающее устройство 6, которое регистрирует параметры wu-

Для последующего цикла испытаний значение w,-3 принимают за значение wj-ia.

В случае, когда w,i3-w А, блок 5 включает на блоке 11 индикации индикатор 24 «Конец испытаний и автомат вычисления величины Т2э, после чего она отобра- жается индикатором 25 и одновременно поступает на записывающее устройство 6, которое фиксирует искомый срок Т2, наработки смазочного материала в данном узле трения на носителе 8 информации. ,

Формула изобретения

I. Способ определения триботехничес- ких характеристик узла трения, по которому проводят эксплуатационные исп 1тания узла трения со смазочным материалом, периодически отбирают пробы смазочного материала и ускоренно испытывают эти пробы на эталонном узле трения, при этом пробы последовательно наносят на эталонный узел трения, сообщают ему вращение при по- стоянной частоте и нагрузке и определяют в качестве триботехнической характеристики срок службы смазочного материала, отличающийся тем, что, с целью по- выщения точности и производительности определения искомого срока службы, перед эксплуатационными испытаниями проводят испытания неработавщего смазочного материала на эталонном узле трения, прирабатывают его в условиях подачи смазочного материала, прекращают подачу смазочного материала и с этого момента времени Тол непрерывно измеряют мощность w сигнала акустической эмиссии фрикционного контакта эталонного узла трения, фиксируют начальное значение Wj,j, этой мощности, в моменты времени т.,, и TJJ, начала и конца постоянства этой мощности фиксируют соответственно значения мощностей Wui и , в процессе каждого из ускоренных испытаний смазочного материала на эталонном узле трения после сообщения вращения эталон- но.му узлу трения при постоянных нагрузке и частоте прирабатывают его в условиях подачи пробы испытуемспго смазочного материала, прекращают подачу смазочного материала, фиксируют значение мощности w для данной пробы, при этом отбор проб при эксплуатационных испытаниях проводят через каждые 25-50 ч наработки, и эксплуатационные испытания ведут до момента времени, при котором разность величин мощности сигнала акустической эмиссии дву.х последовательных проб Vi-, - w, Д, где Д 1--2%, а срок службы смазочного материала в узле трения определяют по формуле

-г(We,, Т,.э

- (w,,-w,..i7) т,

2. Устройство для опреде.юния триботех нических характеристик } зла трения, содор- жащее последовательно соединенные датчик амплитуды и интенсивности ак стичес- кого сигнала фрикционного контакта узла трения и блок акустико-эмиссионного преобразования, отличающееся тем, что, с целью повыщения информативности путем определения срока службы смазочного материала при одновременном повышении точности и производительности определения срока службы смазочного материала, оно снабжено блоком управления, первым и вторым бло-. ками вычислений, блоком хранения информации, блоком переключений режимов, за- датчиком временного интервала и блоком индикации, выход блока акустико-эмиссионного преобразования связан с первым входом блока переключений режимов, с вторым и третьим входами которого связаны выходы блоков управления и хранения информации соответственно, первый, второй и третий выходы блока переключений режимов связаны соответственно с первым входом блока хранения информации, входом перпсл о блока )ычислений и первым входом второго

блока вычислений, с вторым входом которого связан выход задатчика временного интервала, выход первого блока вычислений связан с первым входом блока управления, с вторым входом которого связан первый выход второго блока вычислений, второй его выход - с вторым входом блока хранения информации, а третий его выход - с входом блока индикации, а блок акустико-эмиссионного преобразования

выполнен в виде последовательно соединенных предусилителя, акустико-эмиссионного преобразователя и первого умножителя, второго умножителя, вход которого связан с выходом акустико-эмиссионного преобразователя, а выход - с вторым входом первого умножителя, вход предусилителя является входом блока акустико-эмиссионного преобразования, выходом которого является выход первого умножителя.

Изобретение относится к способам испытаний смазочных .материалов, в том числе для определения срока их службы по противоизносным свойствам. Целью изобретения является повышение точности и производительности определения срока службы смазочного материала в данном узле трения. При проведении определения срока службы последовательно проводят испытания неработавшего смазочного материала на эталонном узле трения, а затем испытания проб смазочного материала, взятого из данного узла трения через т, времени наработки. Сигнал акустической эмиссии фрикционного контакта эталонного узла трения с датчика амплитуды и интенсивности акустического сигнала поступает на блок акустико- эмиссионного преобразования, который выдает значение величины w мощности акустической эмиссии фрикционного контакта на блок вычислений параметров смазочного материала при первых лабораторных испытаниях. Величины этих параметров регистрируются блоком хранения инфор.мации. Затем проводят испытания проб смазочного материала, взятых из испытуемого узла трения. Значение величины w мощности акустической эмиссии поступает на блок вычислений параметров пробы смазочного материала из испытуемого узла трения при эксплуатационных испытаниях. Этим блоком производится регистрация мощности w/,, акустической эмиссии данной пробы смазочного материала, сравнение этой величины с ранее зарегистрированной величиной xvvs акустической эмиссии, полученной при испытании предыдущей пробы и при выполнении условия Wi-i9-w,n3 А, где Д 1-2%, вычисление срока Т2э службы смазочного материала для данного узла трения на основании ранее зарегистрированных параметров: Won - начальное значение мощности сигнала акустической эмиссии при испытании неработавшего смазочного .материала на эталонном узле трения; TI, и тзл - соответственно моменты времени начала и конца постоянства мощности w; Ww и wat - значения мощности сигнала акустической эмиссии, соответствующие временам тш и тмэ - время взятия последней пробы смазочного материала; - значение мощности сигнала акустической эмиссии, зарегистрированное при испытаниях последней пробы. Величина Т2э срока службы смазочного материала в испытуемом узле трения отображается цифровы.м индикатором и одновременно фиксируется записывающим устройством на носителе информации. 2 с.п. ф-лы, 7 ил. S (Л 4;: О 4 сл 4:

& Наработка

фаг.-/

i-l,i НараВотка фае.2

И/з;

/

гл tji

/

/

/

/

О т 7

О т SO

от

3

от5д

,

о т 52

55

от 57

Фив. 5

Фиг А

г 95

Ль

/Г

% s