Машина для испытания материалов на трение и износ Советский патент 1993 года по МПК G01N3/56 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при испытаниях материалов на трение и износ.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения испытания не только по схемам диск-диск, диск-колодка, вал- втулка, ной по схемам диск-палец, кольцо-кольцо и шарик, вращающийся по трем неподвижным шарикам. Это дает возможость сократить номенклатуру выпуска маин трения и одновременно повысить эфективность использования оборудования испытательных центрах и научно-исследоательских лабораториях. Дополнительной елью изобретения является уменьшение огрешности измерения момента трения в роцессе эксперимента. .

На фиг. 1 показана общая схема шпинеля универсальной машины для испытания атериалов на трение и износ; на фиг. 2 - общая схема универсальной машины для реализации.схемы испытания диск-палец ; на фиг. 3 - общая схема универсальной машины для реализации схемы испытания кольцо-кольцо ; на фиг. 4 - общая схема универсальной машины для реализации схемы испытания шарик, вращающийся по трем неподвижным шарикам.

Шпиндель универсальной машины для испытания материалов на трение и износ состоит из корпуса 1, стакана большого 2, стакана малого 3, подшипников 4, вала 5, стопорного кольца 6, крышки большой 7, крышки малой 8. Шпиндель размещается в бабке нижнего образца 9 и соединяется с испытательной камерой 10, которая вуполнемев виде полого цилиндра со смотровым окном 11 и отверстием 12 для слива смазочной среды. Испытательная камера 10 центрируется по шпинделю пояском 13. Через переходники 14, 28, 32 на валу шпинделя крепятся подвижные образцы 15, 25, 29. На

правом фланце испытательной камеры крепится крышка 16 с отверстиями,-оси которых параллельны оси полого цилиндра, предназначенные для размещения неподвижных образцов 17 и рычажно-грузового устройства, состоящего из кронштейна 18, рычага 19 и грузов 20.

В зависимости от варианта применения схемы испытания на правый фланец испытательной камеры 10 устанавливается центрирующий полый корпус 21 с валом 22, соосным полому цилиндру. Центрирующий корпус 21 имеет крышку 23, на которой крепится рычажно-грузовое устройство. На валу 22 крепится неподвижный образец 24. От проворачивания вал 22 фиксируется рычагом 26 и пластиной 27.

Вместо неподвижного образца 24 на вал 22 может устанавливаться стакан 30 для размещения трех неподвижных образцов- шариков 31..

При -испытаниях по схемам: диск- диск-колодка ; вал-втулка универсальная машина для испытания материалов на трение и износ применяется согласно прототипа, т.е. согласно Техническому

описанию и инструкции по эксплуатации для машины 2070 СМТ-1.

При переходе к схемам испытания; кольцо-кольцо ; диск-палец ; шарик, вращающийся по трем неподвижным шарикам - шпиндель машины необходимо заменить на шпиндель, воспринимающий осевую нагрузку (фиг. 1), Для этого в корпус 1 шпинделя вставляются-большой стакан 2 и малый

стакан 3, радиально-упорные подшипники 4 и вал 5. Фиксацию вала от осевых перемещений осуществляет стопорное кольцо 6, а фиксацию подшипников большая крышка 7 и малая крышка 8. Смазка осуществляется

5 пластичной смазкой ЦИАТИМ-201. В процессе работы шпинделя осевое усилие с вала 5 передается черед два радиально-упорных подшипника Nh 208 на большой стакан 2, а затем на корпус 1 шпинделя.

0 При испытаниях по схеме диск-палец (фиг. 2), на нижнюю бабку машины 9 устанавливается испытательная камера 10, выполненная в виде полого цилиндра, которая центрируется по оси вращения вала шпин5 деля специальным пояском 13, которым являются фланцы стакана большого 2 и крышки большой 7, Левым фланцем испытательная камера закреплена на бабке. Вращение с вала 5 через переходник 14 передается на по0 движиый образец 15 в виде диска. К правому фланцу испытательной камеры крепится крышка 16. Крышка имеет отверстия, оси которых параллельны оси полого цилиндра, предназначенные для размещения непод5 вижных образцов 17 в виде пальца и крепления рычажно-грузового устройства. В процессе работы неподвижный образец-палец 17 прижимается к вращающемуся образцу-диску 15.

