RU2130601C1 - Automated gear determining friction fatigue of surfaces under linear contacting - Google Patents
Automated gear determining friction fatigue of surfaces under linear contacting Download PDFInfo
- Publication number
- RU2130601C1 RU2130601C1 RU97111606A RU97111606A RU2130601C1 RU 2130601 C1 RU2130601 C1 RU 2130601C1 RU 97111606 A RU97111606 A RU 97111606A RU 97111606 A RU97111606 A RU 97111606A RU 2130601 C1 RU2130601 C1 RU 2130601C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- samples
- amplifier
- converter
- output
- analog
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для экспериментально-расчетного определения параметров фрикционной усталости поверхностей твердых тел, контактирующих теоретически по линии пар трения типа зуб-зуб в зубчатых передачах, колесо-дорожное полотно. The present invention relates to test equipment, namely, devices for the experimental calculation of the parameters of frictional fatigue of the surfaces of solids contacting theoretically along the line of friction pairs such as tooth-to-tooth in gears, wheel-roadway.
Известно устройство для испытания материалов на фрикционную усталость при линейном контактировании [1]. Оно включает держатели-диски, между которыми равномерно по окружности смонтированы изнашивающие эталонные инденторы-ролики, узел нагружения, снабженный самоустанавливающимся плоским испытуемым образцом постоянной ширины, датчики и приборы для измерения силы трения, привод вращения дисков с роликами, счетчик числа оборотов дисков, систему заданного регулирования положения образца относительно роликов в радиальном направлении. Узел нагружения и испытуемый образец расположены над диском с инденторами. A device for testing materials for frictional fatigue during linear contact [1]. It includes disk holders, between which wear reference indenter rollers are mounted evenly around the circumference, a loading unit equipped with a self-installing flat test specimen of constant width, sensors and devices for measuring friction force, a drive for rotating disks with rollers, a counter for the number of revolutions of disks, a system of preset regulating the position of the sample relative to the rollers in the radial direction. The loading unit and the test sample are located above the indenter disk.
Известно также устройство [2], содержащее испытуемый плоский образец, истирающий блок, поворотный диск с индикаторной лентой, узел нагружения, измерители числа оборотов истирающего блока и величины сил трения. Истирающий блок расположен над испытуемым (истираемым) образцом и выполнен в виде ротора с размещенными по его окружности на осях эталонными инденторами-роликами. На осях закреплены шестерни, входящие в зацепление с центральным зубчатым колесом. Испытуемый образец выполнен в виде трехгранной призмы, взаимодействующей своим основанием с истирающим блоком. Поворотный диск установлен над истирающим блоком и взаимодействует с инденторами-роликами в верхней части ротора. A device [2] is also known, which contains a test flat sample, an abrasive block, a rotary disk with an indicator tape, a loading unit, speed gauges of the abrasive block and the magnitude of the friction forces. The abrasive block is located above the test (abradable) sample and is made in the form of a rotor with reference indenter-rollers placed around its circumference on the axes. The axles are fixed gears that mesh with the central gear. The test sample is made in the form of a trihedral prism interacting with its base with an abrasive block. The rotary disk is mounted above the abrasion block and interacts with indenters-rollers in the upper part of the rotor.
По технической сущности оба приведенные устройства являются примерно одинаково близкими к предлагаемому. In technical essence, both of the above devices are approximately equally close to the proposed one.
Основным недостатком известных решений является невозможность непосредственного подключения к ЭВМ и необходимость демонтажа испытуемого образца для измерения износа всех его участков. Это снижает производительность, точность и достоверность процесса определения параметров фрикционной усталости материалов. The main disadvantage of the known solutions is the impossibility of direct connection to a computer and the need to dismantle the test sample to measure the wear of all its sections. This reduces the performance, accuracy and reliability of the process of determining the parameters of frictional fatigue of materials.
