Узел торцевого трения к испытательному стенду Советский патент 1981 года по МПК G01M13/04 

(54) УЗЕЛ ТОРЦОВОГО ТРЕНИЯ К ИСПЫТАТЕЛЬНОМУ СТЕНДУ

1

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при исследованиях, связанных с разработками металлопластмассовых подшипников.

Известен узел трения лабораторной мгшшны трения торцового типа. Указанный узел трения содержит вра-щающийся диск с торцовой поверхностью трения и контактирующий с ним, закрепленный в зажимном патроне вргидающийся элемент трения lj.

При работе этого узла в испытательной машине может быть определена только общая нагрузка,.прилагаемая к элементу трения, однако определить распределение давлений на поверхности трения между участками двух различных материалов в этом узле трения невозможно.

Знание давлений на разнородных участкгис поверхности трения необходимо для определений допустимых режимов эксплуатации детгшей, обоснованного выбора состава материала вставок для заданных условий эксплуатации и боле полного изучения свойств. сущесг вующих композиций.

Таким образом в результате, испытаний объем информации оказывается

недостаточным, а цикл экспериментальных исследований, направленных на изучение существующих или разра- ботку новых антифрикционных компо, зиций, удлиняется.

Цель изобретения - увеличение объема информации/ получаемой в результате испытаний на трение и износ

0 ускорение цикла экспериментальных исследований направленных на изучени существующих или разработку новых антифрикционных композиций путем контроля распределения давлений меж15 ДУ участками несущего и смазывающего материалов.

Поставленная цеЛь достигается тем, что в известном узле трения

20 невращающийся элемент трения выполнен составным в виде стакана с установленным внутри него подвижным в осевом направлении сердечником, между данныкш частями которых размещены

25 датчик силы, при этом торцовая контактирующая поверхность составного элемента трения образована его обеим детёшями.

Кроме того, сердечник и стакан

30 элемента трения входят в зацепление

чередующимися выступами и впадинами на торцовой поверхности трения.

Детали, образующие торцовую композитную поверхность трения неподвижного элемента имеют в рабочей части выступы и пазы. Они сочленяются таким образом, что выступы одной детали входят в пазы между выстпами второй детали.

Благодаря такому исполнению неповижного элемента трения испытательная нагрузка прилагается к одной из деталей и передается другой детали через датчик силы. В процессе испытаний ок91зывается возможным регистрровать как общую нагрузку, прилегаемую к элементам трения,так и нагрузку, которая приходится на участки одного из составляющих композицию матералов. Следовательно, выясняется распределение да.влений между участками двух материалов, чередующихся на копозитной поверхности трения.

На фиг.1 показан узел трения, включающий подвижный и неподвижный элементы, разрез, на Фиг. 2 - деталь из несущего материала, выполненная в виде стакана с выступами; на фиг.З - деталь из смазывающего материала, выполненная в виде стержня с выступами.

На шпиндель 1 (фиг.1) испытательной машины трения навинчен патрон 2. В патрон 2 вставлен подвижный элемент 3 трения, представляющий собой втулку с поверхностью трения на торце. Патрон и элемент трения связаны между собой с помощью шпонки 4 . в контакте с подвижным элементом трения находится неподвижный элемент трения, выполненный из двух деталей. Одна из деталей представляет собой стакан 5 из несущего материала (фиг.1 и 2) С выступами 6. (фиг.2), торцы которых являются пов ерхностями трения. В стакан вставлен по подвижной посадке сердечник 7 из смазывающего материала (фиг.1 и 3). Стержень имеет выступы 8, входящие в пазы между выступами б стакана 5. На противоположном торце сердечника 7 закреплен шарик 9, который упирается в датчик 10 силы, например, ейкостного или магнитоупругого типа. Последний, в свою эчередь, упирается в шарик 11,закрепленный в стакане 5. Датчик силы вставлен в.пазовое отверстие 12 стакана 5.. От датчика силы отходит коаксиальный вывод 13, соединяющийся с электронным. От привода испытательной машины, через шпиндель 1 м патрон 2 движение сообщается втулке 3. В контакте с торцовой псшерхностью втулки 3 находятся торцовые участки выступов 6 стакана 5 и выступы 8 сердечника 7. Давление в

этом контакте создается нагрузочным устройством испытательной машины. Усилие Р (показано стрелкой на фиг.1 и контактируетея с помощью измерительных средств машин) через патрон 5 14 передается стакану 5. Часть силы через шарик 11, датчик 10 и шарик 9 передается стержню 7. Указанная часть общей силы Р создает давление в контакте выступов 8 сердечника 7 с

Q поверхностью втулки 3. По этой величине, контролируемой с помощью датчика 10, вычисляется давление в контакте элемента трения из смазывающего материала с поверхностью трения втулки 3. Эта же величина и

значение общего усилия Р позволяет вычислить давление в контакте элемента трения из несущего материала (стакан 5) с поверхностью трения втулки 3.

0 Предлагаемая конструкция узла трения испытательной машины дает возможность в процессе испытаний образцов на износ определять распределение давлений между участками несущего и смазывающего материалов композитной поверхности трения, а за счет этого - ускорить исследование и разработку антифрикционных композиций, получающих все большее расQ пространение в машиностроении.

Формула изобретения

, 1. Узел торцового трения к испытательному стенду, содержащий установленную во вращающемся зажимном патроне втулку с торцовой поверхностью трения, а также контактирующий с ней невращающийся элемент трения,

0 отличающийся тем,что,с целью контроля распределения давлений по поверхности трения,невращающийся элемент трения выполнен составным в виде стакана с установленным внутри

5 него подвижным в осевом направлении сердечником, между донными частями которых размещен датчик силы, при этом торцовая контактирующая поверхность составного элемента трения обQ разована его обеими частями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Каверзин С.В., Тайер Э.Ф. Машина трения торцового типа. - Труды Красноярского политехнического лнститута. Машиностроение, 1972, № 6, с. 88-92 (прототип).