CS233552B1 - Skúšobné zariadenie pre klzné,zvlášt ložiskové materiály - Google Patents

Description

233 5S2

Vynález riesi zariadenie pře skúšanie klznýchmateriálov, zvlášť materiálov klzných ložísk.

Pre skúšanie klzných ložísk sa pri riešení klznýchuzlov a prístrojov z hladiska tribologickýeh problémov doposiaí používal značné zlošitý postup. Jednotlivéparametre sa určovali vo vačšine oddelene na niekol- ' kých druhoch skúšobných Zariadení. Testovanie prevádza-né v niekolkých etapách je komplikované, priebehskušok je zdíhavý a nákladný. Váčšina skúšobných strojovslúži ako laboratorně přístroje pre zisťovanie klzných/třecích/ charakteristických veličin, ktorými sa posudzu-je vhodnosť použitia materiálu pre klzné ložiská.

Komplexnějšie posúdenie materiálov, používaných pre klznéložiská dostaneme na skúšobných modelových zariadeniach,kde je skúšaný model skutočného ložiska alebo priamoskutočné ložisko, kde sa v maximálněj miere přiblížímek prevádzkovým podmienkam, ale ani tieto skúšobné modelovézariadenia nedávajú komplexné posúdenie skúšobného ma-teriálu.

Uvedené nevýhody sú z velkej časti odstránenéskúšobným zariadením podlá vynálezu.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že zariadenie jezostavené z elektrických, elektronických a mechanickýchprvkov tak, že všetky zadané a merané parametre akýmisú napr. zaťažovacia sila, klzná rýchlosť, třecí moment,teplotu v skúšanom ložisku a teplotu okolia, sú prevá-dzané na elektrický signál a ich velkost je zaznamená-vaná na registračný pás papiera viackřivkového zapisovača.Zaťažovacia sila je vyvodzovaná pomocou kvapalného,alebo plynného média v membránovom servomotore. Može byťregulovaná ručně, alebo programovo riadená podlá predomzvoleného pro,gramu daného.metodikou skúšky. 2 233 SS2

Medzi membránu servomotoru a zaťažovacie ústrojenstvoje vložený tenzometrický snímač sily, v ktorom sa zaťa-žovacia sila mění na elektrický signál, ktorého velkostje úměrná jej velkosti. Tento signál je privádzaný naviackrivkový zapisovač, kde je priebeh zaťažovacej silyzaznamenaný na registračný papier.

Rotáciu skúšobnébo hriadeťa, na ktorom je uloženáskúsobná objímka so skúšaným ložiskom zabezpečuje hnacíagregát, obyčajne elektromotor na jednosměrný prúd, ktorýje riadený tyristorovým regulátorom. Ovládanie tyristoro-vého regulátora a tým i plynulá regulácia otáčok elektro-motora može byť převedená ručně alebo programovo.

Velkost otáčok a tým i klzná rýchlost je zaznamenávanána zapisovači. Skúsobná objímka, v ktorej je upevněnéskúsané ložisko je pomocou ramena a tiahla spojenás indukčným vysielačom polohy. V dosledku rotácie skúšob-ného hriadela a zaťažovacej sily /pósobiacej kolmo/vzniká třecí moment, ktorý je vyvažovaný pružnými ele-mentární. Naklopenie objímky s ramenom je prenásané ceztieto pružné elementy na indukčný vysielač polohy,v ktorom vzniká elektrický signál, ktorý je úměrný vel-kosti trecieho momentu. Tento signál je taktiež pri-vádzaný na zapisovač, kde je prieoeh trecieho momentuzaznamenaný na registračný papier. Meranie teploty v skú-šanom ložisku je převedené pomocou termoelektrickýchčlánkov. Meranie teploty okolia /pracovného prostredia/' jepřevedené pomocou odporového článku typu Ptk. Priebehoboch teplot je taktiež zaznamenaný na registračnýpapier. V obvode merania trecieho momentu, ako i teplotyskúšaného ložiska sú zaradené obmedzovacie regulátory,ktorých úlohou je obmedzit max. přípustný třecí momenta maximálnu prípustnú teplotu a tým chránit celézariadenie voči poškodeniu. - 3 -

