RU169375U1 - ROLLING FRICTION MACHINE - Google Patents

ROLLING FRICTION MACHINE Download PDF

Info

Publication number
RU169375U1
RU169375U1 RU2016140365U RU2016140365U RU169375U1 RU 169375 U1 RU169375 U1 RU 169375U1 RU 2016140365 U RU2016140365 U RU 2016140365U RU 2016140365 U RU2016140365 U RU 2016140365U RU 169375 U1 RU169375 U1 RU 169375U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
balls
sample
rolling friction
ball bearing
counter
Prior art date
Application number
RU2016140365U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Альберт Викторович Королев
Андрей Альбертович Королев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.)
Priority to RU2016140365U priority Critical patent/RU169375U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU169375U1 publication Critical patent/RU169375U1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/56Investigating resistance to wear or abrasion

Landscapes

  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к машиностроению и может использована для испытания деталей машин на износ и сопротивление трению качения. Машина трения качения содержит станину, закрепленный на ней корпус с располагаемыми в нем шарами, образцом и контробразцом, выполненным в виде цилиндрического конуса, узел нагружения и привод вращения контробразца. Между станиной и корпусом размещен датчик крутящего момента. В качестве образца использовано наружное кольцо шарикового подшипника. Угол конуса контробразца равен двойному углу контакта шариков с дорожкой качения шарикового подшипника. Техническим результатом является обеспечения возможности свободного вращения шариков по дорожке качения кольца шарикоподшипника под заданным углом контакта и повышение точности измерения момента трения качения. 1 ил.The utility model relates to mechanical engineering and can be used to test machine parts for wear and rolling friction resistance. The rolling friction machine contains a frame, a housing fixed on it with balls placed therein, a sample and a counter sample made in the form of a cylindrical cone, a loading unit and a rotation sample rotation drive. Between the bed and the housing there is a torque sensor. The outer ring of a ball bearing was used as a sample. The cone angle of the counter-pattern is equal to the double contact angle of the balls with the race of the ball bearing. The technical result is to provide the possibility of free rotation of the balls along the raceway of the ball bearing ring at a given contact angle and to increase the accuracy of measuring the rolling friction moment. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к машиностроению и может использована для испытания деталей машин на износ и сопротивление трению качения.The utility model relates to mechanical engineering and can be used to test machine parts for wear and rolling friction resistance.

Известен способ и устройство для дефектоскопии движущейся поверхности при испытании на износ, при котором детали прижимают одна к другой и по акустическим колебаниям зонда, прижимаемого к исследуемой поверхности, судят о состоянии этой поверхности (авторское свидетельство SU №407211).A known method and device for defectoscopy of a moving surface during a wear test, in which the parts are pressed against each other and judging by the acoustic vibrations of the probe pressed against the surface to be examined, is judged on the state of this surface (copyright certificate SU No. 407211).

Недостатком этого устройства является большое усилие, требуемое для испытания, и длительное время испытания.The disadvantage of this device is the great effort required for the test, and the long test time.

Известна машина для исследования процесса трения шаров внутри кольца (авторское свидетельство SU №186183), в которой шары прижимаются к внутренней поверхности кольца под действием центробежной силы.A known machine for studying the process of friction of balls inside a ring (copyright certificate SU No. 186183), in which the balls are pressed against the inner surface of the ring under the action of centrifugal force.

Недостатком этого устройства является сложность регулирования нагрузки и то, что на детали трения невозможно передать комбинированную нагрузку.The disadvantage of this device is the difficulty of regulating the load and the fact that it is impossible to transfer the combined load to the friction parts.

Наиболее близкой по технической сущности и совокупности признаков к заявляемой является машина трения качения, содержащая станину, закрепленный на ней корпус с располагаемыми в нем шарами, образцом и контробразцом, выполненным в виде цилиндрического конуса, узел нагружения и привод вращения контробразца (авторское свидетельство SU №1174830). Устройство снабжено установленной в корпусе чашкой, по которой катятся шарики, механизмом зажима шариков между крышкой корпуса и основанием чашки, препятствующим свободному вращению шариков, корпус установлен на станине с возможностью ограниченного углового перемещения, в качестве образца используются шарики.The closest in technical essence and combination of features to the claimed one is a rolling friction machine containing a frame, a housing fixed to it with balls placed in it, a sample and a counter sample made in the form of a cylindrical cone, a loading unit and a rotation sample rotation drive (copyright certificate SU No. 1174830 ) The device is equipped with a cup mounted in the housing along which the balls roll, a mechanism for clamping balls between the housing cover and the base of the cup, which prevents the free rotation of the balls, the housing is mounted on a bed with limited angular movement, and balls are used as a sample.