Технический результат, создаваемый предлагаемым изобретением, состоит в расширении функциональных возможностей устройства, повышении производительности, точности и достоверности испытаний и установления по их результатам параметров фрикционной усталости материалов за счет обеспечения возможности испытания одного образца и параллельного бездемонтажного измерения износа другого образца по всей поверхности трения и непосредственного автоматического ввода значений износа в ЭВМ. The technical result created by the invention consists in expanding the device’s functionality, increasing the productivity, accuracy and reliability of tests and establishing the frictional fatigue parameters of materials based on their results by providing the possibility of testing one sample and parallel non-dismantling measurement of the wear of another sample over the entire friction surface and direct automatic input of wear values in the computer.
Указанный результат достигается тем, что в устройство, содержащее основание, двигатель, водило-ротор с эталонными изнашивающими цилиндрическими образцами-инденторами, зубчатые колеса-сателлиты, жестко связанные с образцами-инденторами, центральное зубчатое колесо с приводом вращения, испытуемые образцы-призмы, узел нагружения и приборы для измерения сил трения, частоты вращения и общего числа оборотов водила-ротора и центрального зубчатого колеса, введены преобразователь движения двигателя, двухпозиционная поворотная платформа с механизмом ее поворота, на которой установлены каретки для испытуемых образцов-призм, упругая балка с тензодатчиками, щуповой многопозиционный зонд измерения износа с игловыми датчиками перемещения, установленными по всей площади изнашиваемой поверхности, ЭВМ и зондовый анализатор, включающий аналоговый коммутатор, усилитель-преобразователь, аналого-цифровой преобразователь, тактовый генератор, блок управления, двунаправленный шинный усилитель и дешифратор адреса. При этом один испытуемый образец установлен с возможностью взаимодействия с эталонными изнашивающими образцами-инденторами, а другой - с многопозиционным зондом измерения износа. Игловые датчики многопозиционного зонда соединены с аналоговым коммутатором, вход управления которого подключен к первому выходу блока управления. Вход усилителя-преобразователя подключен к выходу аналогового коммутатора. Сигнальный вход аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом усилителя-преобразователя. Тактовый вход аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом тактового генератора. Вход разрешения аналого-цифрового преобразователя подключен к второму выходу блока управления, входы которого соединены с выходами двунаправленного шинного усилителя. Вход чтения/записи двунаправленного шинного усилителя подключен к шине чтения/записи порта ввода-вывода ЭВМ. Вход разрешения двунаправленного шинного усилителя соединен с выходом дешифратора адреса. Информационные входы двунаправленного шинного усилителя подключены к выходу аналого- цифрового преобразователя. Двунаправленные входы шинного усилителя подключены к шине данных ЭВМ, а входы дешифратора адреса соединены с шиной адреса ЭВМ. This result is achieved by the fact that in a device containing a base, an engine, a carrier rotor with reference wear cylindrical indenter specimens, satellite gears rigidly connected with indenter specimens, a central gear wheel with a rotation drive, tested prism specimens, assembly loading and instruments for measuring friction forces, rotational speed and total number of revolutions of the carrier rotor and central gear wheel, an engine motion converter, a two-position rotary platform with by the rotation mechanism, on which the carriages for the tested prism samples are mounted, an elastic beam with strain gauges, a multi-position probe for wear measurement with needle displacement sensors installed over the entire wear surface, a computer and a probe analyzer, including an analog switch, an amplifier-converter, and an analog -digital converter, clock, control unit, bi-directional bus amplifier and address decoder. In this case, one test specimen is installed with the possibility of interaction with reference wear indenter specimens, and the other with a multi-position wear measurement probe. The needle sensors of the multi-position probe are connected to an analog switch, the control input of which is connected to the first output of the control unit. The input of the amplifier-converter is connected to the output of the analog switch. The signal input of the analog-to-digital converter is connected to the output of the amplifier-converter. The clock input of the analog-to-digital converter is connected to the output of the clock generator. The resolution input of the analog-to-digital converter is connected to the second output of the control unit, the inputs of which are connected to the outputs of the bi-directional bus amplifier. The read / write input of the bi-directional bus amplifier is connected to the read / write bus of the computer I / O port. The bi-directional bus amplifier enable input is connected to the output of the address decoder. The information inputs of a bi-directional bus amplifier are connected to the output of an analog-to-digital converter. The bi-directional inputs of the bus amplifier are connected to the computer data bus, and the addresses of the address decoder are connected to the computer address bus.