Skúšobné zariadenie poala vynálezu zodpovedá modelo- v vému zariadeniu, ktoré umožňuje určenie základných parame-trov klzných ložiskových materiálov komplexně při jedinom v skušobnom cykle. Zariadenie umožňuje simulovat skutočné pracovně podmienky klznej dvojice ložisko - hriadeí a přitom ✓ si zachovává charakter laboratorneho prístroja s obvykloupresnosťou merania a snímania jednotlivých parametrov.Zvlást je vhodné pre rychle určovanie základných klznýchvlastností ložiskových uzlov, maximálně únosnosti ložisko-vých materiálov, súčiniteía trenia, priebehu teplot, klznejrychlosti a opotrebenia. Rýchly priebeh skúšok dovolujepoměrně jednoduché statistické vyhodnocovanie a operatívnuaplikáciu.

Sila posobiaca na skúšobné ložisko je statická a jejvelkost a priebeh je možné volit buď rudným nastavením,alebo pomocou predom zvoleného programu. Podobné je možnéměnit priebeh klznej rychlosti. Programové riadeniepriebehu zaťažovacej sily i klznej rychlosti može byť pře-vedené naraz, súčasne, alebo nezávisle na sebe každé oso-bitne. Zariadenie je taktiež možné použit pre dlhodobéskúsky životnosti klzných ložísk a po převedení úpravyi pře skúsky za extrémnych podmienok. Je vhodné pre vyba-venie aj dalším príslušenstvom, ktoré umožňuje prevádzaťskúsky radiálne-axiálnych alebo len axiálnych klznýchložísk. v Příklad prevedenia skúšobného zariadenie podlá vyná-lezu je znázorněný na připojených výkresoch, kde na obr.lje schematický znázorněný nárysný pohlad na mechanickáčást zariadenia, na obr. 2 schematický bočný pohlad namechanická část zariadenia, na obr. 3 bloková schéma zapo-jednia zariadenia. 233 SS2 - 4 -

SkúsoL é zariadenie pozostáva z hnacieho agregátu. 1 spojeného prevodom s vreteníkom 2, v v ktorom. je upnutý skúsobný hriadel 2 a. Skúšané ložisko6 je zabudované v objímke 2 · Na skúšané ložisko 6uložené na skúšobnom hriadeli 2 a pósobí zatažovacia silavyvodená v servomotore 3 cez tenzometrický snímač 17 silya zatažovacie ústrojenstvo 2· Tlakové médium /plyn alebokvapalina/ je do zariadenia dopracované potrubím cezredukčnú stanicu 14 /obrázok 3/ do elektromagnetickéhopřevodníku 1£, kde je toto médium upravené na požadovanýtlak. Z elektromagnetického prevodníka 1? je upravené tlako-vé médium přivedené do servomotora J., kde vyvolává zaťa-žovaciu silu. Velkost zaťažovacej sily je možné regulovat ovládáním elektromagnetického prevodníka lg ruánýtnovládacím za.riadeníwlg_a alebo programovatelhým ovládacímzariadenítnlg b. V tenzometrickom snímači 17 posobenímzatážovacej sily vzniká elektrický signál, ktorý je pri-védzaný na viackrivkový zapisovač Z, kde obsadí jednoz meraných miest. Na zapisovači Z je zaznamenávaný priebeha velkost zaťažovacej sily v závislosti na čase. Skúšobnáobjímka 2 Je pomocou ramena g a cez tiahlo 4 spojenás pružnými elementární 8. V ddsledku trenia v klznom uzleskúšané ložisko 6 - hriadel 2 a dochádza k vvchýleniu ramena a tým i k priehybu pružných elementov 8.

