Устройство для испытания материалов на трение и износ Советский патент 1982 года по МПК G01N3/56 

(5t) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ТРЕНИЕ иИЗНОС

1

Изобретение относится к устрой.ствам для испытания материалов на трение и износ при различных видах трения и, в частности, в условиях граничного трения при различных рабочих и теплоносительных средах.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для испытания материалов ра трение и износ, содержащее основание, установленную ,Q на нем герметичную камеру, размещенные в последней держатель образцов, держатель контробразцов, средства подогрева, подвода и отвода рабочей среды, измерители моментов j трения, износа и. те 4пературы, узел нагружений, привод вращения держателя образцов и регистрирующий при6opt13.

Однако данное устройство характе- 20 ризуется Недостаточной достовер ностью результатов исг тания матеpHenoBv что обусловлено невозможностью одновременного определения

износа, расходуемой кинетической энергии, выделяемой тепловой энергии, и момента трения.

Цель изобретения - повышение достоверности результатов испытания материалов.

.Указанная цель: достигается тем, что устройство для испытания материалов на трение и износ, содержащее основание, установленную на нем герметичную камеру, размещенные в последней держатель образцов, держатель контробразцов, средства подогрева, подвода и отвода рабочей среды, измерители моментов трения, износа и температуры, узел нагружения, привод вращения держателя образцов и регистрирующий прибор, снабжено инееционным узлом, соединенным .с держателем образцов, муфтой, служащей для соединения инерционного узла с приводом вра Щения держателя образцов, регист9ратором частоты вращения держателя образцов, мембраной, отделяющей в камере полость для тепленосительной среды, узлом регулирования. давления и температуры среды, датчикоя перемещения мембраны, связанным в узлом нагружения. На чертеже представлено устройство для испытания материалов на трение и износ. Устройство содержит основание 1, камеру 2, держатель 3 образцов , держатель 5 контробразцов 6, средства подогрева (не показаны), подвода и отвода рабочей среды в в де штуцеров 7 и 8 соответственно, измерители 9-11 входного и выходного момента трения, износа и тем-пературы соответственно, узел 12 нагружения, привод 13 вращения держателя 3 и регистрирующий прибор И а также снабжено инерционным узлом 15, муфтой 16, регистратором частоты вращения держателя 3, выполненным в виде шторок 17, источника 18 света, фотоэлемента 19, счетчика 20 и фотокамеры 21, мембраной 22, например , из металла хорошей теплопроводности, средствами в виде штуцеров 23 и 2k соответсвенно подвода и отвода теппоносительной среды , узлом 25 регулирования давления и температуры этой среды и датчиком 2б перемещения мембраны 22. Разность температур рабочей сре ды в входном 7 и выходном 8 штуцерах изменяется размещенными в них тензорезисторами 27 и 28, которые покрыты эпоксидной смолой, а разность температур теплоносительной среды - тензорезисторами 29 и 30. Мембрана 22 и держатель 5 взаимодей ствуют через шаровую опору 31. Узел 12 нагружения образцов k и контробразцов 6 включает рычаг 32, втул ку 33 и упорный подшипник З. Инерционный узеп 15 соединен с держателем 3 образцов 4 через вал 35. На валу 35 размещен датчик Зб момента трения, выполненный в виде наклеен ных на этом валу тензорезисторов. Управление муфтой 16 осуществляет ся посредством рычага 37, электромагнита 38, пружины 39 и контактов kQ (например, ртутных), связанных датчиком Зб. Герметизация камеры 2 обеспечивается дросселями kV и 42. 4 егистрация параметров оЬуществлятся прибором И, например многоканальным осГциллографом , измериелем 3 деформаций типа ИД-61М, : счетчиком 20 с программным задатчикрм (не показан) типа ЕСА-3. Питание атчика 10 осуществляется источником 4А. Камера выполнена теплоизоированной. Измеритель 11 температуры выполнен в виде термопары, сблокированной с электронным мостом. Устройство работает следующим образом. В камере 2 размещают образцы k и контробразцы 6 на держателях 3 и 5. Монтируют в ней подшипник З и уплотнение (не показано) втулки 33. На вал 35 закрепляют инерционный узел 15. Через дроссель 1 и штуцер 7 камера 2 при перекрытом дросселе А2 заполняется рабочей средой, например морской водой, кислотой и т.д., до плоскости трения образцов k и контрОбразцов 6. Узлом 25 подается через штуцер 2 и выводится через штуцер 2АхТеплоносительная среда, подпирающая мембрану 22 заданным давлением, определенной температуры. С помощью дросселей 41 и 42, устанав 1ивающих скорость тока рабочей среды, узлрм 25 обеспечивается установившийся температурный режим. Параметры рабочей и теплоносительной сред регистрируются прибором 14, измерителями 43 и 11 и тензорезисторами 27-30. При несоприкасающихся образцах 4 и контробразцах 6 рычагом 37 приводят во вращение от привода 13вал 35 и регистрируют с помощью датчика Зб момент трения в уплотнениях (не показаны) вала 35 и втулки 33, который уравновешивают грузами (не показаны) узла 12. Затем рычагом 32 образцы 4 и контробразцы 6 перемещают до соприкосновения и .регистрируют с помощью измерителя 10, фотокамеры 21 и приборов 14исходный уровень отсчета износа. Устанавливают на счетчике 20 команду, которая разобщает привод 13 с валом 35 посредством управляемой муфты .16 при достижении необходимого числа оборотов инерционного узла 15. После этого рычагом 32 образцы 4 и контробразцы 6 выводятся из соприкосновения. Включают привод 13 муфтой 16, соединенной с валом 35,и приводят во вращение инерционный узел 15; который набирает

