Установка для испытания пары трения на износ Советский патент 1989 года по МПК G01N3/56 

Изобретение относится к устройствам для испытания материалов на трение и износ, в частности при скольжении и перекатывании сопряженных поверхностей в абразивосодержа- щей среде, и может быть использовано для оценки стойкости металлических и полимерных материалов и деталей винтовых героторных гидравлических машин, применяемых в бурении.

Цель изобретения - приближение условий испытания к условиям эксплуатации винтовых героторных гидравлических машин путем оценки характеристик трения пары при равномерном износе обоих элементов пары при их принудительном вращении с эксцентриситетом и повышение точности испытания путем исключения радиального бурения между элементами установки при изнашивании поверхностей элементов пары трения.

На ф г. 1 схематически изображена предлагаемая установка, общий,вид; на фиг. 2 - узел трения; на фиг. 3- узел измерения момента трения.

Установка содержит корпус 1, зак- репленны) на корпусе палец 2. На пальце 2 в опорах качения установлено ко)омысло 3 с возможностью вращения и осевох о перемещения вдоль пальца 2. На одной стороне коромысла 3 расположен привод 4 вращения, связанный при помощи щкивов 5 и 6 и клинового ремня 7 с валом 8, расположенным на другой стороне коромысла 3. Одним концом вал 8 связан с тензобалкой 9, которая взаимодействует с водилом 10, на другом конце вал 8 снабжен держателем 11 торсионного вала 12. Шкив 6 установлен в опорах качения на фланце 13, закрепленном на коромысле 3. Вал 8 расположен коаксиально внутренней поверхности фланца 13 с зазором. Торсионный вал 12, закрепленный в держателе 11, при помощи крестовины 14 связан с держателем 15 элемента пары трения - образца 16, выполненным в виде полого цилиндра с внутренним кольцевым пазим для установки крестовилы и наружной резьбой. Образец 16 представляет собой элемент, воспроизводящий форму рабочей поверхно- с.ти ротора винтовой героторной машины, который внутренней поверхностью

соединен с держателем 15 образца. Соединение держателя 15 образца и крестовины 14 обеспечено таким образом, что их центры тяжести совпадают с центром тяжести образца 16. Держатель 17 элемента пары трения - контробразца 18 выполнен в виде полого цилиндра с наружным коническим поясом 19, взаимодействующим с ответной конической упорной поверхностью 20

проточной камеры 21, и имеет приспособление для ф1{Ксации контробразца 18.

Для предотвращения осевого перемещения держателя 17 контробразца 18 установлен фиксатор 22, подпираидий

торец держателя 17 контробразца 18 и закреш1енньп1 на проточной камере 21. Контробразец 18 представляет собой элемент, воспроизводящий по форме рабочей поверхности статор героторной машины и имеющий винтовую поверхность, на которой количество заходов на один больше чем у образца 16. Крепление контробразца 18 к держателю 17 осуществляются винтом

(не показан), который установлен в держателе 17 и упирается в цилиндрическую поверхность втулки-арматуры 23, внутри которой по наружной поверхности закреплен контробразец 18.

5

Проточная камера 21 установлена в корпусе 1 на опорах качения. Вращательное движение проточной камере 2 передается при помощи привода 24 вращения. Система циркуляции гидроабразивной среды включает в себя помпу 25 с приводом 26, нагнетательный трубопровод 27, резервуар 28 и регулятор 29, предназначенный для изменения расхода гйдроабразивной среды, подаваемой в проточную камеру 2 1 . Регуляторы 30 предназначены для изменения расхода среды, истекающей из камеры 21, и для создания струи среды при перемешивании абразивных частиц в резервуаре 28. Фиксатор положения коромысла 3 на пальце 2 и стопор вращательного движени проточной камеры (не показаны) предназначены для реализации различных схем испытания,

Установка работает следующим образом.

