DD155555B1

DD155555B1 - WEAR TESTING MACHINE FOR SLIDING TESTING UNDER INCREASED TEMPERATURES

Info

Publication number: DD155555B1
Application number: DD22635580A
Authority: DD
Inventors: Hans-Juergen Heinrich; Klaus Thieme
Original assignee: Heinrich Hans Juergen; Klaus Thieme
Priority date: 1980-12-19
Filing date: 1980-12-19
Publication date: 1986-11-05
Also published as: DD155555A1

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Prüfmaschine, die Modell-Gleitverschleißuntersuchungen bei erhöhten Temperaturen ermöglicht Als Grundpr nzip fur die Verschleißuntersuchungen wurde das Prufprinzip des Spurzapfens nach Siebel — Kehl angewendet Mit Hilfe dieser Maschine lassen sich Modellversuche bei einerTrockenreibung und unter Schmierung durchfuhren, die es ermöglichen, das Verschieißverhalten von Werkstoffen, Werkstoffpaarungen und Schmierstoffen, die einer Gleitbeanspruchung unterliegen, zu beurteilenThe invention relates to a testing machine which permits model sliding wear examinations at elevated temperatures. The basic principle for the wear tests was the test principle of the Siebel-Kehl camber. Using this machine, model tests can be carried out with dry friction and with lubrication, which make possible the wear behavior of materials, mate- rials and lubricants subject to sliding stress

Characteristic of the known technical solutions

Es sind Verschleißprufmaschinen bekannt, die nach dem Spurzapfenprinzip arbeiten Diese Maschinen besitzen aber den Nachteil, daß mit ihnen nur bei Raumtemperatur oder im erhitzten Ölbad Verschleißuntersuchungen durchgeführt werden könnenThere are wear testing machines known which operate on the Spurzapfenprinzip These machines have the disadvantage that with them only at room temperature or in a heated oil bath wear tests can be carried out

Mit Hilfe der bekannten Prüfmaschinen ist es nicht möglich, den Temperatureinfluß auf den Reibungs- und Verschleißvorgang zu untersuchen und das Verschleißverhalten von Werkstoffen im Trocken- und Mischreibungsgebiet unter erhöhten Temperaturen zu analysierenWith the help of the known testing machines, it is not possible to investigate the influence of temperature on the friction and wear process and to analyze the wear behavior of materials in the dry and mixed friction area under elevated temperatures

In der DE-P1 008934 wird ein Prüfschrank beschrieben, der sehr rasch wechselnde physikalische oder chemische Bedingungen zulaßt, mit dem aber keine Reibungs- und Verschleißuntersuchungen durchgeführt werden können Eine Vorrichtung zur Ermittlung des Materialverschleißes bei hohen Umgebungstemperaturen ist in der DE-AS 1193272 dargestellt Bei dieser Vorrichtung ist ein Behalter drehbar um eine Achse angeordnet Im Inneren des Behalters ist ein zylindrisches Matenalstuck befestigt, welches zusammen mit dem Behalter angetrieben wird und einen der beiden Reibkörper bildet Die Achse des Reibkorpers liegt auf der Rotationsachse des Behalters Auf diesen Reibkörper werden ein oder mehrere Prüfkörper mittels Schwenklager angedruckt Der Beruhrungsdruck laßt sich durch Gewichte von unterschiedlicher Masse einstellen Zur Erzeugung einer bestimmten Temperatur ist der Behalter in einem Ofen untergebracht Mittels einer Meßeinrichtung wird die Einhaltung der Temperatur überprüftIn DE-P1 008934 a test chamber is described, which allows very rapidly changing physical or chemical conditions, but with which no friction and wear tests can be performed A device for determining the material wear at high ambient temperatures is shown in DE-AS 1193272 a cylindrical container is mounted inside the container, which is driven together with the container and forms one of the two friction bodies. The axis of the friction body lies on the axis of rotation of the container Test specimen printed by means of a swivel bearing The contact pressure can be adjusted by weights of different masses In order to generate a specific temperature, the container is placed in an oven. The observance of the temperature is checked by means of a measuring device

Der Nachteil dieser Vorrichtung ist, daß nur Walzverschleißuntersuchungen hiermit durchgeführt werden können Mit dieser Vorrichtung können keine Gleitverschleißuntersuchungen durchgeführt werden Arbeiten im Mischreibungsgebiet sind ebenfalls nicht realisierbarThe disadvantage of this device is that only Walzverschleißuntersuchungen hereby can be performed with this device no Gleitverschleißuntersuchungen be performed work in Mischreibungsgebiet are also not feasible