597

заданное счетчиком 20 число оборотов. После этого следует команда на разобщение привода 13 с валом 35 посредством электромагнита 38 и рычага 37, преодолевающего жесткость пружины 39. Нагружают образцы k и контробразцы 6. Регистрируют частоту вращения держателя 3 образцов и количество оборотов инерционного узла 15 с помощью фотокамеры 21, фиксирующей на пленке цифровую индикацию счетчика 20, воспринимающего периодическое перекрытие шторками 17 луча от источника 18 света к фотоэлементу 19. При этом иt epциoнный узел 15 сообщает поворот держателю 5 через контакт образцов k и контробразцов 6, а контак-ы tO разобщаются , обеспечивая снижение потерь на трение. Прибором 1,измерителем 3, счетчиком 20 и фотокамерой 21 накапливают информацию по моменту трения на держателе 5 от измерителя 9, тепловыделению по показаниям узла 25, измерителя 11, тензорезисторов :27-30, бремени остановки и интенсивности падения числа оборотов вала 35, а также износа.по датчикам 10 и 26. По измерениям находят износ, кинетическую энергию, Затрачиваемую на износ, момент трения и выделяемое тепло.

Положительный эффект обусловлен повышением достоверности результатов

26 испытания материалов на трение и износ.

Форкула изобретения Устройство для испытания материалов на трение и износ, содержащее основание,-установленную на нем герметичную камеру, размещенные в ;последней держатель образцов, держат тель контрОбразцов, средства подогрева, подвода и отвода рабочей среды, измерители моментов трения, износа и температуры, узел нагружения, привод вращёния держателя образцов и регистрирующий прибор, о т личающееся тем, что, с целью повышения достоверности результатов испытания, оно снабжено инерционным узлом, соединенным с держателем образцов, муфтой, служащей для соединения инерционного узла с приводом вращения держателя образцов, регистратором частоты вращения держателя образцов, мембраной, отдедяющей в камере полость для теплоносителъной среды, узлом регулирования давления и температуры теплоносительной среды, датчиком перемещения мембраны, связанным с узлом нагружения.«

Источники информации, принятые о внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № , кл. G 01 N 3/5б, 1979 (прототип).

I

Q