RU2381481C1 - Машина для испытания материалов на трение и износ - Google Patents
Машина для испытания материалов на трение и износ Download PDFInfo
- Publication number
- RU2381481C1 RU2381481C1 RU2008147349/28A RU2008147349A RU2381481C1 RU 2381481 C1 RU2381481 C1 RU 2381481C1 RU 2008147349/28 A RU2008147349/28 A RU 2008147349/28A RU 2008147349 A RU2008147349 A RU 2008147349A RU 2381481 C1 RU2381481 C1 RU 2381481C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- friction
- samples
- machine
- wear
- lever
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к испытательной технике, а именно к машинам для испытания материалов на трение и износ. Техническим результатом является улучшение метрологических свойств машины и повышение надежности. Машина для испытания материалов на трение и износ содержит два диска, на торцевых поверхностях которых закреплены образцы, один из дисков имеет привод вращения от размещенного в станине электродвигателя, а другой установлен в корпусе на нагружающем штоке и соединен гибкой связью с охватывающим шток полым валом, на котором установлен рычаг, взаимодействующий с датчиком момента трения, закрепленным на корпусе, а также узел силонагружения, системы измерения и управления. Причем датчик момента трения, работающий на сжатие, установлен так, чтобы его силовая ось проходила на постоянном расстоянии от оси вращения полого вала и совпадала с линией действия силы от рычага, передающего момент трения от образцов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к испытательной технике, а именно к машинам для испытания материалов на трение и износ (машины трения).
Известны машины трения, содержащие узлы для закрепления испытываемых образцов, один из которых приводится во вращение, а другой связан с осью маятника, угол отклонения которого является мерой величины момента трения, например модель И 47-К54 (см. Крагельский И.В. Трение и износ. М.: Машиностроение. 1968, с.480).
Недостатком таких машин является большая инерционность маятника, что не позволяет измерять динамические процессы, возникающие при трении.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой машине является выбранная в качестве прототипа машина для испытания материалов на трение и износ 2168 УМТ, содержащая два диска, на торцевых поверхностях которых закреплены образцы, один из дисков имеет привод вращения от размещенного в станине электродвигателя, а другой установлен в корпусе на нагружающем штоке и соединен гибкой связью с охватывающим шток полым валом, на котором установлен рычаг, взаимодействующий с датчиком момента трения, закрепленным на корпусе, а также узел силонагружения, системы измерения и управления, причем консольный упругий элемент датчика момента, работающего на изгиб, установлен перпендикулярно линии действия силы от рычага, а узел силонагружения содержит манометры для измерения давления на образцы (см. Браун Э.Д., Горбунов В.Н., Смушкович Б.Л. Методы и оборудование для прогнозирования фрикционно-износных характеристик узлов трения продукции тяжелого машиностроения / Тяжелое машиностроение: 2001. №4, с.15-18. Машина для испытания материалов на трение 2168 УМТ. - Проспект ОАО «ТОЧПРИБОР», г.Иваново, 2003 г.).
Данная конструкция обеспечивает регистрацию динамических процессов, но имеет ряд недостатков: подвижный контакт передающего момент рычага с упругим элементом датчика момента трения, сопровождающийся изменением точки и плеча приложения силы, виброизнос и виброползучесть датчика под действием вибрационных нагрузок от трения, что приводит к нестабильности метрологических характеристик машины и снижению надежности.
Целью настоящего изобретения является улучшение метрологических свойств машины и повышение надежности.
Указанная цель достигается тем, что машина для испытания материалов на трение и износ, содержащая два диска, на торцевых поверхностях которых закреплены образцы, один из дисков имеет привод вращения от размещенного в станине электродвигателя, а другой установлен в корпусе на нагружающем штоке и соединен гибкой связью с охватывающим шток полым валом, на котором установлен рычаг, взаимодействующий с датчиком момента трения, закрепленным на корпусе, узел силонагружения и системы измерения и управления, при этом датчик момента трения, работающий на сжатие, установлен так, чтобы его силовая ось проходила на постоянном расстоянии от оси вращения полого вала и совпадала с линией действия силы от рычага, передающего момент трения от образцов, а в узле силонагружения последовательно с нагружающим штоком дополнительно установлен датчик силы прижима образцов.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая машина отличается тем, что датчик момента трения, работающий на сжатие, установлен так, чтобы его силовая ось проходила на постоянном расстоянии от оси вращения полого вала и совпадала с линией действия силы от рычага, передающего момент трения от образцов, а в узле силонагружения последовательно с нагружающим штоком дополнительно установлен датчик силы прижима образцов.
