Устройство для испытания материалов на износ Советский патент 1988 года по МПК G01N3/56 

J ю м

СО

Изобретение относится к устройст вам для испытания материалов на износ , а также опр,еделения противоза- дирной стойкости и контактной прочности при трении качения с различньм скольжением.

Цель изобретения - повышение производительности и достоверности результатов за счет увеличения на образце количества цилиндрических участков с заданным числом циклов нагру- жения,

На фиг.1 представлено устройство для испытания материалов на износ; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.4- контробразец, пример выполне- . ния; на фиг,3 и 5 - диаграммы нагру- жения центральной дорожки образца.

23 и 24 обеспечивают непрерывность обкатывания образца 3 и контробразца 4 и для получения экспериментальных данных могут не использоваться. i При , и равных диаметрах D-t Dj. (фиг.2) срезы 8, 9 и 10 выполнены по дугам «., меньшим 90, и с угловыми шагами 90, 90 и 180, а .- срезы 11, 12 и 13 - по дугам -90 -о -2 50 иЛ-180 -о(-2.140 с шагами 90°,90° и 180°.

Тогда при передаточном числе зубчатых колес, определяемом из отноше- -с ния (ma+k)/a в общем случае и как частный случай из отношения (а+1)/а при m и k равных единице и равном, например, 5/4 при , на центральной дорожке 22 образца 3 можно полу- УстройствЪ содержит основание (не jg чить 5 секторов (фиг.З), в пределах показано) , держатель 1 и вал 2, испы- ка;кдого из которых имеется по два туемый образец 3 и контробразец 4, участка о и , нагруженных в зави- размещенный на держателе 1 или на валу 2 и выполненный в виде ролика,на цилиндричеср ой поверхности которого выполнены центральная дорожка 5 и две боковые дорожки 6 и 7, привод вращения (не показан), соединенный с держателем 1, связанную с приводом кинематическую цепь (не показана), включающую зубчатые колеса (не пока- . заны). Передаточное число последних не равно целому числу и вьфажено в виде отношения (ma+k)/a. На центральной дорожке 5 выполнены сегментные срезы В, 9 и 10 в виде углублений 35 (фиг.2), а на боковых дорожках 6 и 7 - плоские срезы 11, 12 и 13 по дугам ( ftf на дорожке 5 и ;р на дорожках 6 и 7), меньшим для ролика, размещенного на держателе 1, или мень- 40 сегментных срезов при больших а, нап- юим 360 /ma+k) - для ролика, размещенного на валу 2, и с угловыми шагами, равными или кратными , для ролика на держателе 1, 360°/(ma+k) - для ролика на валу 2, где т, а и k - 45 целые числа, и а. В результате на дорожке 5 образуются цилиндрические участки 14, 15 и 16, а на дорожках 6 и 7 - участки 17, 18 и 19.

30

симости от количества сегментных срезов, меньшего числа а и равного, 25 например 1, 2 или 3 при , различными комбинациями чисел циклов нагру- жения 3N H 4N; 2N и 4N или N и 4N.

Для увеличения в пределах каящого сектора количества участков образца 3, подверженньк различным числам циклов нагружения, на ролике 4 в пределах цилиндрических участков 14, 15 и 16 выполняют дополнительные сегментные срезы (не показаны), смещенные относительно основного среза на угол .слЛ с теми же угловыми шагами. Число дополнительньп срезов отлично от числа основных.

Однако, учитывая ограниченную возможность выполнения дополнительных сегментных срезов при больших а, нг рнмер, равном 4, соседние по периметру сегментные срезы выполняются по дугам различной длины, например по дугам о (фиг. 4) .

Тогда при передаточном числе зубчатых колес, равном (а+1)/а при и , или, например, равном 5/4 при ,. на центральной дорожке образца

3 можно получить 5 секторов, в предечастично перекрывающие друг друга по JQ лах каждого из которых имеется по 4

дуге , чем обеспечивают непрерывность контактирования образца 3 и контробразца 4.

На образце 3 выполнены проточки 20 и 21, разделяющие цилиндрическую поверхность на центральную дорожку

22шириной Ь, предназначенную для испытаний на износ, и боковые дорожки

23и 24 шириной Ь/2. Боковые дорожки

/ / / f г I е

участка , , . i подверженных различным числам циклов нагружения, равных соответственно N, 2N, 3N и 4N (фиг.5).

55 - Устройство для испытания материалов на износ работает следующим образом.

Образец 3 и контробразец 4 устанавливают соответственно на валу 2

Тогда при передаточном числе зубчатых колес, определяемом из отноше- с ния (ma+k)/a в общем случае и как частный случай из отношения (а+1)/а при m и k равных единице и равном, например, 5/4 при , на центральной дорожке 22 образца 3 можно полу- g чить 5 секторов (фиг.З), в пределах ка;кдого из которых имеется по два участка о и , нагруженных в зави- 5 0 сегментных срезов при больших а, нап- 5

0

симости от количества сегментных срезов, меньшего числа а и равного, 5 например 1, 2 или 3 при , различными комбинациями чисел циклов нагру- жения 3N H 4N; 2N и 4N или N и 4N.

Для увеличения в пределах каящого сектора количества участков образца 3, подверженньк различным числам циклов нагружения, на ролике 4 в пределах цилиндрических участков 14, 15 и 16 выполняют дополнительные сегментные срезы (не показаны), смещенные относительно основного среза на угол .слЛ с теми же угловыми шагами. Число дополнительньп срезов отлично от числа основных.

