Нагрузочно-уравновешивающий блок держателя образца машины трения Советский патент 1992 года по МПК G01N3/56 

Изобретение относится к технике испытаний материалов и смазывающих масел на трение, износ, заедание и контактную прочность и может быть использовано в отраслях промышленности, производящих или применяющих узлы трения или материалы для них.

Известна машина для испытаний материалов и смазывающих масел на трение и износ, содержащая основание, закрепленную на нем бабку, размещенный на ней шпиндельный узел с валом, предназначенным для закрепления на нем первого испытуемого образца, привод шпиндельного узла, кинематически связанный с ним промежуточный вал, установленную с возможностью поворота относительно оси шпиндельного вала каретку с валом, кинематически связанным с промежуточным валом и предназначенным для закрепления на нем второго испытуемого образца, закрепленный на каретке механизм нагружения образцов, выполненный в виде пружины, штока и рычага, один конец которого соединен с кареткой, а другой - со штоком, датчик момента трения, счетчик числа циклов нагружения и блок управления.

Недостатком известной машины являются низкие точность и эффективность испытаний материалов и смазывающих масел, что обусловлено значительной погрешностью создания и измерения нормальной нагрузки, сложность уравновешивания каретки при переходе на различные размеры образцов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному нагрузочно-уравновешивающему

блоку является машина для испытаний материалов и смазывающих масел на трение и износ, включающая узел нагружения в виде корпуса с механизмом нагружения и узел

уравновешивания в виде корпуса с механизмом уравнобешивания, содержащий уравновешивающий элемент.

Недостатком машины-прототипа являются низкие точность и эффективность,

большая трудоемкость испытаний материалов и смазывающих масел, что обусловлено ступенчатым изменением параметров нагружения, значительной погрешностью создания нормальной нагрузки и сложностью

уравновешивания каретки при переходе на различные размеры образцов,

Цель изобретения - расширение диапазона прикладываемых нагрузок и размеров испытываемых образцов, также повышение точности.

Поставленная цель достигается обеспечением возможности непрерывного нагружения, для чего нагрузочно-уравновешивающий блок держателя образца машины трения

снабжен полым цилиндром с фланцем, предназначенным для крепления к станине машины трения, регулировочной гайкой, установленной в цилиндре с возможностью перемещения вдоль его оси и связанной с

ним при помощи резьбового соединения, второй регулировочной гайкой, установленной с зазором по отношению к поверхности фланца и связанной со штоком при помощи резьбового соединения, и контргайкой,

предназначенной для фиксации от проворота второй регулировочной гайки на штойе, который расположен в цилиндре вдоль его оси, второй упругий элемент охватывает шток и

установлен между двумя регулировочными

гайками, механизм сжатия первого упругого элемента выполнен в виде корпуса, закрепленного в нем электродвигателя с планетарным редуктором, связанного с последним поршнем с выступами на боковой поверхности и связанного со штоком цилиндра с винтовым пазом, в котором расположены выступы поршня, первый упругий элемент размещен между корпусом механизма сжатия и фланцами цилиндра, а средство крепления штока к держателю образца выполнено в виде штифта, связанного с держателем образца при помощи байонетно- го соединения и серьги с отверстием в ее стенке, в котором установлен штифт.

На чертеже представлена схема предложенного нагрузочно-уравновешивающе- го блока держателя образца машины трения,

Предложенный нагрузочно-уравнове- шивающий блок держателя образца машины трения состоит из следующих основных элементов: 1 - штифт, 2 - серьга; 3 - отверстие; 4 - держатель образца; 5 - шток; 6 - контргайка; 7 - вторая регулировочная гайка;. 8 - полый цилиндр с фланцем; 9 - второй упругий элемент; 10 - регулировочная гайка; 11- первый упругий элемент; 12 - шток цилиндра с винтовым пазом; 13 - поршень с выступами иа боковой поверхности; 14 - корпус; 15 - планетарный редуктор; 16 - электродвигатель; 17-узел нагружения; 18 - узел уравновешивания; 19 - средство крепления штока к держателю образца.

Нагрузочно-уравновешивающий блок держателя образца машины трения содержит узел нагружения 17, включающий шток 12, охватывающий его упругий элемент 11 и механизм сжатия упругого элемента, средство крепления штока к держателю образца 19 и узел уравновешивания держателя 18, включающий второй упругий элемент 9. Он снабжен полым цилиндром с фланцем 8, предназначенным для крепления к станине машины трения, регулировочной гайкой 10, установленной в цилиндре 8 с возможностью перемещения вдоль его оси и связанной с ним при помощи резьбового соединения, второй регулировочной гайкой 7, установленной с зазором по отношению к поверхкости фланца 8 и связанной со штоком 5 при помощи резьбового соединения и контргайкой 6, предназначенной для фиксаций от проворота второй регулировочной гайки 7 на штоке 5, который расположен в цилиндре вдоль его оси, второй упругий элемент 9 охватывает шток 5 и установлен между двумя регулировочными гайками 7 и 10, механизм сжатия первого упругого элемента выполнен в виде корпуса 14, закрепленного в нем электродвигателя 16с планетарным редуктором 15, связанного с последним поршнем с выступами на боковой поверхности 13 и связанного со штоком 12, в котором расположены выступы поршня

13,первый упругий элемент 11 размещен между корпусом 14 механизма сжатия и фланцами цилиндра 8. а средство крепления штока к держателю образца 19 выполнено в виде штифта 1, связываемого с держателем образца 4 при помощи байонет- ного соединения и серьги 2 с отверстием 3 в ее стенке, в котором установлен штифт 1.

Заявленный нагрузочно-уравновешива- ющий блок держателя образца машины трения работает следующим образом.