Недостатком данного устройства является то, что оно не обеспечивает условия испытания, приближенные к условиям работы подшипника качения при свободном вращении шариков. Так как шарики, опираясь на дно чашки, всегда испытывают дополнительное сопротивление вращению, чашка по форме не соответствует форме колец подшипников, устройство, которое обеспечивает ограниченное угловое перемещение корпуса, вызывает дополнительное сопротивление вращению корпуса, что вносит существенную погрешность в показания измерения момента трения.The disadvantage of this device is that it does not provide test conditions that are close to the operating conditions of the rolling bearing with free rotation of the balls. Since the balls, based on the bottom of the cup, always experience additional resistance to rotation, the cup does not match the shape of the bearing rings, a device that provides limited angular movement of the housing causes additional resistance to rotation of the housing, which introduces a significant error in the measurement of the friction moment.

Задачей настоящей полезной модели является обеспечение условий испытания, приближенным к условиям свободного качения шариков в шарикоподшипнике при расширении технологических возможностей устройства.The objective of this utility model is to provide test conditions that are close to the conditions of free rolling of balls in a ball bearing while expanding the technological capabilities of the device.

Поставленная задача достигается тем, что в машине трения качения, содержащей станину, закрепленный на ней корпус с располагаемыми в нем шарами, образцом и контробразцом, выполненным в виде цилиндрического конуса, узел нагружения и привод вращения контробразца, между станиной и корпусом размещен датчик крутящего момента, в качестве образца использовано наружное кольцо шарикового подшипника, а угол конуса контробразца равен двойному углу контакта шариков с дорожкой качения шарикового подшипника.The problem is achieved in that in a rolling friction machine containing a bed, a housing fixed to it with balls placed therein, a sample and a counter sample made in the form of a cylindrical cone, a loading unit and a counter-rotation rotation drive, a torque sensor is placed between the frame and the body, the outer ring of the ball bearing was used as a sample, and the angle of the cone of the counter-pattern is equal to the double angle of contact of the balls with the raceway of the ball bearing.

Техническим результатом является обеспечения возможности свободного вращения шариков по дорожке качения кольца шарикоподшипника под заданным углом контакта и повышение точности измерения момента трения качения.The technical result is to provide the possibility of free rotation of the balls along the raceway of the ball bearing ring at a given contact angle and to increase the accuracy of measuring the rolling friction moment.

Так как в качестве образца используется наружное кольцо шарикового подшипника, а угол конуса контробразца соответствует углу контакта шариков с дорожкой качения образца, то это приближает условия испытания к условиям свободного вращения шариков в шарикоподшипнике. Устройство позволяет исследовать влияние геометрических параметров рабочей поверхности деталей шариковых подшипников, их материала, технологии изготовления, применяемой смазки, угла контакта и других средств на трение и износ и тем самым определять рациональные условия изготовления и эксплуатации подшипника качения. Тем самым расширяется технологическая возможность устройства по сравнению с прототипом. А так как корпус устройства установлен непосредственно на датчике крутящего момента, то это повышает точность измерения, так как на момент вращения не оказывают влияние посторонние факторы.Since the outer ring of the ball bearing is used as the sample, and the cone angle of the counterbores corresponds to the contact angle of the balls with the raceway of the sample, this brings the test conditions closer to the conditions of free rotation of the balls in the ball bearing. The device allows you to investigate the influence of the geometric parameters of the working surface of ball bearing parts, their material, manufacturing technology, the lubricant used, the contact angle and other means on friction and wear and thereby determine the rational conditions for the manufacture and operation of the rolling bearing. This extends the technological capability of the device compared to the prototype. And since the body of the device is installed directly on the torque sensor, this increases the accuracy of the measurement, since extraneous factors do not affect the torque.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где изображен общий вид предлагаемого устройства.The essence of the utility model is illustrated in the drawing, which shows a General view of the proposed device.