При испытаниях, имитирующих изнашивание ротор-статор винтовой геро- торной машины, коромысло 3 поднимают, на валу 8 в держателе П устанавливают торсионный вал 12, на конце которого закрепляют крестовину 14 с образцом 16, Затем вводят в контакт образец 16 с контробразцом 18, фиксируют положение коромысла 3 и задают вращение валу 8, при этом в зависимости от требований к испытаниям проточную камеру 21 можно вращать или зафиксировать ее положение относительно корпуса 1, При таких испытаниях контактные давления в узле трения задаются предварительным натягом между образцом 16 и контробразцом 18 и могут меняться соответственно линейному износу пары трения. При другом варианте этих испытаний коромысло 3 фиксируют в осевом положении и устанавливают с возможностью вращательного перемещения относительно пальца 2. Нагрузку на пару трения задают путем поворота коромысла 3 вокруг пальца 2 при помощи узла нагружения (не показано). После этого в зависимости от выбранного вида трения, при котором необходимо провести испытание, задают вращение образцу или контробразцу или обоим вместе, а также создают при необходимости циркуляцию гидроабразивной среды определенной концентрации абразива, при помощи вклю905976

чения привода 26, При испытаниях регистрируют потери на трение. Замеры потерь на трение осуществляют следую- с щим образом. Шкив 6 передает враь;е- ние на вал 8 через водило 10, которое, взаимодействуя с тензобалкой 9, обеспечивает вращение вала 8, Расположение шкива 6 на фланце 13, кото10 рый отделен от вала 8 кольцевым зазором, позволяет повысить точность измерений, так как на величину регистрируемых потерь па трение не влияют погрешности , обусловленные рабо- 15 той подшипника 6, и сила натяжения ремня 7 между шкивами 5 и 6,

Изобретение позволяет оперативно производить отбор оптимальных материалов применительно к паре трения

20 ротор-статор роторных и винтовых гидравлических машин, используемых при бурении и эксплуатации нефтегазовых скважин. Формула изобретения

251 , Установка для Г1спытания пары

трения на износ, содержащая корпус, закрепленный на нем палец, установленное на нем с возможностью вращения и осевого перемещения коромысло,

30 размещенные на нем вал со шкивом и связанный с последним привод его вращения, узел нагруженмя пары трения, связанный с кором1)1слом, проточную камеру с приводом ее вращения,

р. установленные в камере с эксцентриситетом друг относительно друга держатели элементов пары трения, один из которых связан с проточной камерой, а другой - с валом, и систему

40 циркуляции гидроабразивиой среды п проточной камере о т л и чающаяся тем, что, с целью приближения условий испытания к условиям эксплуатации винтовых repoTopin,ix

с гидравлических машин, держатель элемента пары трения, связанный с взлом, выполнен в виде полого цилиндра, предназначенного для размещения в полости одного из элементов пары

CQ трения так, что их центры тяжести совпадают, а связь полого цилиндра с валом выполнена в виде крестовины, установленной в полости цилиндра так, что их центры тяжести совпадаg- ют, и торсионного вала, соединенного одним концом с крестовиной, а другим - с валом,

2. Установка по п, 1, о т л и - чающаяся тем, что, с

повышения точности испытания, она снабжена фиксатором осевого перемещения держателя элемента пары трения, связанного с проточной камерой, указанный держатель выполнен с наружным коническим пояском, а внутренняя стенка проточной камеры - с конической упорной поверхностью, взаимодействукадей с пояском.

Изобретение относится к устройствам для испытания материалов на трение и износ, в частности, при скольжении и перекатывании сопряженных поверхностей в абразивосодержащей среде. Цель изобретения - приближение условий испытания к условиям эксплуатации винтовых героторных гидравлических машин и повышение точности испытания. Установка содержит корпус 1, установленный на корпусе палец 2, коромысло 3 с приводом 4 вращения, узел крепления торсионного вала 12. В проточной камере 21 закреплен контробразец 18, сопрягаемый с образцом 16, который крепится на торсионном валу 12. Установка также содержит привод 24 вращения проточной камеры 21, систему циркуляции гидроабразивной среды в проточной камере 21. В проточную камеру 21 устанавливают образец 16 и контробразец 18, представляющие собой фрагменты натуральной пары трения. Поворотом коромысла 3 вокруг пальца 2 задают нагрузку, задают требуемые скорости вращения образцу 16 и контробразцу 18, одновременно обеспечивая циркуляцию среды определенной концентрации абразива, и проводят испытания. Устройство также содержит узел замера момента трения, обеспечивающий высокую точность. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

фи. 2

QDat. J