Установка для испытания материалов на трение и изнашивание Советский патент 1990 года по МПК G01N3/56 

--

Изобретение относится к области исследования антифрикционных и фрикционных материалов на трение и изнашивание и может быть использовано при подборе материалов для узлов трения, скольжения и качения, например, строительных машин.

Целью изобретения является повышение точности испытания, путем обеспечения распределения равномерной нагрузки по поверхности трения и ис ключения влияния паразитного трения на измерение потерь на трение.

На фиг. 1 изображена схема установки при вращательном движении; на фиг. 2 - схема установки при возвратно-поступательном движении; на фиг о 3 - разр ез А-А на фиг. 2.

Установка для испытания материалов на трение и изнашивание содержит станину 1, установленный на станине привод 2 перемещения, динамометр 3 дискообразную опору k привода 2 перемещения, установленную с возможностью вертикального перемещения с помощью винтового механизма,выполненного в виде винта 5 связанного с помощью шарового шарнира 6 с опорой Ц и через кинематическую передачу 7 с маховичко 8 гайку 9, жестко закрепленную в ста- нине 1. Опора k свободно установлена на трех цилиндрических направляющих 10. Привод 2 перемещения (например, асинхронный линейный двигатель) выполнен в виде магнитопровода 11 (в случае вращательного движения.), свернутого в кольцо по радиусу с разноименными полюсами 12 и 13 и электромагнитными катушками k и 15, охватывающими полюсы 12 и 13. Катушки 14 и 15 включены таким образом, что образуют соединение в виде восьмерки.

Катушки Т и 15 магнитопровода 11 выполнены с возможностью подключения, например, к источнику трехфазного питания (не показан). Держатель 16 образца 17 установлен на плите, выполненной в виде набора электропроводных и электроизолированных одна от другой

5

0

.

40 ,r ,

35

пластин 18-20, сужающихся по ширине в направлении от магнитопровода 11.

Пластины 18 и 19, края которых расположены с внешней стороны от оси магнитной симметрии полюса магнитопровода 11 (оси показаны штрихпунктир- ными линиями), выполнены с краями, отогнутыми в сторону от магнитопровода 11. Самая широкая плахтина 18 не превышает по величине расстояния между внешними краями полюсов 12 и 13 магнитопровода 11.

К верхней консольной части станины 1 с помощью винтов прикреплен динамометр 3 с которым связан держатель 21 контробразца 22.

Динамометр выполнен в виде расположенных под углом 120° трех пружин 23, предназначенных для измерения момента сил трения, и трех пар плоскопараллельных пружин 2k, служащих для измерения усилия нагрузки. На пружины 23 и 2Ц наклеены высокотемпературные датчики 25 и 26 сопротивления, собранные в полумостовые схемы. Датчики 25 и 26 через коммутатор, усилитель, алфавитно-цифровой преобразователь и адаптер соединены с ЭВМ.

Образец 17 и контробразец 22 охватывает разъемная термокамера 27, установленная с помощью кронштейна 28 на станине 1. Цепь питания нагревательных элементов 29 и 30 выполнена в виде-регулирующего автотрансформатора и понижающего трансформатора. Через отверстия в верхней консольной части станины 1, динамометре 3 и держателе 21 к рабочей поверхности образца 22 подведена хромель-копеле- вая термопара 31, соединенная коммутатором. Горячий спай термопары помещен в образце на минимальном расстоянии от поверхности трения. Для уменьшения влияния нагрева на динамометр 3 с датчиками 25 и 26 установлены тепловой экран с вентилятором (не показаны).

Цилиндрические образец 17 и контробразец 22 имеют коэффициент взаимного перекрытия, равный единице и его можно изменять от единицы до величин близкой к нулю.

Установка имеет систему управления и цифроаналоговый преобразовател Станина 1 устанавливается на специальном фундаменте или массивном стол

Вместо термокамеры 27 может быть установлена климатическая камера для проведения испытания в различных средах.

Режимы работы установки задаются системой управления с помощью ЭВМ.

При автоматическом регулировании параметров испытаний сигнал от ЭВМ поступает в адаптер и через цифро- аналоговый преобразователь передается на систему управления, которая включает установку.

Установка работает следующим образом.

После включения контрольно-измерительного и обрабатывающего комплекса разогревают до необходимой температуры термокамеру 27. При подключении катушек 1 и 15 к трехфазному источнику питания над поверхностью полюсов 12 и 13 создается бегущее магнитное поле, замыкающееся как в поперечном, так и в продольном направлениях, причем в поперечном направлении поле, выходящее из внутренней части полюса 12, замыкается на внутренней части полюса 13 а магнитный поток, выходящий из внешних частей полюсов 12 и 13, замыкается на боковых краях полюсов 12 и 13.

Держатель 16 при обесточенных катушках 1Ц и 15 лежит на поверхности магнитопровода 11, причем оси симметрии держателя 16 и магнитопровода 11 совпадают. В это время образец и контробразец не соприкасаются.

При возбуждении тока в катушках И и 15 магнитопровода 11 над его поверхностью образуется трехмерное бегущее магнитное поле, содержащее как нормальную , так и тангенциальную компоненты. Магнитное поле пронизывает держатель 16, лежащий на поверхности магнитопровода 11, и возбуждает в нем индукционные токи, которые, взаимодействуя с полем магнитопрово0

да U, создают подъемные и тяговые ( усилия,под действием которых держатель 16 всплывает. Под действием тяговых сил держатель 16 начинает вращаться над поверхностью магнитопровода 11.

Встречным включением половины обмоток электродвигателя можно обеспечить только левитацию подвижного образца. Вращением маховичка 8 образец 17 и контробразец 22 сближаются до начала контактирования, а затем устанавливается необходимая нагрузка. Включают вращение образца 17.

При возвратно-поступательном движении дополнительно устанавливают путь трения в каждом цикле трения.

При необходимости провести испытания при переменном нагружении и (или) при периодическом касании задают циклический уровень левитации.

5

0

Формула изобретения

Установка для испытания материалов на трение и изнашивание, содержащая станину, установленный на ней держатель образца материала, связанный с ним привод перемещения держателя с источником питания и системой управления, узел нагружения, держатель контробразца и связанное с ним измерители и регистраторы триботехничес- ких параметров, отличающаяся тем, что, с целью повыше5 ния точности испытания путем обеспечения распределения равномерной нагрузки по поверхности трения и исключения влияния паразитного трения на измерение потерь на трение, она

0 снабжена устанавливаемым на станине вдоль направления движения держателя образца магнитопроводом с полюсами, охватывающими их соответствующими электромагнитными катушками, плитой,

5 выполненной в виде набора электропроводных пластин разной ширины, изолированных одна от другой и установленных параллельно полюсам магнитопровода, причем продольные края пластин отонуты в направлении от магнитопровода, а ширина самой широкой пластины не превышает расстояния между внешними краями полюсов магнитопровода.

0

Изобретение касается исследования материалов на трение и износ. Цель - повышение точности. Сущность изобретения: установка снабжена устанавливаемым на станине вдоль направления движения держателя образца магнитопроводом с полюсами, охватывающими их соответствующими электромагнитными катушками, плитой, выполненной в виде набора электропроводных пластин разной ширины, изолированных одна от другой и установленных параллельно полюсам магнитопровода. 2 ил.