Устройство для испытания на трение и износ материалов Советский патент 1991 года по МПК G01N3/56 

Изобретение относится к определению триботехнических свойств материалов и может быть использовано в научных исследованиях в машиностроительной, приборостроительной и других отраслях народного хозяйства.

Целью изобретения является повышение точности испытания путем обеспечения равномерности распределения давления в контакте.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - узел трения.

Устройство содержит основание 1, првод 2 вращения, кинематически связанный с контробразцом 3, выполненным в виде вала, узел 4 нагружения, каретку 5 с держателем 6 образца 7, измерительный узел 8. В каретке 5 выполнены внутренняя полость, заполненная гидравлической средой 9, и каналы 10 с установленными в них толкателями 11. связанными с держателем 6 посредством тел 12 качения. Каретка 5 перемещается в направляющих 13. Тела 12 качения размещены в сепараторе 14. Центры тел 12 качения расположены на одной прямой, перпендикулярной стенкам прямо Yri

N

угольного паза под образец 7 в держателе 6. Расстояние А от продольной оси контробразца 3 до этой прямой выбрано из соотношения

b

R cosarcsln

2R

А R,

где R - радиус контробразца;

b - ширина прямоугольного паза.

Устройство работает следующим образом.

Образец 7 устанавливают в держателе 6. Узел А нагружения воздействует на каретку 5, которая поступательно перемещается в направляющих 13 до соприкосновения образца 7 с контробразцом 3. При этом в гидравлической среде 9 создается избыточное давление, определяемое заданной нагрузкой.Привод 2 осуществляет вращение контробразца 3. Возникновение силы трения при вращении контробразца 3 приводит к неравномерному распределению давления на входе и выходе образца и, как следствие, неодинаковому нагружению штоков. Однако посредством гидравлической среды усилия выравниваются и образец получает возможность самоустановки при смещении штоков в своих каналах. Это улучшает равномерность давления на контакте. Величина неравномерности нагружения образца снижается блогадаря тому, что реакция сил трения, действующая на тело 12 качзния через центр, будет находиться в области, ограниченной плоскостями, расположенными на расстояниях AI и Аа от оси вращения контртела.

Размещение тел качения указанным образом приводит к тому, что реакция тангенциальной силы действует на образец в плоскости, минимально удаленной от поверхности контакта. Вследствие этого эксцентриситет нормальной реакции коитробразца уменьшается до нуля, что снижает неравномерность распределения давления по поверхности трения образца.

0

Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается возможность самоустановки образца, т. е, полное прилегание его рабочей поверхности к рабочей поверхности контробразца, устраняющее неравномерное распределение давления и изнашивание по рабочей поверхности образца, что повышает точность и достоверность испытаний на трение и износ. Формула изобретения 1. Устройство для испытания на трение и износ материалов, содержащее основание, установленный на нем контробразец в виде вала с приводом вращения, держэ5 тель образца материала, имеющий прямоугольный паз под образец, каретку установленную на основании с возможностью поступательного перемещения в направлении, пеопенцикулярндапщцольнойосиконтгхюбраз ца, узел нагружения, связанный с кареткой, и измерительный узел, отличающееся тем, что с целью повышения точности испытания путем обеспечения равномерности распределения давления в контакте, оно

5 снабжено телами качения, установленными между держателем образца и кареткой и связанными с ними, центры тел качения расположены на одной прямой, перпендикулярной стенкам прямоугольного паза, а расстояние А от продольной оси контробразца до этой прямой выбрано из соотношения:

b

0

0

R cosarcsin

2 R

,

где R - радиус контробразца;

b - ширина прямоугольного паза. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что в каретке выполнена полость, заполняемая гидравлической средой, и сообщенные с ней каналы, оси которых параллельны основанию, а связь тел качения с кареткой выполнена р виде толкателей по числу тел качения, р&слоложенных в соответствующих каналах.

Г- Ш ЯЯЯЯШНКЯ

4

Изобретение относится к технике определения триботехнических свойств материалов и может быть использовано в научных исследованиях, в машиностроении, приборостроении. Цель изобретения - повышение точности испытаний за счет обеспечения равномерности распределения давления в контакте. Устройство содержит основание 1, привод 2 вращения, связанный с контробразцом 3, узел 4 нагру- жения, каретку 5 с держателем 6 образца 7, измерительный узел 8. Каретка 5 имеет внутреннюю полость, заполненную гидравлической средой 9, и каналы 10 с установленными в них толкателями 11,Толкатели 11 связаны с держателем 6 посредством тел 12 качения. Каретка 5 перемещается в направляющих 13. Тела 12 качения размещены в сепараторе 14. Центры тел качения лежат в области, ограниченной плоскостями, расположенными от оси вращения контробразца на расстояниях, связанных определенным соотношением. Возникающая при вращении контробразца 3 сила трения приводит к неравномерному распределению давления в зоне трения образца 7. Однако, посредством гидравлической среды 9 давление выравнивается и образец 7 получает возможность самоустановки. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

R

11

L

.11

Фуг. 2