Общая схема автоматизированного устройства для определения фрикционной усталости поверхностей при линейном контактировании представлена на фиг. 1 и 2 (разрез А-А). The general scheme of an automated device for determining frictional surface fatigue during linear contacting is shown in FIG. 1 and 2 (section AA).
Устройство содержит основание 1, двигатель 2, водило-ротор 3 с эталонными изнашивающими цилиндрическими образцами-инденторами 4, зубчатые колеса-сателлиты 5, жестко связанные с образцами-инденторами, центральное зубчатое колесо 6 с приводом вращения 7, испытуемые образцы-призмы 8, узел нагружения 9 и приборы для измерения сил трения, частоты вращения и общего числа оборотов водила-ротора и центрального зубчатого колеса (не показаны), преобразователь движения 10 двигателя 2, двухпозиционную поворотную платформу 11 с механизмом ее поворота 12, на которой установлены каретки 13 для испытуемых образцов-призм, упругую балку 14 с тензодатчиками 15, усилитель и осциллограф (не показаны), щуповой многопозиционный зонд 16 измерения износа с игловыми датчиками перемещения 17, установленными по всей площади изнашиваемой поверхности, ЭВМ 18 и зондовый анализатор 19. The device comprises a
Изнашивающие образцы-инденторы 4 выполнены в виде цилиндров, равномерно расположенных по периферии водила-ротора 3, испытуемые образцы 8 - в виде прямоугольных или трехгранных призм. Длина испытуемых образцов-призм превышает кратчайшее расстояние между осями соседних эталонных изнашивающих образцов-инденторов 2. Один испытуемый образец находится в положении, соответствующем взаимодействию с образцами-инденторами 2, другой занимает позицию, соответствующую взаимодействию с многопозиционным зондом измерения износа 16 или ожиданию. Wearing indenter samples 4 are made in the form of cylinders evenly spaced around the periphery of the
Электрическая функциональная схема зондового анализатора 19 приведена на фиг. 3. The electrical functional diagram of the
В его состав входят аналоговый коммутатор (АК) 20, усилитель-преобразователь (УП) 21, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 22, тактовый генератор (ТГ) 23, блок управления (БУ) 24, двунаправленный шинный усилитель (ДШУ) 25, дешифратор адреса (ДША) 26. It includes an analog switch (AK) 20, an amplifier-converter (UP) 21, an analog-to-digital converter (ADC) 22, a clock generator (TG) 23, a control unit (BU) 24, a bi-directional bus amplifier (ДУУ) 25, address decoder (DSA) 26.
Игловые датчики 17 щупового многопозиционного зонда 16 соединены с АК 20. Вход управления (выбора источника сигнала) АК 20 подключен к первому выходу БУ 25. Вход УП 21 подключен к выходу АК 20. Сигнальный вход АЦП 22 соединен с выходом УП 21. Тактовый вход АЦП 22 соединен с выходом ТГ 23. Вход разрешения АЦП 22 подключен к второму выходу БУ 24. Входы БУ 24 соединены с выходами ДШУ 25. Вход чтения/записи ДШУ 25 подключен к шине чтения/записи порта ввода-вывода ЭВМ 18. Вход разрешения ДШУ 25 соединен с выходом ДША 26. Информационные входы ДШУ 26 подключены к выходу АЦП 22. Двунаправленные входы ДШУ 26 подключены к шине данных ЭВМ 18. Входы ДША 26 соединены с шиной адреса ЭВМ 18. The needle sensors 17 of the multi-position probe probe 16 are connected to the
АК 20 предназначен для подключения УП 21 к одному из каналов щупового многопозиционного зонда измерения износа 16. Выбор соответствующего канала производится по сигналу, поступающему от БУ 24. AK 20 is designed to connect UP 21 to one of the channels of the multi-position probe of wear measurement 16. The corresponding channel is selected by the signal from BU 24.