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer Verschleißprufmaschine, die es ermöglicht, auf der Grundlage des Spurzapfenprinzips Verschleißuntersuchungen an Werkstoffen unter erhöhten Temperaturen bis maximal 400⁰C im Trocken- und Mischreibungsgebiet durchzufuhren, bei gleichmaßigerTemperaturverteilung innerhalb des TrockenraumesThe object of the invention is to provide a Verschleissprufmaschine, which makes it possible to carry out on the basis of the Spurzapfenprinzips wear examinations of materials at elevated temperatures up to 400 ⁰ C maximum in the dry and mixed friction area, gleichmaßiger temperature distribution within the dry space

Explanation of the essence of the invention

Das Wesen der Erfindung besteht dann, daß eine Verschleißprufmaschine in der Form geschaffen wird, daß in einem elektrisch beheizten Trockenraum Gleitverschleißuntersuchungen nach dem Spurzapfenprinzip bei weitgehend konstantem Temperaturverlauf fur alle Stellen des Trockenraumes und besonders fur die Prüfkörper bis zu Temperaturen von 400⁰C durchgeführt werden könnenThe essence of the invention is then that a Verschleissprufmaschine is provided in the form that in an electrically heated drying room Gleitverschleißuntersuchungen on the Spurzapfenprinzip at a substantially constant temperature profile for all locations of the drying room and especially for the test specimens up to temperatures of 400 ⁰ C can be performed

Das Spurzapfenprmzip wurde als Modellgleitverschleißprmzip ausgewählt, das damit gegenüber vielen anderen Prüfverfahren die nominelle Kontaktflache und somit die Flachenpressung über die gesamte Versuchsdauer exakt definiert konstant bleibt Der Trockenraum, in dem die Probekorper stirnseitig gegeneinander reiben, wird mittels Elektroheizkorper, die in unmittelbarer Nahe der Prufproben angebracht sind, beheizt und die Umgebungsatmosphare, die die Probekorper aufheizt, wird mittels eines Lufters, der auf der rotierenden Spindel angebracht ist, auf eine gleichmaßige Temperaturverteilung gebrachtThe Spurzapfenprmzip was selected as Modellgleitverschleißprmzip, which remains constant over many test procedures, the nominal contact surface and thus the surface pressure over the entire duration of the test exactly the dry space in which the specimens rub frontally against each other, is attached by Elektroheizkorper, which are in the immediate vicinity of the test specimens are, heated and the ambient atmosphere, which heats the specimen is brought by means of a fan, which is mounted on the rotating spindle, to a uniform temperature distribution

exemplary

Die erfindungsgemaße Losung ist anhand der Zeichnung vorschlagsweise an einem Ausfuhrungsbeispiel dargestellt Figur 1 zeigt im Schema eine derartige Verschleißprufmaschine Beim Aufbau der Verschleißprufmaschine wurde das bekannte Prufprinzip fur Gleitverschleißuntersuchungen von Siebel/Kehl, das Spurzapfenprinzip angewendetThe solution according to the invention is shown by way of example on an exemplary embodiment in the drawing. FIG. 1 shows such a wear inspection machine in the construction of the wear inspection machine. The known testing principle for sliding wear examinations by Siebel / Kehl, the journal principle, was used

Mit Hilfe des Prufprinzips können Verschleißversuche durchgeführt werden, bei denen über die gesamte Versuchsdauer die nominelle Kontaktflache exakt definiert konstant bleibt Vom Grundprinzip des Spurzapfens wurde dahingehend abgegangen, daß zwei feststehende Klotzchen als Unterprobe 1 stirnseitig gegen eine rotierende Ringprobe als Oberprobe 2 gepreßt werdenWith the aid of the test principle, wear tests can be carried out in which the nominal contact surface remains precisely defined over the entire duration of the test. The basic principle of the stud was determined by pressing two stationary blocks as a sub-sample 1 against a rotating ring sample as a supersample 2

Die Unterproben 1 sind auf einem pendelnd gelagerten Tisch 3 befestigt, der es ermöglicht, die auftretenden Fertigungstoleranzen bei der Herstellung der Probekorper weitgehend auszugleichen Die Oberprobe 2 wird über eine festgelagerte Spindel 4 angetrieben, deren Drehzahl stufenlos oder in Stufen über einen Keilriementrieb von Motor 5 erfolgt Die Belastung wird durch Veränderung eines Laufgewichtes 6 auf einem Lineal 7 variiert und über Andrucken der auf einen in einer kugelgelagerten Säulenführung 8 verstellbaren Tisch 3 befestigten Unterproben 1 stimseitig gegen die Ringoberprobe 2 aufgebracht Der Tisch 3 mit den Unterproben 1 ist drehbar gelagert und über eine starre Seilkonstruktion 9 mit einer Drehmomentenwaage 10 verbunden, die nur eine dem sich an der Drehmomentenwaage 10 einstellenden Gleitgewicht begrenzte Verdrehung des Tisches 3 entsprechend des jeweilig auftretenden Reibmomentes zulaßt Die Verschleißprufmaschine ist so ausgeführt, daß die Probenkorper 1, 2 in einem elektrisch beheizten Trockenraum 11 stirnseitig gegenemanderreiben Der Tisch 3 fur die Unterproben 1 und die Oberprobenhalterung 12 der rotierenden OberprobeThe sub-samples 1 are mounted on a pendulum-mounted table 3, which makes it possible to largely compensate for manufacturing tolerances in the production of specimens The upper sample 2 is driven by a fixed spindle 4 whose speed is infinitely or in stages via a V-belt drive motor 5 The load is varied by changing a running weight 6 on a ruler 7 and applied by pressure of the attached to a ball-mounted column guide 8 adjustable table 3 sub-samples 1 end face against the ring upper sample 2 The table 3 with the sub-samples 1 is rotatably mounted and a rigid Rope construction 9 is connected to a torque balance 10, which allows only one to the torque scale 10 adjusting sliding weight limited rotation of the table 3 corresponding to the respective friction torque occurring The Verschleissprufmaschine is designed so that the Probenkorper 1, 2 in egg Towards the end face of an electrically heated drying room 11 The table 3 for the subsamples 1 and the supernatant holder 12 of the rotating supercalpt

