Устройство для испытания материалов на износ Советский патент 1989 года по МПК G01N3/56 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для изнашивания материалов при переменных скоростях скольжения. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения наряду со скольжением с разными скоростями образца по контробразцу скольжения образца , в разных направлениях.

На фиг.1 изображена схема устройства для испытания материалов на износ; на фиг.2 - вид А на фиг.1,

Устройство состоит из основания 1, вала 2 с полым шпинделем 3. В шпинделе выполнены радиальные пазы 4 для установки образцов 5. Шпиндель 3 охватывает обойма 6 с контробразцом 7. Параллельно валу 2 установлен вто- рой вал 8, сообщающийся с помощью ременной передачи через шкив 9 с приводом (не показан).Валы 2 и 8 кинематически соединены, например, зубчатыми колесами 10 и 11. Кроме того, вал 8 с помощью кривошипно- коромыслового механизма, состоящего из кривошипа 12, шатуна 13 и коромысла 14, взаимодействует с обоймой 6. Кривошип 12 выполнен в виде диска с рядом отверстий 15, позволяющих изменять радиус кривошипа rt . Аналогично, используя отверстия 16, можно изменить радиус га коромысла 14. На валу 8 установлен датчик 17 крутяще- го момента, позволяющий определить коэффициент трения.

Нормальная нагрузка на образцы 5 создается узлом 18 нагружения, выполненным в виде упругого тарированного элемента. На валу 2 и обойме 6 уста- яовлены стопоры 19 и 20 соответственно, позволяющие фиксировать образцы 5 или контробразец 7 при разрьюе кинематической цепи путем снятия колес 1оО и 11 или шатуна 13.

Устройство работает следующим образом.

При включении привода вращения шкив 9 передает вращение приводному валу 8. Через пару зубчатых колес 10 и 11 вращение передается на вал 2 со шпинделем 3. Оба вала, а также обойма 6 установлены на основании 1с возможностью вращения. Так как образцы Ь установлены в радиальных пазах 4 шпинделя 3, они получают вращение вместе со шпинделем 3.

5

5 0 0 5

0 5

л е

Кривошип 12, выполненный в виде диска, закреплён на приводном валу 8, а вращение вала приводит в движение кривошипно-коромысловый механизм, состоящий из кривошипа 12, коромысла 14 и шатуна 13. Коромысло 14 неподвижно закреплено на обойме 6, являющейся держателем контробразца 7. В связи с этим вращение кривошипа 12 вызывает возвратно-вращательное перемещение контробразца 7 относительно образцов 5. В результате сложения двух движений (вращение вала 2 через систему зубчатых колес 10 и 11 и вращательного колебания обоймы 6) обеспечивается реализация сложного закона скольжения образцов 5 по поверхности контробразца 7. Изменением геометрических параметров элементов кри- вошипно-коромыслового механизма (гл - плечо кривошипа, величина которого изменяется за счет установки оси шатуна в одно из отверстий 15, rt - плечо коромысла, величина которого изменяется установкой оси шатуна в соответствующее отверстие 16, 1 - длина шатуна, которая изменяется его заменой) добиваются реализации различных законов скольжения образцов 5 по поверхности контробразца 7. Расширение вариантности законов изменения скорости скольжения осуществляется также изменением передаточного отношения системы зубчатых колес 10 и 11, При передаточном отношении, равном единице, принципиально возможно подобра-ть такие размеры звеньев кривошипно-коромыслового механизма, при которых образцы будут останавливаться и какое-то время перемещается в направлении, обратном вращению шпинделя.

Для обеспечения процесса трения создается нормальная нагрузка с помощью центробежной силы при большой частоте вращения шпинделя или с помощью узла 18 нагружения, который может быть выполнен в диде упругого тарированного элемента, при малой частоте вращения.

Приводной вал 8 содержит датчик 17 крутящего момента, например, индукционного типа, который позволяет определять коэффициент трения.

Устройство может работать и в других режимах.

Например, при снятии шатуна 13 и фиксации обоймы 6 стопором 20 устройство позволяет проводить испытания при равномерном трении скольже- ния. Другой режим работы - возвратно- вращательное перемещение образцов 5 относительно контробраэца 7 - осуществляется при разрыве кинематической цепи в системе зубчатых колес путем снятия колес 10 и 11 с валов 8 и 2 и фиксации вала 2 стопором 19.

Формула изобретения

Устройство для испытания материалов на износ, содержащее основание, установленный на нем с возможностью вращения вал, закрепленный на валу .шпиндель с радиальными пазами, предназначенными для размещения образцов

материала, охватывающую шпиндель обойму, контробразец, установленный на обойме, привод вращения вала и узел нагружения, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения наряду со скольжением с разными скоростями образца по контробразцу скольжения образца в разных направлениях, оно снабжено вторым валом, установленным с возможностью вращения на основании параллельно первому валу и кинематически связанным с ним, двумя стопорами, один из которых расположен на первом валу, другой - на обойме, и кривошип- но-коромысловым механизмом, связывающим второй вал и обойму;.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для изнашивания материалов при переменных скоростях скольжения. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения наряду со скольжением с разными скоростями образца по контробразцу также скольжение образца по контробразцу в разных направлениях. На основании 1 установлены два вала 2 и 8, один из которых связан с приводом. Валы связаны между собой, например, зубчатыми колесами 10,11. На валу 2 размещен полый шпиндель 3 с радиальными пазами 4 для размещения образцов 5 и узла 18 нагружения. Шпиндель 3 охватывает обойма 6 с контробразцом 7. Обойма 6 связана с валом 8 кривошипно-коромысловым механизмом, состоящим из кривошипа 12, шатуна 13, коромысла 14. Вращение вала 8 передается валу 2 и образцам 5. За счет кривошипно-коромыслового механизма осуществляется вращательно-колебательное движение обоймы 6 с контробразцом 7. Изменяя плечи кривошипа 12 и коромысла 14, а также длину шатуна 13 и изменяя передаточное число зубчатых колес 11,10, можно реализовать различные взаимные перемещения трущихся поверхностей с различной скоростью скольжения. 2 ил.

вид А

Щи г.1