Tento priehyb je prenášaný na indukčný vysielač 20 polo-hy, kde vzniká elektrický signál, ktorý je úměrný velkostitrecieho momentu. Tento signál je privádzaný jednak naobmedzovací regulátor 21 a na zapisovač Z, kde obsadídá.lšie. merané miesto. Na obmedzovacom regulátore 21 jemožné nastavit maximálny přípustný třecí moment. V případejeho prekročenia dochádza k vypnutiu celého zariadeniaz činnosti. Mikrospínač 20 a je mechanicky spojenýs indukčným vysielačom 20 polohy a tvoří ochranu protinadměrnému pretaženiu zariadenia a pri prudkom zadřenískúšaného ložiska 6 chrání mechanické časti zariadenia předpoškodením. 233 532 - 5 -

Rotačný pohyb hriadela 2 a je vyvolaný hnacímagregátom 1 pomocou mechanického převodu 1 b. Otáčkyhnacieho agregátu 1 sú riadené tyristorovým regulátoromlc otáčok, ktorý mdže byť ovládaný ručn ovládacímzariadením 15 a alebo programová ' ovládacím. zariadením15 b. Otáčky skášobnej hriadele^éá snímané tachogenerá-torom 3 a a ich okamžitá velkost možno odčítať na me-racom přístroji 4 a. Elektrický signál, ktorý vznikáv tachogenerátore 3 a je privádzaný cez upravovačimedzičlánok 5 b na zapisovač Z, kde je priebežne za-znamenávaný priebeh a velkost klznej rýchlosti skákané-ho hriadela 2a.

Meranie teploty v skášanom ložisku 6 je převedenépomocou termoelektrického článku 31. Priebeh a velkostteploty v ložisku 6 je taktiež zaznamenávaná na zapisova-či Z. Elektrický signál z termoelektrického článku 31je privádzaný taktiež na. obmedzovací regulátor 21, kde v ukazuje okamžité hodnoty teplót a zároveň je spojenýspatnou vazbou s tyristorovým regulátorom 1 c otáčok.

Na obmedzovacom regulátoré^je možné nastavit maximálněpřípustná teplotu skákaného klzného uzla. Po jej překroče-ní dochádza k vyradeniu zariadenia z činnosti.

Na zapisovač Z je ďalej připojený snímač 3,3 teplotyokolia, ktorý zaznamenává počas skákky priebeh teplotypracovného prostredia.

Skásobné zariadenie podlá vynálezu je určené k rýchle-mu zisťovaniu parametrov a vlastností klzných ložískvseobecne, vzlákť ložísk pórovitých sýtených mazadlom,vyrábaných technológiou práškovéj metalurgie, ako i inýchklzných elementov určených ako klzné dvojice.

Zariadenie umožňuje prevádzanie štyroch základnýchskášok a to : a/ skákka medzného zataženia /tzv. zadieracia skákka/, 233 552 b/ skúška medznej rychlosti /tzv. rýchlostnázadieračka/, c/ skúška únosnosti pre určenie /p.v/ diagramu,d/ skúška životnosti /trvanlivosti/; - skúška medzného zaťaženia sa prevádza za účelom zisteniamax. zaťažiteínosti daného klzného materiálu /ohraničeni© /p.v/ křivky v oblasti měrného zataženiap /MPa/., - skúška medznej rychlosti sa prevádza za účelom zisteniamax. dovolenej klznej rychlosti klzného materiálu/ohraničenie p.v/ křivky v oblasti klznej rychlosti v /rns“^"/., - skúška únosnosti sa prevádza za účelom zistenia /p.v/křivky daného klzného materiálu, - skúška životnosti /trvanlivosti/ klzného ložiskaalebo materiálu sa prevádza za účelom zistenia max.doby bezporuchového chodu ložiska při určitýchprevádzkových podmienkach / v závislosti na klznejrýchlosti a mernom zatažení/.