2 befinden sich ebenfalls innerhalb des Trockenraumes 11 Dagegen befinden sich samtliche Lagerstellen sowohl fur den Tisch2 are also inside the drying room 11 In contrast, all bearings are both for the table

3 als auch fur die Spindel 4 außerhalb des Trockenraumes 11 Der Trockenraum 11 besteht aus einem Stahlskelett 14, welches allseitig durch vom Trockenraum inneren angebrachte Isoliertafeln 15 thermisch isoliert ist Die Prüf proben 1, 2 lassen sich über eine mit einem Sichtfenster versehene verschließbare Trockenraumtur 16 austauschen Der Trockenraum 11 wird elektrisch beleuchtet, so daß die Reibpaarung wahrend des Verschleißversuches durch das Sichtfenster der Trockenraumtur 16 beobachtet werden kann Die Beheizung des Trockenraumes 11 erfolgt mittels Elektroheizkorper 13, die in der Nahe der Prufproben 1, 2 angebracht wurden und die es ermöglichen, den eingestellten Temperatursollwert über eine geeignete Regeleinrichtung mit nachgeschalteten Thyristoren zu regeln3 and for the spindle 4 outside the drying room 11 The drying room 11 consists of a steel skeleton 14, which is thermally insulated on all sides by the drying room inside mounted insulating panels 15. The test samples 1, 2 can be exchanged over a provided with a viewing window lockable Trockenraumtur 16 The drying space 11 is electrically illuminated, so that the friction pair can be observed during the wear test through the viewing window of the drying room door 16 The heating of the drying room 11 by means of Elektroheizkorper 13, which were mounted in the vicinity of the test specimens 1, 2 and which make it possible set temperature setpoint via a suitable control device with downstream thyristors

Ein auf der rotierenden Spindel 4 fur die Oberprobe 2 angebrachter Lufter 17 garantiert einen weitgehend konstanten . Temperaturverlauf fur alle Stellen des Trockenraumes 11 und besonders fur den Bereich der Prufproben 1, 2 Um die Spindellagerung weitgehend thermisch zu entlasten, wurde vorder ersten Lagerstelle eine Kuhllufterscheibe 18 auf der Spindel 4 befestigt, die einmal zur Wärmeabfuhr der in den Trockenraum 11 ragenden Spindel 4 und zum anderen zur Kühlung der Lagerstelle dient Des weiteren wurde, um den Wärmestau in der Spindel 4 zu verringern, diese als Hohlwelle ausgeführt Die Verschleißprufmaschine wurde so ausgelegt, daß Verschleißuntersuchungen bis zu Umgebungstemperaturen d h Trockenraumtemperaturen von max 400⁰C möglich sindA mounted on the rotating spindle 4 for the upper sample 2 Lufter 17 guarantees a largely constant. Temperature profile for all points of the drying room 11 and especially for the area of the test specimens 1, 2 To the thermally relieve the spindle bearing, a Kuhllufterscheibe 18 was mounted on the spindle 4 before the first bearing, which once for heat dissipation of the protruding into the drying chamber 11 spindle 4th Furthermore, in order to reduce the accumulation of heat in the spindle 4, these are designed as a hollow shaft. The wear testing machine was designed so that wear examinations up to ambient temperatures, ie dry space temperatures of 400 ^° C. are possible

Claims

invention claim

1 wear testing machine for sliding wear tests under constant elevated temperatures at the friction point, working according to the wear principle of the stud, in dry and mixed friction, wherein the test samples are arranged in an electrically heated drying room, characterized in that the Elektroheizkorper (13) in the immediate vicinity of the test samples (1,2) are arranged and that an air filter (17) for uniform temperature distribution is present

2 wear inspection machine according to item 1, characterized in that the Lufter (17) on a rotating spindle (4) is arranged directly above the upper sample holder (12)

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