0 При испытаниях по схеме кольцо-кольцо (фиг. 3), на правый фланец испытательной камеры 10 устанавливается центрирующий полый корпус 21 с валом 22, соосным с по- лым цилиндром. На.правом фланце центри5 рующего полого корпуса крепится крышка 23 с закрепленным на ней рычажно-грузо- вым устройством. Нагрузка с рычажно-грузового устройства через вал 22 передается на неподвижный образец 24. Подвижный

0 образец 25 через специальный переходник 28, установленный на шаровой опоре (на фиг, 3 не показано), соединен с вращающимся валом 5. Вал 22 фиксируется от вращения рычагом 26 м пластиной 27.

55 При испытаниях по схеме шарик, вращающийся потрем неподвижным шарикам (фиг. 4) у вышеизложенной конструкции прбизводят замену переходника 32, в котором цанговым зажимом (на фиг. 4 не пока зано) зажимается вращающийся шарик 29 и

на вал 22 устанавливается стакан 30 с размещенными в нем тремя неподвижными шариками 31. В процессе работы вращение от вала 5 передается к шарику 29,к которому прижимаются три неподвижных шарика 31 с помощью рычажно-грузового устройства через вал 22 и стакан 30.

Во всех вышеизложенных схемах испытания момент трения измеряется одним и тем же датчиком измерения момента трения, который тарируется по одной методике, в результате погрешности измерения момента трения при переходе к другим схемам испытания будут сведены к минимуму.

Принцип действия машины заключается в истирании пары образцов, прижатых друг к другу заданной силой.

При испытаниях по схемам: диск-диск ; диск-колодка ; вал-втулка принцип действия устройства аналогичен прототипу.

При переходе к схемам: кольцо-кольцо ; диск-палец ; шарик, вращающийся потрем неподвижным шарикам принцип действия следующий. Электродвигатель через элементы кинематической схемы вращает вал 5 Шпинделя (способного воспринимать осевую нагрузку), на котором через специальные переходники 14, 28, 32 устанавливают подвижные образцы: диск 15, кольцо 25, шарик 29.

Неподвижные образцы: палец 17, кольцо 24, три шарика 31 прижимаются к подвижным с помощью рычажно-грузового устройства. Сила нагружения, создаваемая грузом 20, передается на неподвижные образцы через рычаг 19, кронштейн 18 и вал 22 (для схем кольцо-кольцо и шарик, вращающийся по трем неподвижным шарикам).

В процессе работы на подвижном образце измеряется момент трения с помощью датчика момента трения.

Преимущество предлагаемой универсальной матиньТдля испытания материалов на трение и изнод по сравнению с прототипом состоит в том, что она позволяет реализовать на одном приводе шесть схем испытания, что значительно расширяет функциональные возможности любой серийно выпускаемой машины трения. Это даст возможность сократить номенклатуру выпуска машин трения на ПО Точприбор и одновременно повысить эффективность использования оборудования в испытательных центрах и научно-исследовательских лабораториях. Данные мероприятия дадут большой экономический эффект, т.к. стоимость одной установки составляет около 10 тыс. руб.

Предлагаемое техническое решение по- , зволит повысить точность замеряемых параметров в процессе проведения экспериментов т.к. эксперимент будет проводиться с применением одних и тех же измерительных и регистрирующих средств. Поэтому 5 при переходе к другим схемам испытания разброс результатов эксперимента будет сведен к минимуму.

