Трехконтактный стенд для испытания материалов на контактную выносливость Советский патент 1992 года по МПК G01N3/56 

Изобретение относится к машинам для испытания на контактную выносливость и может быть использовано для получения контактно-усталостных характеристик материалов.

Наиболее близким к изобретению является трехконтактный роликовый стенд, в нем предназначенный для испытания материалов на контактную выносливость. В нем реализована трехконтактная схема нагру- жения образца, при этом нагрузка на него меняется по заданному закону, за счет изменения степени сжатия пружины, действующей на коромысло, на котором размещено

два ролика. При этом образец кинематически связан с приводом и роликами.

Стенд позволяет получить характеристики контактной выносливости в условиях интенсивного износа, что достигается обеспечением гарантированного проскальзывания образца относительно нажимных роликов путем подбора передаточного числа соответствующих зубчатых колес.

Использовать стенд на высоких скоростях испытаний невозможно из-за появления на образце в результате вибраций характерной ребристости, что ведет к искажению получаемых результатов. Это связано с недостаточной жесткостью устройства,

VJ

CJ

со

О Os

VJ

биениями и перекосами, вызванными особенностями конструкции, такими как кинематическая связь между роликами и образцом, вызывающая дополнительные перекосы, закрепление двух, а не одного опорного ролика и пружины на подвижной части, наличие у пружины возможности совершать крутильные колебания, отсутствие демфирующего звена в силовой цепи машины.

Целью изобретения является повышение достоверности результатов путем снижения вибраций.

На фиг. 1 изображен трехконтактный роликовый испытательный стенд, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 вид по стрелке Б на фиг. 1; на фиг. 4 - вид по стрелке-В на фиг.1.

Стенд содержит основание 1, на котором установлено коромысло 2 с возможностью поворота вокруг шарнира 3 и взаимодействия боковой поверхностью своего выступа 4 с боковой поверхностью паза 5. Кроме того, на основании и на коромысле 2 расположены с возможностью вращения вокруг горизонтальных осей под углом 120° относительно друг друга три диска б, оси которых 7 базируются в подшипниковых узлах (не показаны), размещенных на основании, а на оси 7 одного из двух последних закреплен шкив 8 ременной передачи (не показана). Между тремя роликами 6 свободно установлен образец 9, по торцам которого с некоторым зазором в специальных проушинах 10, выполненных на коромысле 2, установлены сухари 11 с гладкой выпуклой рабочей поверхностью, предназначенные для удержания образца от чрезмерного осевого перемещения и не препятствующие его перемещению в других направлениях. Помимо этого на основании 1 установлен с возможностью поворота вокруг шарнира 12 рычаг 13, на котором закреплены демпфирующий узел 14, размещенный с возможностью взаимодействия с опорой 2, и датчики силоизмерения 15. Рычаг 13 через сферическую шайбу 16 и гайку 17 связан с тягой 18 механизма нагру- жения, которое помимо нее содержит направляющую, выполненную в виде стакана 19с прорезями 20, жестко закрепленного на основании 1, пружину сжатия 21, установленную внутри стакана 19 с возможностью взаимодействия своими торцами с самим стаканом и планкой 22, размещенной на тяге 18 с возможностью взаимодействия своими выступами 23 с прорезями 20.

Устройство работает следующим образом.

Для установки образца 9 сначала отвинчивается гайка 17 и снимается сферическая шайба 16, затем рычаг 13 поворачивается против часовой стрелки до упора. После этого поворачивается по часовой стрелке коро- мысло 2 и на два нижних ролика 6 устанавливается образец 9, для которого предварительно подобраны и установлены сухари 11, Затем коромысло 2 опускается на

0 образец 9, при этом образец оказывается между сухарями 11, а выступ 4 входит в паз 5. После этого в исходное положение возвращается рычаг 13 и с помощью гайки 17 сжимается пружина 21, при этом усилие,

5 передаваемое на образец через демпфер, опору и верхний ролик замыкается через два нижних ролика на основании 1. Уровень нагрузки определяется по деформации балки 13 в месте наклейки датчиков 15. После

0 создания необходимого усилия включается привод и вращение от приводного ролика 6 через образец 9 передается на остальные ролики. Во время испытаний образец совершает колебательные движения, вдоль своей

5 оси, упираясь торцами поочередно в каждый из сухарей 11. Демпфирующий узел 14 гасит поперечные колебания, возникающие во время испытаний. Нагрузка со стороны роликов на образец одинакова по величине,

0 а биение системы минимально, так как образец сам выбирает себе место при обкатке. При возникновении разрушения поверхности появляется характерный стук, после чего образец заменяется на следующий.

5Формула изобретения

Трехконтактный стенд для испытания материалов на контактную выносливость, содержащий основание, коромысло, шар- нирно установленное на основании одним

0 плечом, установленные на коромысле элементы крепления цилиндрического образца, равномерно располагаемые вокруг образца и предназначенные для взаимодействия с его внешней поверхностью три дис5 ка, один из которых установлен с возможностью вращения на основании, а второй - на коромысле, закрепленный на основании механизм нагружения образца и дисков, выполненный в виде пружин сжа0 тия, тяги и планки, и привод вращения дисков, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов, он снабжен рычагом, шарнирно закрепленным одним плечом на основании, а вторым пле5 чом связанным с тягой, демпфирующим узлом, закрепленным одним торцем на рычаге, а вторым связанным с коромыслом, и закрепленным на основании направляющим стаканом с продольными прорезями, в полости которого размещены пружина ежатия, тяга и планка, на планке выполнены выступы, предназначенные для взаимодействия с прорезями стакана, на втором плече коромысла выполнен выступ, взэимона основании, элементы кр выполнены в виде двух су ми торцами, предназначе модействия с образцом

плече коромысла выполнен выыуп. ...„.

действующий с пазом, который выполнен 5 установлен на основании.

на основании, элементы крепления образца выполнены в виде двух сухарей с выпуклыми торцами, предназначенными для взаимодействия с образцом, а третий диск

...„.

установлен на основании.

Изобретение относится к испытаниям материалов на контактную выносливость. Целью изобретения является повышение достоверности результатов. Стенд снабжен рычагом 13, шарнирно закрепленным одним плечом на основании 1, а вторым плечом связанный с тягой 18, демпфирующим узлом 14, закрепленным одним торцем на рычаге 13, а вторым связанным с коромыслом 2 и закрепленным на основании 1. направляющим стаканом 19 с продольными прорезями 20, в полости которого размещены пружина сжатия 21, тяга 18 и планка 22. На планке выполнены выступы 23, предназначенные для взаимодействия с прорезями 20 стакана 19, на втором плече коромысла 2 выполнен выступ 4, взаимодействующий с пазом 5, который выполнен на основании 1. Элементы крепления образца 9 выполнены в виде двух сухарей 11 с выпуклыми торцами, предназначенными для взаимодействия с образцом 9, а третий диск 6 установлен на основании 1. При обкатке образец 9 свободно вращается, совершая возвратно-поступательные перемещения вдоль своей оси, отталкиваясь от выпуклых поверхностей сухарей 11. При этом выступ 4 своими боковыми поверхностями взаимодействует с пазом 5. Демпфирующий узел 14 гасит поперечные колебания, а выступы 23, взаимодействуя с прорезями 20, препятствуют крутильным колебаниям пружины. 4 ил.

7 6 10 -% //

рмг1

Фиг2

ВиЗЬ

ФиеЗ

ВидВ