АЦП 22 предназначен для перевода аналогового сигнала УП 21 в цифровую форму для последующей передачи в ЭВМ 18. Начало выполнения преобразования определяется БУ 24. Для выполнения преобразования используется тактовая частота, формируемая ТГ 23. The ADC 22 is designed to convert the analog signal of UP 21 into digital form for subsequent transmission to the
ДШУ 25 служит для осуществления взаимодействия с шиной данных ЭВМ 18 и позволяет передавать информацию из АЦП 22 в ЭВМ 18, а также от ЭВМ 18 на БУ 24. Направление передачи информации определяется сигналом на шине чтение/запись ЭВМ. Факт передачи отмечается сигналом с выхода ДША 26. DShU 25 serves to interact with the data bus of the
ДША 26 предназначен для отождествления электронной части устройства с определенным портом ввода/вывода. DSA 26 is designed to identify the electronic part of the device with a specific input / output port.
Устройство работает следующим образом. Заданное усилие прижатия P испытуемого образца-призмы 8 (на фиг. 1 левого) к эталонным изнашивающим образцам-инденторам 4 обеспечивается узлом нагружения 9. При включении двигателя 2 через преобразователь 10 и привода вращения 7 водилу-ротору 3 и центральному зубчатому колесу 6 сообщается вращение с определенными угловыми скоростями. От центрального зубчатого колеса 6 вращение с соответствующей угловой скоростью передается зубчатым колесам-сателлитам 5 и изнашивающим цилиндрическим образцам-инденторам 4. Это определяет характер и скорость движения точек образцов-инденторов 4 относительно поверхности трения испытуемого образца-призмы 8 (левого на фиг. 1) и обеспечивает стабильность условий контактирования за счет того, что истирающая поверхность образцов-инденторов 4 постоянно меняет свое положение и в течение длительного времени сохраняет первоначальные геометрические и физико-механические параметры. The device operates as follows. The specified pressure P of the test specimen-prism 8 (in Fig. 1 left) to the reference wear specimens-indenters 4 is provided by the loading unit 9. When the
При последовательном фрикционном взаимодействии изнашивающих образцов-инденторов 4 с испытуемым образцом-призмой 8 каретка 13 увлекается в сторону действия сил трения и упругая балка 14 деформируется на некоторую величину. В зависимости от степени деформации упругой балки 14 в тензодатчиках 15 формируется адекватный первичный сигнал трения. По этому сигналу с помощью тензоусилителя и осциллографа регистрируется и определяется численное текущее значение силы трения, рассчитывается коэффициент трения. With a consistent frictional interaction of the wearing indenter specimens 4 with the test specimen-prism 8, the
После достижения заданного числа циклов фрикционного взаимодействия изнашивающих образцов-инденторов 4 и испытуемого образца-призмы 8 (левого на фиг. 1) двухпозиционная поворотная платформа 11 вместе с каретками 13 опускается вниз, контакт образцов-инденторов 4 и испытуемых образцов-призм 8 размыкается, платформа 11 механизмом поворота 12 поворачивается вокруг вертикальной оси на 180 градусов. Испытуемые образцы-призмы меняются местами. Подъемом поворотной платформы 11 и узлом нагружения 9 обеспечивается контакт между образцами-инденторами 4 и замененным испытуемым образцом-призмой 8. Отработавший заданное число циклов образец-призма 8 переводится в положение (на фиг. 1 правое), соответствующее взаимодействию с щуповым многопозиционным зондом измерения износа 16 и ожиданию. Для определения износа испытанного образца-призмы одновременно по всей изнашиваемой поверхности (поверхности трения) игловые датчики 17 многопозиционного зонда 16 вводятся в контакт с площадкой износа испытанного образца-призмы 8. При этом многопозиционный зонд 16 и его игловые датчики 17 ориентируются по базовым неизношенным участкам плоскости испытанного образца-призмы 8. After reaching the specified number of cycles of frictional interaction of the wearing indenter specimens 4 and the test specimen-prism 8 (left in Fig. 1), the two-position
