Установка для испытания на трение и износ цилиндрических образцов в газовых средах Советский патент 1993 года по МПК G01N3/56 

Изобретение относится к средствам испытания триботехнических свойств пар трения и касается устройств дня испытания цилиндрических сопряжений типа цилиндрических направляющих при возвратно-поступательном, вращательном, и возвратно-вращательном движении штока (вала) в сжиженных газах

при одновременном наложении на пару трения статической и вибрационной нагрузок. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения испытания не только при возвратно-поступательном движении образца, но и при вращательном и возвратно-вращательном

дпижеиии образца при различных величи- пях радиальной статической и вибрационной нагрузок.

На фиг.1 изображена установка для испытания -цилиндрических сопряжений на трение и износ во взрывоопасных и ожи- женных газах и жидкостях; на фиг.2 - узел крепления контргела; на фиг.З - сменный нагружающий узел для испытаний на вращательное и. возвратно-поступательное движение.

Установка содержит корпус (плиту) 1, на котором установлен привод возвратно-поступательного движения, состоящий из электромотора 2, редуктора 3, кулачкового механизма 4 и приводного вала 5, соединенного шарниром 6 с держателем 7, образца 8, а также привод вращательного движения, состоящий из электромотора 9,клиноременной передачи 10, передающей движении на вал 5 и привод возвратно-вращательного движения, состоящий из электромотора 9, клиноременной передачи 11, кривошипа 12, полушестерни 13 и шестерни 14, связанной с рабочим валом 5. На плите корпуса 1 установлен также механизм нагружения образца и контроля величины статической и вибрационной нагрузки состоящий из резьбовой пары 15, динамометра 16, электромотора 17, эксцентрика 18, троса 19, соединенного посредством ряда роликов с нагружающим роликовым узлом 20 и распорного ролика 21. На нижней части корпуса плиты 1 укреплен динамометр 22, соединенный с держателем 23 контртела 24, Узел трения с динамометром 22, держателем 23 и Нагружающим роликовым узлом 20 помещены в криостат 25 герметично соединенный с плитой корпуса 1, а верх плиты герметично закрыт колпаком 26, в который через патрубок 27 подается инертный газ. На фиг.2 представлен узел крепления контртела (втулки) 24 в держателе 23, состоящий из Двух сферических шайб 28, удерживающих контртело 24 в коническом отверстии держателя 23 и в коническом отверстии втулки 29, что обеспечивает соосность образца 8 и отверстия контртела 24. Стопорный винт 30 предотвращает отвинчи- вание втулки 29 в процессе испытаний.

Установка оборудована также дополнительным сменным нагружающим узлом 31 (фиг.З) с горизонтально-расположенными роликами и распорным узлом, состоящим из траверсы 33, двух секторов 34 и гайки 32, осуществляющей прижим секторов к сферическому ободу держателя 23. Нагружающий и распорный узлы устанавливаются при испытаниях на вращательное и возвратно- вращательное движение.

Работает установка следующим образом.

При снятом криостате 25 в держатель 23 устанавливается втулка 24 со сферическими

шайбами 28 и фиксируется втулкой 29 обеспечивающей свободное вращение сфериче- .ских шайб в конических отверстиях держателя 23 и втулки 29 которая фиксируется винтом 30, а образец 8 устанавливается

и крепится в держателе 7; После установки и закрепления пары трения криостата 25 герметично соединяется с корпусом установки 1. Натяжением троса 19, закрепленного на динамометре 16, проходящего через

5 эксцентрик 18 и систему роликов, связанных вторым концом с нагружающим роликовым узлом 20, резьбовой парой 15, соединенной с динамометром, .создается необходимое задаваемое радиальное уси0 лие фиксируемое приборами от тензодатчи- ков, закрепленных на динамометре 16. . Регулировкой эксцентрика 18, через который проходит нагружающий трос 19 задается величина, а электродвигателем

5 постоянного тока 17 частота вибрационной нагрузки фиксируемая теми же тензодатчи- ками закрепленными на динамометре 16. Величина силы трения фиксируется приборами с помощью тензодатчиков, закреплен0 ных на динамометре 22, При работе установки на возвратно-поступательное движение эксцентриком 4 регулируется ве- личина продольного перемещения приводного вала 5. Затем механизмы привода

5 закрываются колпаком 26 под который через патрубок 27 подается инертный газ, а криостат 25 заполняется ожиженным газом. Температура в зоне трения контролируется термопарой (на чертеже не показана). Воз- 0 вратно-поступательное движение осуществляется электромотором 2 через редуктор 3 при отключенных с помощью стопорных винтов приводах вращательного и возвратно-вращательного движения.