На фиг.1 изображена принципиальная схема предлагаемой машины, а на фиг.2 - схема передачи момента трения на датчик момента.
От электродвигателя 1 (фиг.1 и 2) вращение через клиноременную передачу 2 передается на диск 3, установленный на валу 4 в подшипниках 5 неподвижной бабки 6. В корпусе 7 в подшипниках 8 установлен полый вал 9, внутри которого проходит нагружающий шток 10, осевое перемещение которого осуществляется в подшипниковых направляющих 11, допускающих также его вращение. На нагружающем штоке 10 на сферическом подшипнике 12 установлен диск 13, который гибкими элементами 14 через фланец 15 связан с полым валом 9.
Гибкие элементы 14 обеспечивают возможность осевого перемещения диска 13 и его самоустанавливаемости на подшипнике 12 и одновременно осуществляют безлюфтовую передачу крутящего момента трения от диска 13 на полый вал 9. На валу 9 установлен рычаг 16, который через контактный ролик (или шарик) 17 взаимодействует с датчиком момента трения 18, установленным на корпусе 7. Датчик 18 работает на сжатие. Он установлен таким образом, чтобы его силовая ось О2-О2, по которой воспринимается нагрузка и происходит деформация упругого элемента датчика, проходила на постоянном расстоянии R от оси O1 вращения полого вала 9 и совпадала с линией действия силы Р от передающего момент трения рычага 16, так чтобы противодействовать повороту диска 13 в направлении его вращения n под действием момента трения Мтр на образцах.
В общем случае силовая ось датчика должна быть перпендикулярна линии, соединяющей ось O1, с осью вращения ролика 17, для исключения изгибающей нагрузки.
Узел силонагружения выполнен следующим образом. На корпусе 7 закреплен мембранный или поршневой пневмоцилиндр 19 (возможно использование и других типов силовозбудителей, например, пружинного, рычажно-грузового и т.п.), шток 20 которого через шарик передает осевое усилие N на нагружающий шток 10. Измерение осевой нагрузки на образцы производится с помощью датчика силы 21 прижима образцов, установленного последовательно с нагружающим штоком 10. Датчик 21 может быть установлен непосредственно на штоке 10 или на штоке 20 пневмоцилиндра. Наличие двух датчиков - момента и силы - позволяет использовать электрические сигналы для обработки данных в т.ч. на компьютере (вторичная аппаратура на чертеже не показана).
Все части машины установлены на станине 22, вдоль которой с помощью винтовой передачи 23 может перемещаться корпус 7.
Станина 22 устанавливается на прочном основании с помощью регулируемых виброопор 24. Элементы испытываемой пары торцевого трения (образцы) устанавливаются на дисках 3 и 13.
Так, на диске 3 закрепляется плоская истирающая поверхность 25, а на диске 13 - три пальчиковых образца 26 на фиксированном радиусе трения r под углом 120°.
Можно на каждом из дисков 3 и 13 закрепить кольцевые образцы 27 и 28 (показаны пунктиром).
Это две предельные схемы испытаний, характеризуемые коэффициентом взаимного перекрытия образцов соответственно 0 и 1.
Возможно также проведение испытаний с другими типами образцов.
Системы управления машины (на чертеже не показаны) позволяют осуществлять пуск, останов, программирование режимов, а системы измерения - фиксировать необходимые параметры испытаний: частоту вращения, путь трения, момент трения, усилие прижима образцов, температуру в зоне трения.
Работа машины происходит следующим образом.
На дисках 3 и 13 закрепляют образцы в соответствии с выбранной схемой испытаний.
Затем с помощью винтовой передачи 23 перемещают корпус 7 вдоль станины, оставляя минимальный зазор между образцами с тем, чтобы его величина вместе с ожидаемым линейным износом образцов не превышала зазор «δ» между диском 13 и фланцем 15. Далее включают двигатель и, повышая давление р в пневмоцилиндре 19, создают необходимую осевую нагрузку N на образцы.