Перед проведением испытаний производится кинематическое соединение серьги

2 средства крепления штока к держателю образца 19с держателем образца 4 машины трения. Для чего серьга 2 накидывается на держатель образца 4 машины трения, штифт 1 вставляется в отверстие 3 и поворачивается вокруг своей оси на 90° при одновременном подьеме держателя образца машины трения на необходимую для удобства работы высоту. После этого держатель образца машины трения опускается под

действием собственного веса до тех пор, пока его вес не будет равен силе сжатия второго упругого элемента 9.

Затем включается электродвигатель 16 механизма сжатия первого упругого элемента. Его вращательное движение с помощью планетарного редуктора 15 передается поршню с выступами на боковой поверхности 13 и кинематически связанному с ним штоку цилиндра с винтовым

пазом 12. Причем цилиндр с винтовым пазом 12 имеет возможность перемещаться только в осевом направлении.

Вследствие вращение поршня с выступами на боковой поверхности 13 в винтовом

пазе штока цилиндра 12 происходит осевое перемещение последнего в корпусе 14 узла нагружения 17.

Шток цилиндра 12, кинематически соединенный через шток 5, с серьгой 2, которая

жестко связывается без возможности относительного перемещения с держателем образца 4 машины трения, находится в неподвижном относительно корпуса машины трения состояния. Поэтому перемещается вверх корпус 14, сжимая заранее

тарированный первый упругий элемент 11. Усилие от сжатого таким образом первого упругого элемента передается через корпус

14,закрепленный в нем электродвигатель 16

планетарный редуктор 15, поршень с выступами на боковой поверхности 13, шток цилиндра 12, шток 5, серьгу 2, штифт 1 на держатель образца 4 машины трения.

Использование для сжатия первого упругого элемента 11 электродвигателя 16с планетарным редуктором 15 позволяет расширить диапазон прикладываемых нагрузок за счет большого передаточного числа планетарного редуктора 15, Использование же. в узле уравновешивания держателя 18 двух регулировочных гаек 7 и 10 позволяет изменять расположение по высоте штока 5, серьги 2 и держателя образца 4 и, соответственно, образца машины трения, относительно станины машины, т.е. изменять его размер.

При использовании на машине трения образцов различного диаметра, держатель образца 4 машины трения при испытаниях занимает различную высоту относительно станины машины трения. Для уравновешивания веса образца и держателя образца при разной высоте их положения служат регулировочные гайки 10 и 7.

Для грубой настройки высоты положе- ния держателя образца вращают регулировочную гайку 10 в полом цилиндре с фланцем 8. При перемещении регулировочной гайки 10 по резьбе полого цилиндра с фланцем 8 вверх усилие второго упругого элемента 9 передается на регулировочную гайку 7, кинематически связанный с ней шток 5, серьгу 2, штифт 1 и держатель образца 4, перемещая его вверх до заданной высоты. При этом происходит некоторое сжатие и первого упругого элемента 11.

Для точной настройки используется вторая регулировочная гайка 7, перемещая которую по резьбе штока 5 вверх или вниз и сжимая i/.ли ослабляя второй упругий эле- мент 9, добиваются точного положения держателя образца 4 машины трения по высоте, После окончания процесса регулирования койтргайкой б стопорят вторую регулировочную гайку 7 на штоке 5 от поворота.

В процессе регулирования и в процессе работы блока между второй регулировочной гадкой 7 и полым цилиндром с фланцем 8 поддерживается гарантированный зазор.

Большое передаточное число планетарного редуктора 15 и регулирование напряСоставитель Н Редактор Т.ОрловаТехред М.Мор

жения питания электродвигателя 16 позволяет задавать малый угол вращения поршня с выступами на боковой поверхности 13 и соответственно, малое приращение перемещения и усилия первого упругого элемента 11, что повышает точность нагрузочно-уравновешивзющего блока держателя образца машины трения. Формула изобретения Нагрузочно-уравновешивающий блок держателя образца машины трения, содержащий узел нагружения, включающий шток, охватывающий его упругий элемент и механизм сжатия упругого элемента, средство крепления штока к держателю образца и узел уравновешивания держателя, включающий второй упругий элемент, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона прикладываемых нагрузок и размеров испытываемых образцов, а также повышения точности путем обеспечения возможности непрерывного нагружения, он снабжен полым цилиндром с фланцем, предназначенным для крепления к станине машины трения, регулировочной гайкой, установленной в цилиндре с возможностью перемещения вдоль его оси и связанной с ним при помощи резьбового соединения, второй регулировочной гайкой, установленной с зазором по отношению к поверхности фланца и связанной со штоком при помощи резьбового соединения, и контргайкой, предназначенной для фиксации от проворо- та второй регулировочной гайки на штоке, который расположен в цилиндре вдоль его оси, второй упругий элемент охватывает шток и установлен между двумя регулировочными гайками, механизм сжатия первого упругого элемента выполнен в виде корпуса, закрепленного в нем электродвигателя с планетарным редуктором, связанного с последним поршня с выступами на боковой поверхности и связанного со штоком цилиндра с винтовым пазом, в котором расположены выступы поршня, первый упругий элемент размещен между корпусом механизма сжатия и фланцами цилиндра, а средство крепления штока к держателю образца выполнено в виде штифта, связываемого с держателем образца при помощи байонет- ного соединения, и серьги с отверстием в ее стенке, в котором установлен штифт.

Корректор А,Ворович

Изобретение относится к технике испытаний материалов и смазывающих масел на трение, износ, заедание и контактную прочность и может быть использовано в отраслях промышленности, производящих или применяющих узлы трения или материалы для них, Цель изобретения - расширение диапазона прикладываемых нагрузок и размеров образцов и повышение точности путем обеспечения возможности