Устройство для испытания материалов на фрикционную усталость Советский патент 1991 года по МПК G01N3/56 

Изобретение относится к испытательной технике материалов на трение и может быть использовано для определения фрикционной усталости материалов.

Целью изобретения является повышение производительности испытаний за счет повышения долговечности контртел и упрощения их замены. На фиг.1 представлено устройство, общий вид; на фиг.2 - то же, вид сверху.

Устройство содержит цилиндрическую шестерню 1, установленную на сферическом самоустанавливающемся шарикоподшипнике 2 с помощью оси 3 в стакане 4. Стакан закреплен на рычаге 5, установленном на кронштейне 6, связанном с основанием устройства. На стакане 4 выполнен вырез со стороны торца диска 7, приводимого во вращение с угловой скоростью (о. Рабочие элементы контртела - ролики 8 установлены во впадинах между зубьями шестерни 1 так, что выступают за вершину зуба по радиусу шестерни, имеют зазор с внутренней поверхностью стенки стакана 4 и возвышаются над шестерней, стаканом и наружным диаметром ведущего диска 7. Ролики 8 прижимаются рычагом 5 с помощью шестерни 1 к торцу диска 7 и защемляются одним концом между торцом диска и боковыми поверхностями зубьев шестерни 1 и усилием N, превосходящим величину нормальной нагрузки Р на образец 9. Последний контактирует с цилиндрической поверхностью роликов на консольной их части со стороны ведущего диска и закреплен на одном конце держателя 10, второй конец которого зафиксирован от вращения датчиком силы трения - тензо- балкой 11. Держатель 10 установлен на оси 12 радиально-осевого шарикоподшипника системы нагружения и закреплен болтом 13. Корпус 14 подшипника нагружения закреплен на основании устройства. Образец 9 установлен рабочей поверхностью параллельно траектории движения роликов 8 в зоне фиксации их по торцу диска 7.

Устройство работает следующим образом.

При вращении ведущего диска 7 шестерня 1, связанная с торцом диска через ролики 8, начинает вращаться, посылая в зону контакта с образцом последовательно ролик за роликом. Рычаг 5 установлен на оси кронштейна 6 и обеспечивает защемление роликов 8 между торцом диска 7 и боковыми поверхностями зубьев шестерни 1 с усилием N, превосходящим величину нормальной нагрузки Р на образец 9. Образец 9 контактирует с роликами 8 в зоне их неподвижной фиксации по торцу диска 7. После выхода из контакта с образцом 9 ролики

8 попадают внутрь стакана 4 благодаря тому, что зазор между срезом стакана 4 и торцом диска 7 меньше половины диаметра роликов 8. Вне зоны контакта с образцом

ролики имеют свободное расположение с зазором между внутренней поверхностью стенки стакана и боковой поверхностью зубьев шестерни, что обеспечивает vx случайный разворот в процессе движения внутри стакана и трения о его стенку и дно. Закрепление шестерни 1 с возможностью самоустановки посредством сферического шарикоподшипника 2 исключает контакт роликов 8 с торцом диска 7 в одной точке и

обеспечивает прилегание по всей длине образующей роликов и надежную их фиксацию во впадине между зубьями шестерни 1. Для исключения динамических нагрузок в момент выхода из контакта одного ролика и

входа в контакт последующего рабочая поверхность образца 9 устанавливается параллельно прямолинейной траектории движения роликов в рабочей зоне. В момент начала испытаний осуществляется точечный контакт ролика с образцо м в виду непараллельности рабочей поверхности образца относительно торца диска 7, по которому ориентированы ролики. В процессе испытаний точечный контакт переходит в контакт

по линии с увеличивающейся длиной. Переустановка держателя 10 образца в новое положение относительно оси 12 перед следующим испытанием позволяет использовать в работе всю консольную часть роликов

и осуществляется путем перезакрепления с помощью болта 13. Сила трения в процессе испытаний регистрируется с помощью тен- зодатчика 11. Радиально-осевой шарикоподшипник корпусом 14 закреплен на

основании устройства и обеспечивает беспрепятственную передачу нормальной загрузки Р на образец и замер силы трения в сопряжении. Случайная ориентация роликов в зоне контакта позволяет использовать

в-работе поверхность роликов по всей окружности, что повышает их долговечность. Замена изношенных роликов на новые ничем не ограничена.

50

Формула изобретения

Устройство для испытания материалов на фрикционную усталость, содержащее основание, установленный на нем держатель с расположенными в нем контртелами, связанный с ними привод вращения контртел вокруг своих осей, держатель образца и связан н ы и с держателем образца узел .нагружения, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности испытания

за счет повышения долговечности контртел и упрощения их замены, держатель образца установлен с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси контртел, держатель контртел выполнен в виде стакана, в котором выполнен продольный вырез со стороны его боковой поверхности, обращенной к держателю образца, и установленной со- осно в стакане цилиндрической прямозубой шестерни, а контртела установлены во впадинах между зубьями шестерни с зазором к внутренней поверхности стенки стакана.

Изобретение относится к области испытательной техники материалов на трение и может быть использовано для определения фрикционной усталости материалов. Целью изобретения является повышение производительности испытаний за счет повышения долговечности контртел и упрощения их замены. Устройство содержит шестерню 1, установленную в стакане 4 с выполненным вырезом со стороны торца диска 7, приводимого во вращение. Контртела - ролики 8 установлены во впадинах между зубьями шестерни 1. Ролики 8 прижимаются рычагом с помощью шестерни 1 к торцу диска 7 и защемляются одним концом с усилием, превосходящим величину нормального давления на образец 9. При вращении ведущего диска 7 шестерня 1 начинает вращаться, посылая в зону контакта ролики 8. После выхода из контакта с образцом 9 ролики 8 попадают внутрь стакана 4, где имеют случайный разворот. Случайная ориентация роликов в зоне контакта позволяет использовать в работе поверхность роликов по всей окружности, что повышает их долговечность. 2 ил.

Фиг.2