Способ моделирования эксплуатационных условий при испытании подшипникового узла трения Советский патент 1989 года по МПК G01N3/56 

ел

:о

ю

САЭ

Изобретение относится к трибологии и может быть использовано для экспериментального исследования уз- lOB трения.

Цель изобретения - упрощение моделирования за счет минимизации необходимого объема информации о функционировании реального узла трения.

На фиг. 1 изображено устройство для осуществления предлагаемого способа , на фиг. 2 - схема системы управления , на фиг. 3 - восстановленная эксплуатационная зависимость от времени мощности Q тепловыделения в узле трения (сплошные линии) и зависимость Q от времени, воспроизведенная согласно способу на физической модели (штриховые линии).

Устройство для осуществления способа содержит внешнюю обойму 1, расположенную в корпусе 2. В расточке внешней обоймы 1 установлен шарикоподшипник 3, на внутреннем кольце 4 которого крепится втулка 5 испытываемого подшипника скольжения, контактирующая с валом 6. Внешняя обойма нагружается посредством электромагнита 7 рычагом 8, установленным на корпусе. На внутренней обойме жестко закреплена планка 9, предназначенная для взаимодействия с упругим элементом 10, оснащенным тензорезистором 11. Внутри вала 6 установлен нагреватель 12. Электромагнит 7 и нагреватель 12 подключены к системе управления (фиг. 2), которая содержит измерители 13 и 14 соответственно температуры и момента трения физической модели, усилитель 15, управляемый коммутатор 16 аналоговьрс сигналов, соединенный с аналого-цифровым преобразователем 17, подключенным к компьютеру 18, управляющему через цифроакалоговые преобразователи 19 и 20 источниками напряжения, соединеннымис исполнительными механизмами 21 и 22 электрмагнита 7 и нагревателя 12.

Способ осуществляется следующим образом.

С помощью термочувствительных элментов регистрируют в заданной точке температуру Т исследуемого подшипникового узла трения в рабочем режиме. По результатам температурных измерений, решая обратную задачу теплопроводности, восстанавливают зависимость во времени мощно

0

5

0

5

0

5

50

5

сти тепловыделения в контакте и определяют изменение момента М трения во времени по формуле:

M(t) |-Q(t),

где К - известный коэффициент;

О - угловая скорость вращения

вала.

Далее проводят испытания на физической модели. Найденные эксплуата- 1щонкые зависимости T(t) и M(t) вводят в компьютер 18 в качестве числовых данных для алгоритма управления, приводят вал 6 во вращение и передают управление компьютеру. Момент трений, возникающий при вращении вала, поворачивает обойму, и планка 9 давит на упругий элемент 10. Возникающее при этом усилие фиксируют измерителем 14 -и через коммутатор 16 передают компьютеру 18. Аналогичным образом в компьютер поступают данные по температуре модели узла.

Сравнивая полученные данные с эксплуатационными зависимостями T(t) и M(t) этих величин, компьютер в со-., ответствии с алгоритмом управления производит коррекцию параметров исполнительных механизмов 21 и 22.

П р и м е.р. Исследовался полимерный подшипник скольжения размерами 4 32 ф 26 20 мм,. диаметр -вала 25,5 мм, материал подшипника Ф4К20, материал вала ст. 45, скорость скольжения 0,39 м/с.

Рабочий режим подшипника реализовался на машине трения СМТ-1. На фиг.З сплошными лини;ями показана восстановленная эксплуатационная зависимость Q(t), штриховыми линиями показана зависимость Q(t), воспроизведенная в управляемом эксперименте. Варианты а и б (фиг. 3) соответствуют замерам температуры Т для определения Q в том и другом случаях на глубине h 1,2 мм и 1,8 мм от зоны трения.

Близость сплошных и штриховых линий (фиг. 3) свидетельствует о близости температурно-нагрузочных условий функционирования модели и исследуемого узла трения.

Формула изобретения

Способ моделирования эксплуатационных условий при испытании подшипникового узла трения, заключаюГ2

Изобретение может быть использовано для экспериментального исследования узлов трения. Целью изобретения является упрощение моделирования за счет минимизации необходимого объема информации о функционировании реального узла трения. Измеряют температуру Т исследуемого узла трения в заданной точке, по которой определяют изменение момента М трения во времени. Найденные зависимости T(t) и M(t) с помощью компьютера и посредством узла нагру- жения и нагревателя воспроизводят на физической модели узла трения. 3 ил.

Фиг.1

13

/5

17

IS

Фиг.2

ZQ ЦО ВО i.nuH

Фиг.

й,Лп

А- IB мм

го ffo

60 t, ftt/H