Узел трения для испытания высокоэластичных материалов на изнашивание при трении об абразив Советский патент 1992 года по МПК G01N3/56 

ния для испытания материалов на изнашивание при трении об абразив, включающий силовозбудитель, связанный с ним образцедержатель и плоский образец, а также контртело, выпо 1ненное в виде плоского кольца, на поверхность которого при помощи специального приспособления подается абразив. При этом для создания равномерных условий вхождения абразива в контакт с изнашиваемой поверхностью образца, на его передней грани выполнен скос, расположенный к поверхности контртела под острым углом. Такой же скос выполнен на задней грани образца, что позволяет поддерживать во время испытаний постоянную номинальную площадь соприкосновения образца и кoнJpoбpaзцa.

Недостаток известного узла трения заключается в низкой достоверности результатов испытаний низкомодульных материалов (резин), так как происходит вертикальная деформация образца в районе заднего скоса, обусловленная с одной стороны малой изгибной жесткостью низкомодульного материала, а с другой - распорными силами со стороны частиц свободного абразива, находящимися в зоне трения. Деформация этой части образца нарушает стабильность условий испытаний и как результат понижает их достоверность. Этому также способствует тангенциональная деформация образца, обусловленная силой трения в зоне контакта.

Известен также узел трения, содержащий силовозбудитель, связанную с ним направляющую, выполненную в виде каркаса из неизносостойкого неабразивного материала, внутри которого заключен образец, выполненный из низкомодульного материала и контробразец.

Известный узел трения имеет ряд недостатков. Во-первых, он не позволяет производить испытания эластомеров на износ при трении по полузакрепленному абразиву, поскольку жесткий каркас, охватывающий образец со всех сторон, затрудняет доступ частиц свободного абразива в зону трения, Во-вторых, продукты износа материала каркаса, охватывающего образец со всех сторон, попадают в зойу трения и тем самым понижают достоверность результатов испытаний. Таким образом, известный узел трения обладает рядом недостатков, затрудняющих его использование при достижении пбставленной цели.

В предлагаемом узле трения эти недостатки устранены. Во-первых, упор, расположенный в районе скоса не препятствует попаданию частиц абразива в зону трения

и, во-вторых, в зону трения не попадают продукты износа материала упора.

На фиг. 1 изображен узел трения; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Цель изобретения - повышение достоверности результатов испытаний низкомодульных материалов на изнашивание при трении об абразив. Для этого в узел трения включает основание, установленное на нем с возможностью вращения контртело в виде диска, силовозбудитель с исполнительным элементом, связанный с ним держатель, укрепленный в держателе и контактирующий с торцем диска образец материала с плоским торцем и со скосами, выполненными под острым углом к торцу в направлении окружности, концентричной центру вращения диска. При этом в торце исполнительного элемента, обращенном к диску, выполнено глухое отверстие, в котором укреплен .упор, взаимодействующий со скосом, обращенным к торцу исполнительного элемента и выполненным из высокомодульного и менее износостойкого материала, чем материал образца.

Узел трения состоит из основания 1, установленного на нем с возможностью вращения контртела в виде диска 2 и силовозбудителя с исполнительным элементом 3, связанного при помощи винтов 4 с держателем 5. В держателе укреплен контактирующий с торцем диска 2 образец материала 6 с плоским торцем 7 и со скосами 8 и 9, выг1олненными под острым углом а к торцу 7 в.направлении окружности, концентричной центру вращения диска.

В обращенном к диску торце исполнительного элемента 3 выполнено глухое отверстие 10 с закрепленным в нем при помощи винта 11 упором 12, взаимодействующим со скосом 9, поверхность которого обращена к торцу исполнительного элемента. При этом упор выполнен из высокомодульного и менее износостойкого материала, чем материал образца.

