Установка для испытаний материалов на трение и износ в вакууме Советский патент 1990 года по МПК G01N3/56 G01N19/02 

седло 16 штока 15. Манипулятор 17 пе- ю образцы за счет угла самоторможения

Изобретение относится к испытаниям материалов на трение и износ, в частности покрытий в вакууме. Цель изобретения - повышение производительности за счет сокращения времени испытаний, получаемого с учетом возможности проведения без разгерметизации вакуумной камеры неограниченного числа испытаний образцов с любыми исследуемыми смазочными материалами и контртелами в автоматическом режиме. В вакуумной камере 1 закреплен рычаг с установленным в нем с возможностью вращения и осевого перемещения валом 3 для размещения на нем образца 4. В плоскости рычага установлен с возможностью качания второй рычаг с размещенным в нем параллельно валу 3 образца 4 вторым валом 6, предназначенным для размещения контробразца 7. На рычагах размещены механизмы разъединения валов и нагружения. На втором валу 6 установлен храповой механизм, предназначенный для поворота этоого вала, и измеритель 12 момента трения, взаимодействующий с храповым механизмом. Ввод и вывод образцов 4 и 7 осуществляют через шлюзовую камеру ввода образцов и аналогично ей устроенную шлюзовую камеру вывода образцов. Управление сменой образцов и изменение режимов их испытаний осуществляют системой управления. 7 ил.

ремещается в исходное положение, в результате чего шток 15 вместе с контробразцом 7 также возвращается в исходное положение, герметизируя вакуумную камеру 1. Затем в шлюзовую камеру 14 вновь производят напуск воздуха, открывают герметизирующее otfHo и на манипулятор 17 подают образец 4 с исследуемым покрытием. Окно закрывают, вновь в шлюзовой камере 14 производят откачку воздуха, после чего шток 15 перемещается в левое положение. При этом контробразец 7, находящийся в седле 16 штока, удерживается в питателе 10 фик-

сатором 20 и после убирания последнего контробразец 7 под действием собственного веса перемещается по желобу питателя 10 и направляется фиксатором 22 в зону закрепления второго вала 6, попадая на один из фиксаторов 23. После этого по команде системы 13 управления происходит Срабатывание электромагнита 28, который, преодолевая действие возвратной пружины, через рычаг 29 опускает паразитную шестерню 26 до зацепления с зубчатыми секторами 34 и 35 на обеих валах. Затем вал 3, перемещаясь к месту крепления образцов, увлекает за собой посредством паразитной шестерни 26 второй вал 6, который, преодолевая действие подпружиненного фиксатора-шпонки 23, раздвигается, оставляя вал-втулку 32 с рычагом-втулкой 24 на месте. При этом движение паразитной шестерни 26 в осевом направлении вместе с валами осуществляется посредством подвижной каретки 29, установленной на параллельных направляющих 30, закрепленных в опорах 31. В результате осевого перемещения второй вал 6 проходит через контробразец 7 до упора в крепежную гайку, находящуюся в питателе 10. Крепление контробразца 7 на втором валу 6 производится вращением последнего, передаваемым от вала 3 через паразитную шстерню 26. При этом

от проворачивания во время испыта- ний. Затем валы возвращают в исходное положение, в результате чего паразитная шестерня 26 после отключения электромагнита 28 возвращается возвратной пружиной в исходное положение, расцепляя валы 3 и 6.

После этого (аналогично вышеописанному) производят подачу в зону крепления вала 3 и закрепление образца 4. Затем по команде системы 13 управления механизм разъединения валов, ранее разъединявший образцы, приводит их в контакт. Нагружение

до заданной нагрузки производится при помощи узла 19 автоматического регулирования нагрузки по соответствующей команде системы 13 управления. После этого включается привод

36, в результате чего происходит вращение вала 3 с образцом 4 относительно контробразца 7. В процессе испытания измеритель 12 момента трения постоянно регистрирует момент

трения в паре образец 4 - контробразец 7. После истирания материала покрытия на образце 4 сила трения резко возрастает, что регистрируется потенциометром 38. При достижении

заранее установленного значения силы трения микровыключатель 39 потенциометра 38 отключает привод 36 вращения. Затем система 13 управления дает команду на вращение вала 3 с образцом 4 в обратном направлении, а так как образец 4 и контробразец 7 находятся в контакте, происходит вращение вала 6.контробразца 7 до упора рычага-втулки 24 в тензобалку 25 с

обратной стороны, поспе чего происходит пощелкивание храпового механизма 11 на один зуб, что соответствует повороту контробразца 7 относительно образца 4 новой неизношенной поверхностью. После этого по команде системы 13 управления срабатывает механизм 8 разъединения палов, разъединяя образец 4 и контроЬразец 7. Затем производят смену образна 4 на новый

и осуществляют новое испытание. Съем образца 4 производят в последовательности, обратной его креплению. Удержание образца 4 в питателе 10 осу- ществляется фиксаторами 21 и 23. Затем после отхода последнего по команде системы 13 управления изношенный образец 4 (контробразец 7) под действием силы тяжести перемещается к выхо- ду из питателя 10 и удаляется из ,. вакуумной камеры 1 через шлюзовую камеру (показана) вывода образцов, устроенную аналогично шлюзовой камере 14 ввода образцов.

Замену контробразца 7 производят после выработки расчетного числа дорожек трения на его поверхности в результате нескольких десятков испытаний, когда каждый раз контробразец 7 при помощи храпового механизма 11 поворачивается в новое положение. Контробразец 7 заменяют также при необходимости проведения испытания новой пары трения.

Формула изобретения

Установка для испытаний материалов на трение и износ в вакууме, содержащая вакуумную камеру, закрепленный в ней плоский рычаг, установленный в рычаге с возможностью вращения и осевого перемещения вал для размещения на нем образца материала, установленный в плоскости рычага с возможностью качания второй рычаг,

А

h

5

0

5

0

5

размещенный в последнем параллельно валу образца второй вал, предназначенный для размещения контробразца, размещенные на рычагах механизмы разъединения валов и нагружения, питатель для подачи образцов, установленный на втором валу храповой механизм, предназначенный для поворота УЭТОГО вала, измеритель момента трения, установленный на втором валу и взаимодействующий с храповым механизмом, и систему управления, о т- личающаяся тем, что, с цепью повышения производительности за счет сокращения времени испытаний, она снабжена закрепленной на вакуумной камере у входа в питатель шлюзовой камерой, установленным в последней с возможностью перемещения в направлении входа в питатель штоком, закрепленным на штоке седлом, установленным в шлюзовой камере манипулятором, предназначенным для подачи образцов в седло, закрепленной на вакуумной камере у выхода иа питателя выходной шлюзовой камерой, установленным в ней механизмом вывода образцов из вакуумной камеры, закрепленным на вакуумной камере в плоскости рычагов и взаимодействующим с валами механизмом смены контробразцов и закрепленным на рычаге вала образца узлом автоматического регулирования нагрузки, взаимодействующим с системой управления.

гч is n

Фиг.1

18

Фиг. У

22

Фиг. 3

Вид 5

Фи.5

13 38 39

/

/

Г

3

л.

Фиг.6

36

/

/

/