На чертеже обозначены:In the drawing are indicated:

1 - испытываемый образец;1 - test sample;

2 - корпус;2 - case;

3 - промежуточная втулка;3 - intermediate sleeve;

4 - сепаратор;4 - separator;

5 - шарики;5 - balls;

6 - контртело;6 - counterbody;

7 - нажимной вал;7 - pressure shaft;

8 - крышка;8 - cover;

9 - датчик крутящего момента;9 - torque sensor;

10 - основание.10 - base.

Испытываемый образец 1, представляющий собой наружное кольцо шарикового подшипника, установлен в корпусе 2 через промежуточную втулку 3. Внутри испытываемого образца 1 в сепараторе 4 размещены шарики 5. Диаметр шариков 5 равен диаметру шариков в шарикоподшипнике. Между шариками 5 установлено контртело 6 конической формы, связанное с помощью торцового шпоночного соединения с нажимным валом 7. Нажимной вал 7 находится под действием осевой силы P, создаваемой механизмом нагружения (не показан). Сверху корпуса 2 закреплена крышка 8 с центральным отверстием для ввода нажимного вала 7. Крышка 8 зажимает по торцу испытываемый образец 1, предотвращая его вращение.The test sample 1, which is the outer ring of the ball bearing, is installed in the housing 2 through the intermediate sleeve 3. Inside the test sample 1 in the cage 4 are balls 5. The diameter of the balls 5 is equal to the diameter of the balls in the ball bearing. Between the balls 5, a conical-shaped counterbody 6 is mounted, connected by means of a face key connection to the pressure shaft 7. The pressure shaft 7 is under the action of the axial force P created by the loading mechanism (not shown). On top of the housing 2, a lid 8 is fixed with a central hole for inputting the pressure shaft 7. The lid 8 clamps the test piece 1 at the end, preventing its rotation.

Вся конструкция размещена на датчике крутящего момента 9, закрепленном на основании 10. Угол конуса контртела 6 равен требуемому двойному углу контакта шариков 5 с дорожкой качения шарикового подшипника. В полость корпуса 2, выполненного в виде стакана, может заливаться смазочно-охлаждающая жидкость различного состава, а испытываемый образец 1 может изготавливаться из различных материалов с использованием различных технологий.The whole structure is placed on the torque sensor 9, mounted on the base 10. The angle of the cone of the counterbody 6 is equal to the required double contact angle of the balls 5 with the race of ball bearing. In the cavity of the housing 2, made in the form of a glass, lubricating coolant of various compositions can be poured, and the test sample 1 can be made of various materials using various technologies.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Нажимному валу 7 придается вращение с частотой n, в результате чего получает вращение контртело 6. За счет сил трения с контртелом 6, нагруженным силой P, получают вращение шарики 5, которые совершают движение обкатки по дорожке качения шарикового подшипника. Возникающий между шариками 5 и испытываемым образцом 1 момент трения качения замеряется датчиком крутящего момента 9, закрепленным на основании 10. После заданного времени обкатки вращение нажимного вала 7 прекращается, нажимной вал 7 отводится в вертикальном направлении, крышка 8 снимается с корпуса 2, а из его полости извлекаются контртело 6, шарики 5 с сепаратором 4 и испытываемый образец 1. Измеряется износ рабочих поверхностей образца 1 и контртела 6, по величине которого и по величине момента трения качения, измеряемого в процессе испытания, определяется эффективность конструкторских и технологических мероприятий. Если испытанию подвергают образцы различных размеров, то вместе с образцом 1 меняется и втулка 3.The operation of the device is as follows. The pressure shaft 7 is rotated at a frequency n, as a result of which the counterbody 6 is rotated. Due to the frictional forces with the counterbody 6 loaded with force P, balls 5 are rotated, which make a break-in movement along the raceway of the ball bearing. The rolling friction moment arising between the balls 5 and the test piece 1 is measured by a torque sensor 9 fixed to the base 10. After a predetermined break-in time, the rotation of the pressure shaft 7 is stopped, the pressure shaft 7 is retracted in the vertical direction, the cover 8 is removed from the housing 2, and from it the cavities are removed counterbody 6, balls 5 with a separator 4 and the test sample 1. Measured wear of the working surfaces of the sample 1 and counterbody 6, the magnitude of which and the magnitude of the rolling friction moment, measured during the test Determined by the efficiency of design and technological activities. If samples of various sizes are tested, then sleeve 3 also changes with sample 1.