Skúšobný stroj umožňuje simuláciu prevádzkovýchpodmienok práce klzného uzla, pokial sa tieto nachádzajúv oblasti jeho technických parametrov /0 - F^max, 0 - Vmax/, alebo prevádzanie modelových skúšok klznýchmateriálov na štandardných rozmeroch skúšobných ložíska hriadelí. Može pracovat pri konstantněj rýchlostia premenným parametrom sa stává měrné zaťaženie, ktoré samóže nastavovat ručně alebo jeho změna sa prevádza automaticky podlá predom zvoleného programu. Zariadenie možepracovat i opačné t.j. pri konštantnom zatažení a prie-beh klznej rýchlosti sa móže volit individuálně podlápotřeby alebo programovo riadiť. V případe potřeby jemožné priebehy oboch hlavných parametrov t.j. zataženie"p" i klznú rychlost "v” nezávisle na sebe naprogramovat. 233 551 - 7 -

Merací systém skúšobného stroja okrem hlavných para- v metrov ”p” a "v" umožňuje meranie a zaznamenávaniedalších parametrov, ako sú teplota v ložisku, priebehtrecieho momentu /z ktorého sa potom vypočítává súči-nitel trenia ”^u "/ a teplotu pracovného prostredia/okolia/.

Obsluhujúci personál počas skúšky prevádza len ná-matkovú kontrolu meracích a registračných prístrojova chodu zariadenia. Po ukončení programu alebo pri do-siahnutí predom zvolenej max. prípustnej teploty v lo-žisku alebo max. súčinitela trenia sa stroj automatickyzastaví. Po ukončení skúšky je potřebné grafický záznampriebehu skúšky /ktorý je vyhotovený zapisovačom/ de-šifrovat do numerickéj podoby na příslušné protokolyo skúške /tabulky/. Takto získané údaje o priebehu skúškyje možné štatisticky spracovať a vyhodnotit. Na základetakto zistených a spracovaných hoandt jednotlivýchparametrov je možné určit tieto ich vzájomne súvisiacevztahy: - súčiniteí trenia v závislosti na zatažení prikonštantnej klznej rýchlosti /^u = F/p/, pri v = konšt./ - súčiniteí trenia v závilosti na klznej rýchlostipri konštantnom zatažení /^u = F/v, p = konšt./

- závislost zaťaženia "p" na klznej rýchlosti MvM pri konšt. teplote T p = F/v/j. T = konšt. a opačné v = F/p/; T = konšt. - závislost opotrebenia na zatažení a klznej rýchlosti; - závislost teploty v ložisku na zatažení aleboklznej rýchlosti; - vztah medzi opotřebením a súčiniteíom trenia.

Claims (3)

1. i PŘEĎME? VYNÁLEZU 233 552

   1. Skúšobné zariadenie pře klzné, zvlášť ložiskovémateriály, pozostávajúce z hnacieho agregátu spojené“ ho prevodom s vreteníkom, v ktorom je votknutýskúšobný hriadel, na ktorom je uložené skúšané lo-žisko, upevněné v objímke, opatřené zaťažovacímústrojenstvom s tenzometrickým snímačom sily napo-jeným na merací přístroj, vyznačujúce sa tým, žetenzometrický snímač /17/ sily je upravený namembráně servomotore /3/ připojeného na výstuptlakového média z redukčnej stanice /14/, ku ktoré-mu je připojený elektromagnetický převodník /15/, ·pričom na objímke /7/ ložiska /6/ je upravené ía-meno /5a/, spojené cez tiahlo /4/ s pružnými elementá-rní /8/, s indukčným vysielačom /20/ pripújenýmjednak na zapisovač /Z/ a jednak na obmedzovacíregulátor /21/, kterého výstup je spojený s tyristo-rovým regulátorom /lc/ hnacieho agregátu /1/.
2. 2. Skúšobné zariadenie podlá bodu 1, vyznačujúce satým, že elektromagnetický převodník /15/ a tyristo-rový regulátor /lc/ otáčok spojený s mikrospínačom/20 a/, upevněným na indukčnom vysielači /20/ jeopatřený ručným ovládacím zariadením /15 a/ a pro- v gramovatelným ovládacím zariadením /15 b/.
3. 3. Skúšobné zariadenie podlá bodu 1, vyznačujúce satým, že na zapisovač /Z/ je připojený snímač /33/teploty okolia a termoelektrický článok /31/, premeranie teploty v skúšanom ložisku /6/, so zabudovanýmobmedzovacím regulátorom /21/ napojeným na tj/ristorovýregulátor /lc/ otáčok. 2 výkresy