Однако, учитывая ограниченную возможность выполнения дополнительных сегментных срезов при больших а, нг рнмер, равном 4, соседние по периметру сегментные срезы выполняются по дугам различной длины, например по дугам о (фиг. 4) .

Тогда при передаточном числе зубчатых колес, равном (а+1)/а при и , или, например, равном 5/4 при ,. на центральной дорожке образца

Тогда при передаточном числе зубчатых колес, определяемом из отноше- ния (ma+k)/a в общем случае и как частный случай из отношения (а+1)/а при m и k равных единице и равном, например, 5/4 при , на центральной дорожке 22 образца 3 можно полу- чить 5 секторов (фиг.З), в пределах ка;кдого из которых имеется по два участка о и , нагруженных в зави- сегментных срезов при больших а, нап-

3 можно получить 5 секторов, в пределах каждого из которых имеется по 4

/ / / f г I е

участка , , . i подверженных различным числам циклов нагружения, равных соответственно N, 2N, 3N и 4N (фиг.5).

- Устройство для испытания материалов на износ работает следующим образом.

Образец 3 и контробразец 4 устанавливают соответственно на валу 2

3U

и держателе 1, сжимают их нормальной силой и приводят во вращение. При этом на ролике 4 реализуется опере- жаюпшй режим (угловая скорость ролик А больше, чем у образца 3JI . При со- отношении угловых скоростей, определяемом отношением ()/a, после каждых тп оборотов ролика 4 происходит смещение относительно образца 3 на k секторов, а по завершении (т+ t-ak) оборотов относительное положение образца 3 и контробразца 4 становится исходным, затем цикл повторяется. Цилиндрические участки образ ца 3, периодически контактируя по дуге с соответствующими сегментными срезами, разгружаются за цикл стольк раз, сколько срезов на контробразце 4.. При и на образце 3 имеется по 5 участков, подверженных одному и тому же числу циклов нагруже- ния, чем обеспечивается повьшзение производительности испытаний на износ.,

Число циклов нагружения участков центральной дорожки 22 образца 3 периодически контактирующих по дуге с сегментными срезами на ролике 4,

за t ч испытания рассчитывается по

зависимости

.n2 t(1 - ),

1 де п - частота вращения образца 3,

об/мин;

t - время испытания, ч; b - количество центральных участков с сегментными срезами; а - число, соответствующее количеству секторных участков контробразца 4, периодически контактирующих с определенными секторами образца 3, равное делителю отношения (та+ )/a, выражающего передаточное число зубчатых колес,где m - неполное частное отношения, а k - его остаток, причем ,. Число циклов нагружения N, участков центральной дорожки 22 контробразца 4, периодически контактирующих по дуге с сегментными срезами на образце 3, за t ч испытания определяет- ся по зависимости

,-

30

N

й ка . з- ко -25

т3, .

о

35

550- 55

30

40

где п - частота вращения ролика 4, ; об/мин;

t - время испытания, ч; Ъ - количество центральных участков с сегментными срезами; m,k и а - целые числа;

m - неполное частное отношения, выражающего передаточное число зубчатых колес} k - его остаток а - делитель, причем k а, и Ь (ma-t-k) .

Формула изобретения1.Устройство для испытания материалов на износ, содержащее основание, установленный на нем вал, держатель, контробразец, размещенный на валу или на держателе и выполненный

в виде ролика, на цилиндрической поверхности которого выполнены центральная t две боковые-дорожки с сегментными срезами, ограничивающими перекрывающие друг друга цилиндрические участки соседних дорожек, соединенный с держателем привод вращения и связанную с приводом вращения кинематическую цепь, включающую зубчатые колеса, связанные с валом, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения производительности и достоверности резуль;атов, передаточное число зубчатых колес выражено в виде отношения (тпа- -х)а и не равно целому числу, цилиндрические участки и сегментные срезы расположены с угловым шагом, равным или кратным дуге для ролика, размещенного на держателе, и 360°/(nia+k) для ролика, размещенного на валу, для этих роликов максимальное количество центральных и боковых участков с сегментными срезами соответственно меньше а и {пш+ +k), а дуги сегментных срезов центрального участка соответственно меньше и 360/(ma+k) , где m,a,k - целые числа, m - неполное частное отношения, k - остаток отношения, а больше единицы и числа k.

2.Устройство по П.1, о т л и - чающееся тем, что длины дуг соседних по периметру сегментных срезов центрального участка различны.

23 20 22 21

i

/7

11

Изобретение относится к испытанию материалов на износ. .Целью изобретения является повышение производительности и достоверности результатов испытания за счет создания на рабочих поверхностях нескольких участков, подверженных одному и тому же числу циклов. На центральной дорожке и бо- ковых дорожках ролика 4 выполнены соответственно сегментные срезы 8,9, 10 и 11, 12, 13 по дугам flt на центральной дорожке и jf на боковых дорожках, величина которых меньше 360 /а для ролика 4, размещенного на валу 2, или (ma+k) для ролика, размещенного на держателе 1, и с угловыми шагами, равньми или кратными соответственно или (ma+k), где m,a,k - целые числа, k -а, . В ходе испытания определяют износ цилиндрических участков 14, 15 и 16 перекрывающихся с участками 17, 18 и 19 на боковых дорожках. 1 з.п. ф-лы, . 5 ил. (Л

4N

Фиг.З

4N

ыз

l f t f .,3S04()

Фи. t