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

4

;о

4;

Ф

Од

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к исследованиям триботехнических параметров полимерных материалов. Цель изобретения - повышение точности и увеличение производительности испытания путем очистки поверхности контробразца от частиц полимерного материала, которые переносятся с образца. Устройство снабжено заполненной жидкостью 8 ванной 9, в которую погружена часть контробразца. Держатель 4 образца 5 выполнен в виде П-образного элемента, один конец которого соединен с образцом, а другой погружен в ванну 9. Контробразец выполнен в виде замкнутой ленты 2. Узел динамического нагружения выполнен в виде ультразвукового генератора и пьезоэлектрического преобразователя 7, кинематически соединенного с П-образным элементом и электрически - с ультразвуковым генератором. Замкнутая лента 2 может быть выполнена в виде ленты Мебиуса. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

NfkxSN s; x 4 Чч

3149

Изобрете.ние относмтгл к испытательной технике, а именно i-; нсследс)- ваниям триботехинческих пapa eтpoв полимерных материалов,,

Целью изобретения /«вляет ся, ггойы-- шение точности и произнодптельноет при испытании поликепхных материалов путем обеснечения нсньп-ания образца но новому следу за счет очистки новерхиости контробразца от частиц иолимерного материала, которые переносятся с образца в процессе светоди иамического паг рула;ния т-рени),,

Па чертеже изображена схема уст- ройства для иснытания на трение материалов о

Устройство содержит основаипе 1, размещенные на ка.гг1К бразс;;, выиолнснный в виде :.-. :i:y ЧП; ji(; :iTfJ 2, установленной с ;--,;: .;. ;о нере мещеник с номо чь у чо; :;:;д/1 , тель А обрггзца Ь uo.;i:. iaf-Hor o материала, иынолненный в виде ii-.oOpasHoro элемента, CBtrsaiHibie с ним узел б ста тического нагружения и узел динамического иагружения,- выполненный в уиде пьезоэлектрического преобразователя 7 (нанрнмер, Ш-образного) и СБЯзаи- ного с ним з ьтразвуково1 О генератора (на чертеже не показан).

Устройство также содержит заполняемую жидкостью 8 ванну 9,, Часть ленты 2 погружена в ванну 9„ Один конец зЗ -образного элемента нредназначен ля связи, с о(3разцом 5. а другой - с ногрух(аемой в жидкость 8 частью ленты 2 о HsMepiiTejH. сил трения (на чертеже не показан) выполнен, напри- .40 мер, в виде торсиона, кинематически связанного с нриводом З В качестве жидкости могут быть использованы различные вещества, составь, например водные щелочные растворы, бензин, 5 ацетон, фреон, серные и соляные кислоты и дро Выбор KOiiKpeTHoro вещества зависит от многих факторов TaKtrx, как газосодержание, вязкость, поверхностное натяжение жидкости, ,

Увеличение содержания газа в пузырьке приводит к снижению эрозионной активности жидкости, а усиление дегазации жидкости под действием акустических потоков и радиационного 55 давления нриводит к сокращению числа центров кавитации, что также снизкает активность отделения налипших частиц износа.

o

5

0 5

0

З 0 5 Q

5

При ультразвуковых нолях малой мощности вязкость жидкости снижает эрозионную активность, так как с ростом вязкости увеличиваются г отери акустической энергии. При большой интен- СИ13НОСТИ ультразвука в очень вязких жидкостях возникают благоприятные условия для кавитадионнь х процессов В конечной стадии сжатия под действием возрастающей силы поверхностного натяжения увеличивается скорость захлопывания пузырржов и повышается микроударное действие кавитации С ростом поверхностного натяжения повышается порог кавитации и сокращается число кавитаци.онных пузырьков, а так- .же поверхностное нат гжение уху,7,шает процесс смачивания поверхности, с соторой отделяют налипшие частицы износа, препятствуя проникновению Лчидкости в микрозазорыо Дпя eньшe- ния новерхностнохю ггатяжен я в жидкости вводят IIAB, которые улучшают смачиваемость, поверхности и, создавая тончайшие адсорбционные слои на поверхности частиц износа, способствуют более легкому их отрыву В качестве ленты 2 может бь5ть исиользо- вана лента;, Мебиуса, позволяющая использовать обе ее поверхности, как внутреннюю, так и наружную для взаг- имодействия с образцом 5, что еще более способствует улучшению качества очистки о

Устройство работает следующим образом.

Включают привод 3, который приводит в движение ленту 2 С помощью узла 6 статического нагружения рабочая поверхность образца 5 прижго1ает- ся к ленте 2 с постоянньм во времени усилием. Включают ультразвуковой генератор, и пьезоэлектрический преобразователь 7 через П-образный элемент создает высокочастотные колебания, которые с одной стороны, создают динамическую нагрузку на образец 5, а с другой - приводят к кави- тационному отрыву налипших на ленту 2 полимерных частиц износа, Кавита- ционный отрыв полимерных частиц износа происходит под действием пузырьков газа, возкика1Ш1гк за счет ультразвуковых колебаний одного из концов П-образного элемента, которые проникают в зону между лентой 2 и полимерными частицами, оторвавшимися в результате износа от образца 5„

Форма контробразца в виде ленты 2 позволяет непрерывно испытывать на трение полимерный материал по чистой стальной поверхности. Причем та часть контробразца, которая взаимодействовала с полимерным образцом 5, в дальнейшем проходит двойную очистку в ванне 9 с жидкостью, высыхает и к моменту очередного взаимодействия с полимерным образцом находится в исходном состоянии.

Положительный эффект данного изобретения заключается в повышении точности измерения триботехнических характеристик в 4 раза за счет того, что полимерный образец изнашивают по новому следуо Увеличение производительности испытания в 5 раз происходит за счет очищения поверхности контробразца в процессе испытания.

Формула изобретения

пьезоэлектрического преобразователя и связанного с ним ультразвукового генератора

ленты использована лента Мебиуса,