Машина трения для исследования изнашивания фрикционных материалов Советский патент 1983 года по МПК G01N3/56 

Изобретение относится к исследованию сопротивления изнашиванию твердых материалов и касается конструкций трения для испытаний на трение и изнашивание в условиях возбуждения крутильн ь1х колебаний в сочетании с возбуждением или демпфированием фрикЦИОНИЕ2Х автоколебаний.

Известна машина трения для исследования изнашивания фрикционных материалов, соде1жаи|ая основание, разМ1 еииые на нем соосные ведущий и вгиш, закрепленные на их концах держатели образца и контробразца, механизм осевого нагружения ведомого вала, возбудитель крутильных колебаний, размещенный на ведущая валу, и узлы регистрации параметров трения и изнашивания 1,1.

ОДЙако известная машина не позволяет с достаточной достоверностью вести испытания в условиях знакоперемеиного трения.

Цель изобретения - повыление достоверности в условиях знакопеременного трения.

Цель достигается благодаря тому, что машина трения для исследования изнашивания фрикционных материгшов снабжена имитаторсм фрикционных колебаний, размещенньам на ведомом валу, механизмом регулирования, взаимного перекрытия взаимодействующих образца и контробразца и приводом их относительного движения.

Причем имитатор фрикционных автоколебаний выполнен в Виде сщним концом жестко закрепленного на ведомом валу перпендикулярного ему упругого

10 стержня и упругих опор, установленных на свободнсжч конце с возможностью перемещения -вдоль него.

На чертеже представлена Ьхёма машины трения.

15

Мгцаина трения исследования изнашивания фрикционных материалов сс держит основание 1, размещенные на нем с возможностью вращения сооснью ве20 дущий 2 и ведоьшй 3 валы, закрепленные на их концах держатели (не показаны) образца 4 иконтробразца 5, взаимодействующих торцами.

В качестве привода относитель 1ого движения (вращения) использован Ъри25вод б с регулируекмм числом об ч отов, кинет«атически связанный с: ведущим валом 2 клиноременной передачей. Ведущий вгш 2 при этом может перемещаться в рсщиальном направлении с

30 псмощью механизма 7 регулирования взаимного перекрытия, который выпол нен в виде качающегося на опоре 8 и оси 9 относительно основания корп са 10, связанного с этой целью чере тягу 11 с регулируемым эксцентрикс л 12, приводимьш во вращение от электродвигателя 13 через клиноременную передачу. Для восприятия осевых наг рузок вал 2 и корпус 10 снабжены упорными подшипниками 14. На валу 2 расположен динамический возбудитель 15 крутильных колебаний планетарного типа с неуравновешенными сателли ми 16, водило 17 которого приводится во вращение от электродвигателя 18 с регулируемым числом o6opioTOB. вал 3 смонтирован с возможностью продольного перемещения вместе с обоймой 19 по шариковым на правляющим 20. На торец веша через шарик воздействует шток механизма 2 осевого нагружения, в качестве кото рого может быть использована пневмо или регулируемая пружина. Имитатор 22 фрикционных автоколе баний выполнен в виде упругого стер ня 23, один конец которого жестко с единен с ведомым валом, перпендикулярно к его оси, а другой защемлен упругой опоре, выполненной в виде двух подпружиненных роликовых прижимов 24, которые могут перемещатьс вдоль стержня 23 по щекам 25. Кроме того, имитатор фрикционных автоколе баний может содержать инерцио.нные массы 26, которые расположены на жестко закрепленных в ведомом валу радиальных стержнях 27 с возможностью перестановки вдоль них. Машина содержит также средства регистрации пара1метров трения и изнашивания (не показаны). Машина работает следующим образо Образец 4 и контробразец 5 из ис пытуемых материёшов устанавливают в держателях на ведомом и ведущем валах, приводят их в контакт друг с другом и задают им относительное движение (вращение) п риводом б, пос ле чего к ним прикладывают рабочую нагрузку с помощью механизма 21 наг ружения. Механизм 7 регулирования взаимного перекрытия предназначен для имитации несоосности положенияведомого и ведущего валов реальных фрикционных узлов и может работать как непрерывно (при постоянно включенном электродвигателе 13), так и периодически, обеспечивая требуемое взаимное смещение образцов, в частности, равное нулю, когда валы 2 и 3 расположены соосно. Наложение крутильных колебаний на трущиеся образцы обеспечивается возбудителем 15 крутильных колебаний. Частота их регулируется электродвигателем 18, амплитуда - подбором неуравновешенных сателлитов 16. Параметры возбуждающихся фрикционных автоколебаний в паре трения обусловлены упругодемпфирующими и упругоинерционными характеристиками всей реактивной системы, с которой жестко связан контробразец испытуемой пары. Регулирование упругоинерционных свойств реактивной системы обеспечивается набором инерционных масс (грузов) 26 и креплением их на радиальных стержнях 27 на заданном плече. Регулирование упругодемпфирующих Vi упругоинерционных характеристик имитатора 22 фрикционных автоколебаний позволяет исследовать устойчивость фрикционных автоколебаний и обнаружить режимы и условия, при которых происходит синхронизация накладываемых крутильных колебаний и возбуждающихся фрикционных автоколебаний с тем, чтобы избежать ее в реальных, узлах. Технико-экономическая эффективность от использования предлагаемой машинь трения состоит в том, что она наиболее йолной мере обеспечивает приближение условий испытаний фрикционных материалов к условиям эксплуатации натурных фрикционных узлов типа дисковых тормозов и муфт сцепления, которые во время работы подвержены внешним вибрациям от двигателя внутреннего сгорания, имеют несоосность ведомого и ведущего валов, и параметры фрикционных автоколебаний которых зависят от упругоинерционных и демпфирующих характеристик валопровода реальных трансмиссий мобильных машинных агрегатов. Формула изобретения 1.Машина трения для исследования изнашивания фрикционных материалов, содержащая основание, размещенные на нем соосные ведущий и ведомый валы, закрепленные на их концах держатели образца и контробразца, механизм осевого нагружения вала, возбудитель крутильных колебаний, размещенный на ведущем валу, и узлы регистрации паргцлетров измерения и изнашивания, отличающаяся тем, что, с целью повышения достоверности в условиях знакопеременного трения, она снабжена имитатором фрикционных колебаний, размещенным на ведомом валу, механизмом регулирования взаимного перекрытия взаимодействукидих образца и контробразца и приводом их относительного движения, 2.Машина по п. 1, отличающаяся тем, что имитатор фрикционных автоколебаний выполнен в виде одним конце жестко закрепленного на

ведомом валу перпендикулярного ему упругого стержня и упругих опор, установленных на свободном конце стержня с возможностью перемещения вдоль него.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 643145, кл. G 01 N 3/56/1979 (прототип).