В процессе изнашивания образца на поверхность вращающегося диска 2 подается абразив 13. Благодаря скосу 8, расположенному на набегающем крае образца (направление вращения контртела показано стрелкой со), создаются условия для равномерного вхождения частиц абразива в контакт с изнашиваемой поверхностью. По мере продвижения частиц абразива в зоне контакта образуется вертикальная сила распора FB, которая стремится деформировать скос 9 в вертикальной плоскости. Сила трения Fmp, действующая в плоскости стыка, стремится деформировать образец в горизонтальной плоскости, Однако этим деформациям препятствует упор 12, выполненный из высокомодульного материала и взаимодействующий со скосом 9, за счет чего поддерживается постоянство номинальной площади соприкосновения. Этому способствует также выполнение упора 12 из материала, износостойкость которого ниже износостойкости материала образца 6, за счет чего темп изнашивания первого превышает темп изнашивания второго. В этом случае высота изношенного слоя материала упора постоянно превышает высоту изношенного слоя материала образца и в процессе испытаний поддерживается постоянство площади соприкосновения образца и контробразца. Наиболее подходящим материалом для упора являются пластмассы: полиметилметакрилат, полистирол, винипласт и т.п., износостойкость которых в зависимости от условий испытаний в десятки и сотни раз ниже резины, а модуль упругости на несколько порядков превосходит-ее.

Изобретение позволяет расширить номенклатуру материалов, испытываемых на износ при трении по полузакрепленному

абразиву и повысить достоверность этих испытаний.

Формулаизобретения

Узел трения для испытания высокоэла5 стичных материалов на изнашивание при трении об абразив, содержащий основание, установленное на нем с возможностью вращения контртело в виде диска, силовозбудитель с исполнительным элементом,

0 связанный с ним держатель л укрепленный в держателе и контактирующий с торцем диска образец материала с плоским торцем и со скосами, выполненными под острым углом к торцу в направлении окружности,

5 концентричной оси вращения дис,а, о т л ич а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения достоверности результатов, на обращенном к диску торце исполнительного элемента выполнено глухое отверстие, а узел трения

0 снабжен закрепленным в глухом отверстии исполнительного элемента упором, взаимодействующим со скосом образца, обращенным к торцу исполнительного элемента, и выполненным из высокомодульного и менее

5 износостойкого материала, чем материал образца.

ч--с . V; .:,, :Л

V . :..- ; .-

-i .--л .: ;. V/: ..;

-JL. .,.%;.,.,.,.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания высокоэластичных материалов на изнашивание при трении об абразив. Цель изобретения - повышение достоверности результатов испытаний. Узел трения состоит из основания, установленного на нем с возможностью вращения контртела ввиде диск^ 2, и силовозбудителя с исполнительным элементом 3, связанным с держателем 5. В держателе 5 закреплен образец 6 материала с плоским торЦем 7 и скосами 8 и 9, расположенными к торцу под острым углом а в направлении окружности, концентричной оси вращения диска 2. В торце исполнительного элемента 3 выполнено глухое отверстие 10 с укрепленным в нем упором 12, взаимодействующим со скосом 9, обращенным к торцу исполнительного элемента. В процессе изнашивания на поверхность вращающегося диска 2 подается абразив 13. Благодаря скосу 8 абразив равномерно входит а контакт с изнашиваемой поверхностью. За счет упора 12 исключается вертикальная и горизонтальная деформация скоса 9 и поддерживаются постоянство номинальной площади трения .и стабильность условий изнашивания. Этому также способствует выполнение упора иб высокомодульного и менее износостойкого материала, чем материал образца. 2 ил.слсИзобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания высокоэластичных материалов (резин) на изнашивание при трении об абразив.Известен узел трения для испытания материалов на изнашивание при трении об абразив, содержащий силовозбудитель, связанный с ним образцедержатель и плоский образец, а также контртело, выполненное в виде вращающегося плоского медного кольца. При этом для создания равномерных условий вхождения абразива в контакт с изнашиваемой поверхностью образца наего передней грани выполнен скос, расположенный к поверхности контртела под углом 45°. Недостаток известного узла трения заключается в низкой достоверности результатов испытаний. Это связано с тем, что в процессе изнашивания образца увеличивается номинальная площадь его соприкосновения с поверхностью контртела, что приводит к уменьшению удельного давления в зоне трения и как следствие к нарушению условий испытаний.Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является узел тре-чю00ю00

О)

Т

А

fPu8. 1

/ V) 7У- 5 Гv;-;;/

Фиг. 2