Сигналы с игловых датчиков 17, адекватные величине местных износов испытанного образца-призмы 8, поступают на АК 20 зондового анализатора 19, который расшифровывает сигналы от датчиков 17 следующим образом. The signals from the needle sensors 17, adequate to the local wear of the tested sample prism 8, are fed to the
Прикладная программа, выполняющаяся на ЭВМ 18, производит запись в порт ввода-вывода сигнала для съема информации. При этом информация выставляется на шину данных, а адрес порта ввода-вывода - на адресную шину. На шине "чтение/запись" появляется сигнал "запись". The application program running on the
ДША 26 формирует сигнал для активизации ДШУ 25. Сигнал шины "чтение/запись" определяет маршрут передачи в сторону БУ 24. Получив сигнал для съема информации, БУ 24 выставляет адрес первого канала щупового многопозиционного зонда 16 и формирует сигнал начала преобразования для АЦП 22.
Далее (через заранее определенную задержку, зависящую от времени преобразования сигнала устройством) прикладная программа производит чтение порта ввода-вывода. При этом адрес порта ввода-вывода выставляется на адресную шину, а на шине "чтение/запись" появляется сигнал "чтение". Further (after a predetermined delay, depending on the time the signal is converted by the device), the application program reads the I / O port. In this case, the I / O port address is set to the address bus, and the read signal appears on the read / write bus.
ДША 26 формирует сигнал для активизации ДШУ 25. Сигнал шины "чтение/запись" определяет направление передачи от АЦП 22. Информация от АЦП 22 вводится в ЭВМ 18.
Далее прикладная программа снова передает команду на съем информации. Цикл работы повторяется аналогично описанному, за тем исключением, что БУ 24 выставляет адрес второго канала щупового многопозиционного зонда измерения износа 16. Next, the application program again transmits a command to retrieve information. The operation cycle is repeated as described, with the exception that the
При последующих съемах информации адрес канала многопозиционного зонда 16 возрастает на единицу; при достижении последнего номера осуществляется переход на первый адрес. With subsequent information retrieval, the channel address of the multi-position probe 16 increases by one; when the last number is reached, it goes to the first address.
Численные значения параметров фрикционной усталости материалов рассчитываются ЭВМ 18 по числу циклов подвижного контактирования образцов-инденторов 4 с испытуемым образцом-призмой 8, величине локальных износов испытанных образцов-призм 8, давлению на контакте, сближению образцов-инденторов и образцов-призм под нагрузкой, коэффициенту трения, кинематике относительного перемещения точек касания образцов-инденторов 4 и испытуемого образца-призмы 8. The numerical values of the frictional fatigue parameters of materials are calculated by the
Предлагаемое устройство позволяет значительно повысить производительность, точность и достоверность испытаний материалов на фрикционную усталость, сократить время определения параметров фрикционной усталости. Кроме того, обеспечиваются полнота и наглядность получения информации, существенно упрощается формирование банка данных. The proposed device can significantly improve the performance, accuracy and reliability of testing materials for frictional fatigue, reduce the time to determine the parameters of frictional fatigue. In addition, the completeness and visibility of obtaining information is provided, the formation of a data bank is greatly simplified.
Использованные источники
1. Ершов В.А., Замятина Л.А. Способ испытания материалов на фрикционную усталость и устройство для его осуществления. Авторское свидетельство СССР N 1250907 / БИ N 30, 1986.Used sources
1. Ershov V.A., Zamyatina L.A. A method of testing materials for frictional fatigue and a device for its implementation. USSR author's certificate N 1250907 / BI N 30, 1986.