Использование предлагаемой конструкции машины трения качения по сравнению с известными позволяет: исследовать влияние геометрических параметров рабочей поверхности деталей шариковых подшипников, их материала, технологии изготовления, применяемой смазки, угла контакта и других средств на трение и износ и тем самым определять рациональные условия изготовления и эксплуатации подшипника качения. Тем самым расширяется технологическая возможность устройства по сравнению с прототипом. Кроме того, повышается точность измерения момента трения качения между шариками 5 и образцом 1, так как на этот показатель не оказывают влияние другие элементы устройства.Using the proposed design of the rolling friction machine in comparison with the known allows: to study the influence of the geometric parameters of the working surface of the parts of ball bearings, their material, manufacturing technology, the applied lubricant, contact angle and other means on friction and wear and thereby determine the rational conditions for the manufacture and operation of the bearing rolling. This extends the technological capability of the device compared to the prototype. In addition, the accuracy of measuring the rolling friction moment between the balls 5 and the sample 1 is improved, since other elements of the device do not affect this indicator.

Пример. Опытный образец заявляемого устройства был использован для определения влияние консистентной смазки на момент трения качения и износ рабочих поверхностей шарикового подшипника 36308. Размеры подшипника: внутренний диаметр 40 мм, наружный диаметр 90 мм и высота 23 мм. Диаметр шариков в шарикоподшипнике равен 15 мм, количество шариков 12. Номинальный угол контакта в подшипнике β=12°.Example. A prototype of the inventive device was used to determine the effect of grease on the moment of rolling friction and wear of the working surfaces of a ball bearing 36308. Bearing dimensions: inner diameter 40 mm, outer diameter 90 mm and height 23 mm. The diameter of the balls in the ball bearing is 15 mm, the number of balls is 12. The nominal contact angle in the bearing is β = 12 °.

В качестве образца использовали наружное кольцо подшипника с радиусом профиля дорожки качения rg=7,72 мм. Осуществляли исследование влияния на момент трения качения и износ различных видов смазок: ЦИАТИМ ГОСТ 8551-74, Литол 24 ГОСТ 21150-87 и ВНИИ НП-282 ГОСТ 24926-81.As a sample, an outer bearing ring with a radius of the raceway profile rg = 7.72 mm was used. A study was made of the influence of various types of lubricants at the time of rolling friction and wear: TsIATIM GOST 8551-74, Litol 24 GOST 21150-87 and VNII NP-282 GOST 24926-81.

Для исследования использовали средний режим работы подшипника: осевую нагрузку P=6000 Н, частоту вращения n=3000 об/мин, время испытания τ=8 часов. Испытания проводили с полным комплектом шариков, так как при этом износ проявляется особенно ярко. Контртело изготавливали из того же материала, из которого изготовлено кольцо подшипника - сталь ШХ15. Угол конуса образца брали равным α=2β=24°. Износ замеряли путем профилирования образующей контртела на профилометре.For the study, the average operating mode of the bearing was used: axial load P = 6000 N, rotation speed n = 3000 rpm, test time τ = 8 hours. The tests were carried out with a full set of balls, since in this case the wear manifests itself especially clearly. The counterbody was made of the same material from which the bearing ring is made - ШХ15 steel. The cone angle of the sample was taken equal to α = 2β = 24 °. Depreciation was measured by profiling the generatrix of the counterbody on a profilometer.

Результаты испытаний приведены в таблице 1.The test results are shown in table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Как видно, смазка ТИАТИМ обеспечивает существенно меньший момент трения качения и меньший износ, чем другие смазки.As you can see, TIATIM grease provides significantly less rolling friction and less wear than other greases.

Таким образом, предложенное устройство позволяет в короткое время осуществлять исследование момента трения качения и износа в условиях, приближенных к условиям работы подшипника качения.Thus, the proposed device allows in a short time to study the moment of rolling friction and wear under conditions close to the operating conditions of the rolling bearing.