5 При испытаниях на вращательное и возвратно-вращательное движение нагружающий роликовый узел 20 заменяется узлом 31 с горизонтально расположенными роликами, а распорный ролик 21 отключается и

0 устанавливается распорный узел, состоящий из двух секторов 34, траверсы 33, упирающиеся в сферический обод держателя 23 поджимаемый к нему гайкой 32.

Вращательное и возвратно-вращатель5 ное движение осуществляется электромотором 9, на валу которого установлены ролики клиноременных передач 10 и 11. При испытаниях на вращательное движение приводной ролик клиноременной передачи закрепляется с помощью винта на привод ном валу 5 при отключенных приводных деталях возвратно-поступательного и возвратно-вращательного движения. При испытаниях на возвратно-вращательное движение полушестерня 13 вводится в зацепление с шестерней 14 закрепленной на валу 5 и от электромотора 9, и закрепленного на ее валу ролика клиноременной передачи 11 приводит в движение кривошип 12, осуществляющий возвратно-вращательное движение полушестерни 13. Детали привода вращательного и возвратно-поступательного движения при этом, отключены от приводного вала 5.

При испытаниях на вращательное и возвратно-вращательное движение последовательность всех предварительных операций такая же как при испытаниях на возвратно- поступательное движение.

Предлагаемая установка позволяет обеспечить возможность испытания пар трения при возвратно-поступательном, вращательном и возвратно-вращательном движении одного из контртел, с обеспечением их соосности, в сжиженных взрывоопасных газах при наложении на пару трения радиальной статической и вибрационной нагрузки заданных величин и частоты фиксируемых приборами и определять величину усилия трения в процессе иЬпытаний с целью получения сопоставимых значений коэффициента прения при различных видах трения.

Формула изобретения 1.Установка для испытания на трение и износ цилиндрических образцов в газовых средах, содержащая корпус, размещенные в нем держатель цилиндрического образца, связанный с ним при помощи сферического шарнира, привод его возвратно-поступательного перемещения, измеритель сил трения, держатель охватывающего образец контробразца, механизм создания радиальной нагрузки и штуцеры для подачи газовой среды в корпус, отличающаяся тем. что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения испытания не только при возйратно-по- ступэтельном движении образца, но и при

вращательном и возвратно-вращательном движении образца при различных величинах радиальной статической и вибрационной нагрузок, она снабжена приводами вращательного и возвратно-вращательного

движения, связанными с держателем образца, механизм создания радиальной нагрузки выполнен в виде системы роликов, один из которых предназначен для взаимодействия с образцом, динамометра, связанного с

роликами при помощи троса, резьбовой пары и эксцентрика, связанных с динамометром, и привода вращения эксцентрика, а держатель контробразца выполнен в виде двух соосных связанных между собой при

помощи резьбового соединения втулок с осевыми отверстиями в виде усеченных конусов, обращенных один к другому большими основаниями, и размещенных в соответствующих отверстиях двух сферических шайб, предназначенных для поджатия контробразца к образцу.

2.Установка по п. 1, о т л и ч а ю щ а я- с я тем, что, с целью обеспечения испытания во взрывоопасных средах, она снабжена криЬстатом, в котором размещены держатели

образца и контробразца и механизм создания радиальной нагрузки, и герметичным

колпаком, в котором размещены приводы

возвратно-поступательного перемещения,

вращательного и возвратно-вращательного движения образца .

Фиг.1

Изобретение относится к средствам испытания трибо.технических свойств пар трения и касается устройств для испытания цилиндрических сопряжений типа цилиндрических направляющих при возвратно-поступательном, вращательном и возвратно-вращательном движении штока (вала) в сжиженных газах при одновременном наложении на пару трения статической и вибрационной нагрузок. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения испытания не только при возвратно-поступательном движении образца, но и при вращательном и возвратно-вращательном движении образца при различных величинах радиальной статической и вибрационной нагрузок. Установка для испытаний на трение и износ содержит корпус 1, привод возвратно-поступательного движения, держатель 7 образца 8, соединенный с приводом посредством сферического шарнира 6, измеритель сил трения,- установленный на корпусе 1, и механизм нагруже- ния. Держатель конгробразца 24 установлен между упорами, связан с приводом вращательного и возвратно-вращательного движения, Узел нагружения связан с динамометром 16, задающим величину радиальной статической и вибрационной нагрузки и производящим контроль ее в процессе трения, а узел крепления контробразца выполнен в виде двух сферических шайб, удерживающих контробразец в конических отверстиях втулки и держателя. Механизмы привода установки для испытания на трение и износ размещены под герметичным колпаком 26. продуваемым инертным газом. 1 з.п,ф-лы, 3 ил. (Л С 00 V4 О О 00