УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ТРЕНИЯ В КРИОГЕННЫХ ЖИДКОСТЯХ Советский патент 1970 года по МПК G01N19/02 

Изобретение относится к испытательным машинам для изучения трения при низких температурах.

Для изучения процессов трения скольжения при низких температурах применяются испытательные машины, содержащие криостат с размещенным в нем узлом трения с кольцевым образцом, закрепленным на дне глухой вращающейся трубы, помещенной нижним концом в охлаждающую жидкость. По торцу образца скользит неподвил ный штифт, укрепленный на установленной соосно с кольцевым образцом щтанге, при помощи которой создается нормальное усилие за счет грузов и передается к системе измерения момент силы трения. Охлаждение образцов осуществляется за счет теплоты испарения охлаждающей криогенной жидкости путем тенлопроводност:и металла трубы, на дне которой укреплен подвижный образец, и теплопроводности продуваемого через нее газообразного гелия. В этом случае трение происходит в газовой среде.

Криостат позволяет исследовать процессы трения некоторых материалов при температуре жидкого водорода (20°К) с использованием для охлаждения жидкого гелия. Скорость скольжения равна 0,25 мм/сек. В указанном криостате более низкая температура образцов не может быть достигнута из-за недостаточной интенсивности отвода тепла из зоны трения при .помощи газообразного гелия.

Предлагаемое устройство лишено указанных недостатков и отличается от известных

тем, что в нем вал узла трения снабЛ:ен консольным диском, несущим кольцевой образец, а измерительная штанга укреплена в подшипниках скольжения промежуточной оноры соосно с дерл ;ателем образца.

Па чертеже изображен криостат, настроенный для испытаний образцов, продольный разрез.

Кольцевой образец 1 закреплен на вращающемся держателе 2, который установлен в

подщипниках скольжения 3 на жесткой опоре 4, консольно закрепленной на крышке 5 криостата при помощи тонкостенных стоек 6. Вращение держателя 2 осуществляется от электродвигателя 7 через редуктор 8 и тонкостенный валик Я который введен в криостат через уплотнение 10. На конце валика 9 установлена ведущая шестерня 11, входящая в зацепление с зубчатым венцом вращающегося держателя.

Неподвил :ный образец 12, трущийся о торец вращающегося образца /, закреплен на измерительной штанге 13, установленной соосно с кольцевым образцом в промежуточной опоре 14. Измерительная штанга 13 соединена обеспечена возможность перемещения штанга в вертикальном направлении по мере износа неподвижного образца. Для создания нормальной нагрузки на штангу 13 навешиваются грузы 16. Сила трения измеряется упругим динамометром 17, например, с -применением проволочных датчиков сопрот1ивления, на который воздействует палец 18, имеющий возможность перемещаться по тазу зубчатого сектора 19 для компенсации момента трения в промежуточной опоре 14. Положение пальца /5 определяется при тарировке системы оилоизмерения. Зубчатый сектор 19, установленный в подшипниках 20, связан с магнитной муфтой 15, с которой соединена измерительная штанга 13. Понижение температуры образцов 1 и 12 происходит за счет охлаждающей жидкости, заливаемой в сосуд Дьюара 21. В случае работы с жидким гелием или водородом пр;именяется .экранирующий сосуд Дьюара 23 с жидким азотом. Устройство работает следующим образом. Устанавливаются образцы / и 12, в сосуд Дьюара заливается охлаждающая жидкость. При помощи редуктора 8 устанавливается необходимая скорость скольжения, а при помощи грузов 16 создается необходимое нормальное усилие. Сила трения определяется по деформация упругого динамометра 17, а износ образцов определяется, например, взвещиванием. Предмет изобретения Устройство для изучения трения в криогенных жидкостях, содержащее криостат с размещенным в нем узлом трения, кинематически связанным через редуктор с электроприводом, измерительную штангу с грузами, магнитной муфтой и динамометром, отличающееся тем, что, с целью расширения области температурных исследований, вал узла трения снаблсен консольным диском, несушим кольцевой образец, а измерительная штанга укреплена в подшипниках скольжения промежуточной опоры соосно с держателем образца.