Claims (1)

Машина трения качения, содержащая станину, закрепленный на ней корпус с располагаемыми в нем шарами, образцом и контробразцом, выполненным в виде цилиндрического конуса, узел нагружения и привод вращения контробразца, отличающаяся тем, что между станиной и корпусом размещен датчик крутящего момента, в качестве образца использовано наружное кольцо шарикового подшипника, а угол конуса контробразца равен двойному углу контакта шариков с дорожкой качения шарикового подшипника.A rolling friction machine comprising a bed, a housing fixed on it with balls placed therein, a sample and a counter sample made in the form of a cylindrical cone, a loading unit and a counter sample rotation drive, characterized in that a torque sensor is placed between the frame and the body as a sample the outer ring of the ball bearing is used, and the angle of the cone of the counter-pattern is equal to the double angle of contact of the balls with the race of ball bearing.
RU2016140365U 2016-10-13 2016-10-13 ROLLING FRICTION MACHINE RU169375U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016140365U RU169375U1 (en) 2016-10-13 2016-10-13 ROLLING FRICTION MACHINE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016140365U RU169375U1 (en) 2016-10-13 2016-10-13 ROLLING FRICTION MACHINE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU169375U1 true RU169375U1 (en) 2017-03-16

Family

ID=58449987

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016140365U RU169375U1 (en) 2016-10-13 2016-10-13 ROLLING FRICTION MACHINE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU169375U1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1174830A1 (en) * 1984-03-06 1985-08-23 Koroleva Natalya Device for studying wear
SU1620912A1 (en) * 1989-01-02 1991-01-15 Саратовский политехнический институт Apparatus for investigating attrition of materials
US20080168823A1 (en) * 2007-01-17 2008-07-17 Gentek Technologies Marketing Inc. Roller fatigue test apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1174830A1 (en) * 1984-03-06 1985-08-23 Koroleva Natalya Device for studying wear
SU1620912A1 (en) * 1989-01-02 1991-01-15 Саратовский политехнический институт Apparatus for investigating attrition of materials
US20080168823A1 (en) * 2007-01-17 2008-07-17 Gentek Technologies Marketing Inc. Roller fatigue test apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Cousseau et al. Experimental measuring procedure for the friction torque in rolling bearings
US10281388B2 (en) Tester to estimate co-efficient of friction and determine properties of a sample lubricant
Zmarzły Influence of the internal clearance of ball bearings on the vibration level
CN104748692A (en) Three-roller integrated load roller pin optic elastohydrodynamic tester
CN105651513A (en) Testing system for lubrication characteristic of vertical water-lubricated tilting thrust bearing liquid film
RU169375U1 (en) ROLLING FRICTION MACHINE
KR100949242B1 (en) Testing Apparatus for Bearing Solid Lubricated
CN106610260B (en) Grease lubrication rolling bearing film thickness measuring device and testing method thereof
Korolev et al. Friction machine for accelerated wear tests of frictional rolling elements
Šaravanja et al. APPLICATION OF VIBRATION ANALYSIS IN JOURNAL BEARING PROBLEMS DIAGNOSTICS.
RU111660U1 (en) FRICTION MACHINE
Yusof et al. The effect of lubrication on the vibration of roller bearings
CN115683627A (en) Fatigue performance testing device and testing method for simulating angular contact ceramic ball bearing
CN116296928A (en) Method for testing rolling contact fatigue performance of GCr15 bearing steel for manufacturing high-speed ceramic hybrid bearing
RU188359U1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE FRICTION FORCES OF SLIDING BEARINGS
JP2019020329A (en) Condition evaluation method for grease inside rolling bearing and condition evaluation apparatus for the same
WO2014117754A1 (en) Equipment for loading surface layer of material
Tóth et al. Effect of selected ecological lubricants on the wear of defined sliding bearing
RU2638393C1 (en) Device for definition of materials friction characteristics
Ishiia et al. Effect of Cross-Sectional Profile of Circular Dimples on Hydrodynamic Lubrication Characteristics of Thrust Bearings
RU173288U1 (en) Device for determining the technical level of rolling bearings
Blake et al. Measurement of running torque of tapered roller bearings
JPH01232236A (en) Bearing run testing machine
CN216898677U (en) Special detection tool for outer circle of retainer
Dahiwal et al. Investigation of Cage Pocket Wear in Solid-Lubricated Rolling Bearings

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20181014