2. Ершов В.А., Замятин Ю.П., Телегин Г.Н. Устройство для испытания материалов на фрикционную усталость. Авторское свидетельство СССР N 1293560 / БИ N 8,1987. 2. Ershov V.A., Zamyatin Yu.P., Telegin G.N. Device for testing materials for frictional fatigue. USSR author's certificate N 1293560 / BI N 8.1987.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97111606A RU2130601C1 (en) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | Automated gear determining friction fatigue of surfaces under linear contacting |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97111606A RU2130601C1 (en) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | Automated gear determining friction fatigue of surfaces under linear contacting |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2130601C1 true RU2130601C1 (en) | 1999-05-20 |
RU97111606A RU97111606A (en) | 1999-05-27 |
Family
ID=20195100
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97111606A RU2130601C1 (en) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | Automated gear determining friction fatigue of surfaces under linear contacting |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2130601C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104021957A (en) * | 2014-06-10 | 2014-09-03 | 莱芜钢铁集团有限公司 | Proximity switch installation system |
CN110487662A (en) * | 2018-05-15 | 2019-11-22 | 罗伯特·博世汽车转向有限责任公司 | The Corrosion monitoring based on power of Vehicular turn rack gear |
-
1997
- 1997-07-02 RU RU97111606A patent/RU2130601C1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104021957A (en) * | 2014-06-10 | 2014-09-03 | 莱芜钢铁集团有限公司 | Proximity switch installation system |
CN110487662A (en) * | 2018-05-15 | 2019-11-22 | 罗伯特·博世汽车转向有限责任公司 | The Corrosion monitoring based on power of Vehicular turn rack gear |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20190242800A1 (en) | Device for measuring rubber wear | |
US7437917B1 (en) | Method of evaluating a disc brake rotor | |
CN110186678A (en) | High-speed bearing measurement of friction torque system | |
RU2130601C1 (en) | Automated gear determining friction fatigue of surfaces under linear contacting | |
CN108318363A (en) | Detection device and its detection method for the abrasion of bottom pivot mushroom head | |
CN1225345C (en) | Method for simultaneous processing and measuring paramenter for processed surface | |
CN110243711A (en) | A kind of constant speed formula frictional wear experiment data measuring method and testing machine | |
CN201083489Y (en) | Variable cross-section arc workpiece thickness measurement instrument | |
US3638230A (en) | Apparatus for measuring dynamic loss angle | |
US6067857A (en) | Braking element processing system | |
CN108916658A (en) | A kind of multi-functional tube channel detector test platform | |
US3214965A (en) | Inspecting abrasive grinding wheels | |
CN210198704U (en) | Planetary roller screw precision test device capable of testing various sizes and models | |
RU97111606A (en) | AUTOMATED DEVICE FOR DETERMINATION OF FRICTIONAL SURFACE FATIGUE AT LINEAR CONTACT | |
JP2719275B2 (en) | Friction force measuring method and its measuring device | |
CN211576348U (en) | Torsional vibration test toothed belt | |
SU947702A1 (en) | Device for testing material specimens for wear | |
RU2164676C1 (en) | Plant for diagnosis of bearing capacity of surface layers of article | |
CN217465647U (en) | Tire endurance test machine depth of parallelism detection device | |
RU2019782C1 (en) | Appliance for gear wheel run-out gauge | |
SU1193517A1 (en) | Arrangement for testing textile materials for friction | |
SU1000862A2 (en) | Polymer material thermal stability determination device | |
Matveev et al. | Selecting a method of reference in measuring the undulation of antifriction bearing races | |
SU389443A1 (en) | INSTALLATION FOR DETERMINATION OF TENSIONAL STRESSES DURING FRICTION | |
SU1332187A2 (en) | Device for testing samples of loose materials |