Формула изобретения

1. Машина для испытания материалов

0 на трение и износ, содержащая станину, установленные на ней привод вращения, бабку, шпиндель, установленный в бабке и включающий корпус, размещенный в нем с помощью подшипников вал, один конец ко5 торого связан с приводом вращения, связанный с другим концом вала держатель подвижного образца, держатель неподвижного образца, узел нагружения, испытательную камеру и датчик момента трения, о т л и0 чающаяся тем, что. с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения испытания не только по схемам диск-диск, диск-колодка и вал-втулка, но и по схемам диск-палец, кольцо-коль5 цо и шарик вращающийся, по трем неподвижным шарикам, и повышения точности измерения момента трения, она снабжена двумя стаканами, установленными в корпусе шпинделя и предназначенными для уста0 новки в них вала с подшипниками, а испытательная камера выполнена в виде полого цилиндра с двумя фланцами, один из которых закреплен на бабке, а другой свя- зан с держателем неподвижного образца и

5 узлом нагружения, и средства для центрирования полого цилиндра относительно шпинделя.

2. Машина по п. 1,отличающаяся тем, что при испытании по схеме диск-палец

0 держатель неподвижного образца выполнен в виде соединенной с вторым фланцем крышки с отверстиями, оси которых параллельны оси полого цилиндра, предназначенными для размещения на разном расстоянии от оси

5 неподвижного образца - пальца.

3. Машина по п, 1,отличающаяся тем, что при испытании по схеме кольцо- кольцо держатель неподвижного образца выполнен в виде полого корпуса с валом, 0 соосным с полым цилиндром и предназначенным для размещения непожвижного образца - кольца, и крышки, связанной с узлом нагружения.

4. Машина по пп. 1 и 3, о т л и ч а ю щ а я- 5 с я тем, что при испытании по схеме шарик1, вращающийся по трем неподвижным шарикам она снабжена установленным на валу держателя неподвижного образца стаканом, предназначенным для размещения образцов - шариков.

. .Составитель В. Войтов Редактор Т.Иванова Техред М.Моргентал Корректор Л. Фил ь

Заказ 1052Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Д-35, Раушская наб„ 4/5

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при испытаниях на трение и износ. Целью изобретения является расширение функцио- нальных возможностей путем обеспечения испытания не только по схемам диск-диск, диск-колодка, вал-втулка, но и по схемам диск-палец, кольцо-кольцо и шарик, вращающийся по трем неподвижным шарикам, и повышение точности измерения момента трения. Шпиндель машины для испытания материалов на трение и износ состоит из корпуса 1, стакана большого, ста- Kafja малого, подшипников, вала 5, стопорного кольца, крышки большой и крышки малой. Шпиндель розмещается в бабке 9 и соединяется с испытательной камерой 10, которая выполнена в виде полого цилиндра со смотровым окном и отверстием 12 для слива смазочной среды. Испытательная камера центрируется по шпинделю специальным пояском 13. Через переходники 28 на валу шпинделя крепятся подвижные образцы 25. На правом фланце испытательной камеры крепятся крышка с отверстиями, оси которых параллельны оси полого цилиндра. предназначенные для размещения неподвижных образцов, и рычажно-грузовое устройство, состоящее из кронштейна 18. рычага 19 и грузов 20. В зависимости от варианта применения схемы испытания на правый фланец испытательной камеры 10 устанавливается центрирующий полый корпус 21 с валом 22, соосным с полым цилиндром. Центрирующий полый корпус 21 имеет крышку 23, на которой крепится рычажно-грузовое устройство. На валу 22 крепится неподвижный образец 24, От проворачивания вал 22 фиксируется рычагом 26 и пластиной 27. Вместо неподвижного образца 24 на вал 22 может устанавливаться стакан для размещения трех неподвижных образцов-шариков. Изобретение позволяет на одном приводном валу реализовать шесть схем испытания: диск-диск ; диск-колодка ; вал-втулка ; диск-палец ; кольцо-кольцо ; шарик, вращающийся по трем неподвижным шарикам. 3 з.п. ф-лы, 4 ил. w fe оо О со 00