Машина для испытания на трение пары шар - цилиндрическая поверхность в присутствии смазки Советский патент 1990 года по МПК G01N3/56 

Изобретение относится к испыта- тельной технике, в частности к машинам трения, позволяющим оценить эффективность смазочных материалов.

Целью изобретения является повышение точности и достоверности резуль- татов испытания путем поддержания постоянной величины удельной нагрузки на пару трения.

На чертеже изображена.машина для испытания на трение.

Машина содержит корпус 1, в котором размещеПа пара трения - шаровой образец 2 и контробразец 3 в виде диска. 2 устанавливается в держателе образца, выполненном в виде обоймы 4, наконечника 5 и крьш1- ки 6. Корпус 1 и наконечник 5 образуют сферическую полость, в которой размещается образец 2. Обойма 4 выполнена в виде полого цилиндра, в котором установлено водило 7 с помощью резьбового соединения. Резьбовая поверхность 8 цилиндра является направляющей для водила 7. Водило имеет отверстие, в котором расположен один конец поводка 9, выполненного . в виде стержня, другой конец которого жестко закреплен на образце 2 вдоль его радиуса. Водило приводится во вращение приводом (не показан) от носительно оси 10, проходящей через центр шарового образца и перпендикулярной плоскости контакта образца 2 и контробразца 3. Между поводком 9 и водилом 7 установлен упругий эле- мент 11f осуществляющий их силовое замыкание. Контр.образец 3 закреплен в держателе 12.

Машина содержит также узел нагру- жения (не показан), представля1рпц1й собой набор гирь или другой источник усилия (пневмо-, гидроцилиндр, упругий элемент, винтовая пара и т.п.), к П1}ивод вращения контробразца (не

показан). Кроме того, машина трения содержит контрольно-измерительную аппаратуру (не показана), с помощью кЬторой фиксируются основные трибо- технические параметры.

Машина работает следующим образом Контробразец 3 покрывается исследуемой смазкой и приводится во вращение с частотой вращения п., относи1ч

тельно корпуса 1 с помощью привода вращения контробразца. Используя узел наГружения между элементами пары трения (образцом 2 и контробразцом 3) создается заданная нормальная нагрузка N. Контактирование тел пары трения по схеме шар - цилиндрическая поверхность позволяет достичь значительных контактных напряжений в зоне трения.

Одновременно с приложением нормальной нагрузки N включается привод вращения водила 7 (начальное положение I). Вращение водила 7 относительно обоймы 4 вызывает вращение поводк 9 относительно оси вращения водила 7 Это вращение осуществляется по конической поверхности с возрастающим по мере передвижения водила 7 из положения I в II углом уклона конуса от Ц) до ( ji (движение поводка 9 происходит по своеобразной винтовой конической поверхности).

Согласованное вращение (относително оси вращения водила) и поворот (угол 1) обеспечиваются резьбовым соединением между наружной поверхностью водила 7 и внутренней поверхностью обоймы 4.

Описанное движение поводка 9 приводит к тому, что в каждый отдельно взятый момент испытания образец 2 контактирует с контробразцом 3 HOBofi поверхностью. Зона контакта перемещается по поверхности образца 2 по сферической винтовой линии. Это исключает искажения условий испытания, вызванные изменением геометрии контакта.

Стабилизация параметров трения значительно повьплает ценность получаемой в результате трибоиспытаний информации, упрощается интерпретация результатов, так как исключается влияние удельной нагрузки на коэффициент трения, температуру в зоне трения и другие параметры, фиксируемые контрольно-измерительной аппаратурой.

Упругий элемент 11 осуществляет силовое замыкание поводка 9 и водила 7 и тем самым обеспечивает геометрическую правильность линии на образце 2, по которой проходит контакт. Этим дос тигается режим работы, при котором образец 2 контактирует с контробразцом 3 всегда по новой поверхности. I

Выполнение обоймы составной, со- держащей корпус 1, наконечник 5 и крьшку 6, позволяет легко осуществлять замену образца 2, обеспечивает сочленение образца 2 с обоймой по подвижной посадке.

Частота п вращения водила 7 выбирается таким образом, чтобы вызванная ею скорость скольжения (образца относительно обоймы) была на один- два порядка ниже скорости испытания - скорости скольжения в паре образец- контробразец.

Эффективность испытуемой смазки можно оценивать по трибоинформации, фиксируемой контрольно-измерительной аппаратурой, а также по износу образ ца 2, который можно определить взвешиванием или замером дорожки износа на микроскопе.

Использование предложенной машины трения позволит значительно повысить точность и достоверность результатов испытаний за счет стабилизации геометрии контакта на протяжении испытания. Кроме этого, исключение изменения удельной нагрузки упрощает интерпретацию результатов испытаний. Предложенная машина трения с достаточной степенью точности позволяет моделировать работу тяжелонагружен- ных пар трения: зубчатых передач закрытого типа, кулачковых механизмов и т.п., т.е. трибосопряжений, в которых создаются высокие контактные нагрузки стальных поверхностей в присутствии смазочной среды.

30

2оФормула изобретения

Машина для испытания на трение пары шар - цилиндрическая поверхность в присутствии смазки, содержащая дер25 жатель цилиндрического контробразца, держатель шарового образца, выполненный в виде обоймы, привод вращения контробразца, узел нагружения и контрольно-измерительную аппаратуру, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности и достоверности, обойма выполнена в виде цилиндра, машина снабжена водилом, установленным в обойме с помощью резьбового соединения, приводом

35 вращения водила относительно оси, проходящей через центр шарового образца и перпендикулярной плоскости контакта образца и контробразца, и поводком, выполненным в виде стерж- ня, жестко закрепляемого одним концом на образце вдоль его радиуса, а другим концом связанного с водилом с помощью упругого элемента.

40

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к машинам трения, позволяющим оценить эффективность смазочных материалов. Целью изобретения является повышение точности и достоверности результатов испытаний. Машина состоит из корпуса 1, в котором размещена пара трения: образец 2 в виде сферы и контробразец 3 в виде диска, держателя образца в виде обоймы 4, узла нагружения и контрольно-измерительной аппаратуры. Машина дополнительно содержит поводок 9 в виде радиального стержня, закрепленного одним концом неподвижно на образце 2, а другим связанного с водилом 7, ось вращения которого проходит через центр образца 2 и перпендикулярна плоскости контакта элементов пары трения, и привод вращения водила. Обойма 4 выполнена в виде полого цилиндра, внутренняя поверхность которого с наружной поверхностью поводка 9 образует резьбовое соединение, а между поводком 9 и водилом 7 установлен упругий элемент 11. В процессе испытания обеспечивается поддержание постоянной величины удельной нагрузки на пару трения. 1 ил.