Возникающий при этом на фрикционном контакте момент трения Мтр стремится повернуть диск 13 и рычаг 16 в направлении вращения n диска 3, чему противодействует датчик момента трения 18. При этом условие равновесия
Mтp=Nfr=PR,
где f - коэффициент трения трущейся пары.
Отсюда следует, что при R=const измерение момента трения эквивалентно измерению нагрузки Р на датчик момента, т.е. при соответствующей тарировке (градуировке) машины по моменту трения вторичный прибор, работающий от сигнала датчика, показывает величину Мтр.
В предлагаемой конструкции радиус R и точка приложения силы Р к датчику остаются постоянными, что исключает недостатки, свойственные прототипу. При этом крутильная жесткость и собственная частота колебательной системы, образованной диском 13 и датчиком момента трения 18, постоянны и соответственно режим трения и износа стабилен от испытания к испытанию, что повышает воспроизводимость результатов. Машина позволяет определять основной показатель трущейся пары - коэффициент трения
При этом относительные погрешности входящих в формулу величин
δf=δМтр+δN+δr.
Поскольку в предлагаемой конструкции r=const, то δr=0.
Относительная погрешность измерения усилия прижима δN снижается за счет того, что с помощью датчика силы 21 измеряется непосредственно усилие прижима образцов N, а не косвенная величина давления р в пневмоцилиндре (по манометру), как в прототипе. Отсутствие в датчике момента консольного упругого элемента с изменяющимся плечом приложения силы Р повышает точность измерения момента трения Мтр, т.к. δR=0.
В результате точность определения коэффициента трения повышается.
В процессе испытания измеряются указанные выше параметры, а также износ, например путем взвешивания образцов.
Claims (2)
1. Машина для испытания материалов на трение и износ, содержащая два диска, на торцевых поверхностях которых закреплены образцы, один из дисков имеет привод вращения от размещенного в станине электродвигателя, а другой установлен в корпусе на нагружающем штоке и соединен гибкой связью с охватывающим шток полым валом, на котором установлен рычаг, взаимодействующий с датчиком момента трения, закрепленным на корпусе, узел силонагружения и системы измерения и управления, отличающаяся тем, что датчик момента трения, работающий на сжатие, установлен так, чтобы его силовая ось проходила на постоянном расстоянии от оси вращения полого вала и совпадала с линией действия силы от рычага, передающего момент трения от образцов.
2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что в узле силонагружения последовательно с нагружающим штоком установлен дополнительно датчик силы прижима образцов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008147349/28A RU2381481C1 (ru) | 2008-12-01 | 2008-12-01 | Машина для испытания материалов на трение и износ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008147349/28A RU2381481C1 (ru) | 2008-12-01 | 2008-12-01 | Машина для испытания материалов на трение и износ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2381481C1 true RU2381481C1 (ru) | 2010-02-10 |
Family
ID=42123884
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008147349/28A RU2381481C1 (ru) | 2008-12-01 | 2008-12-01 | Машина для испытания материалов на трение и износ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2381481C1 (ru) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU173687U1 (ru) * | 2017-04-24 | 2017-09-05 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Объединение "Техномаш" | Устройство для исследования материалов на трение |
RU188355U1 (ru) * | 2018-12-07 | 2019-04-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Устройство для измерения момента трения упорных подшипников скольжения |
CN109870377A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-06-11 | 中国矿业大学 | 一种流体润滑摩擦磨损试验机及方法 |
CN110715809A (zh) * | 2019-11-11 | 2020-01-21 | 清友(苏州)汽车技术有限公司 | 一种车用小电机的加载系统及方法 |
RU2740874C1 (ru) * | 2020-06-29 | 2021-01-21 | Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" | Установка для оценки трибологических свойств смазывающих материалов |
CN112461063A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-03-09 | 九江精密测试技术研究所 | 一种双旋弹半实物仿真试验台 |
RU2773091C1 (ru) * | 2021-08-09 | 2022-05-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Горский государственный аграрный университет" | Устройство для испытания стоматологических материалов на износ |
-
2008
- 2008-12-01 RU RU2008147349/28A patent/RU2381481C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU173687U1 (ru) * | 2017-04-24 | 2017-09-05 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Объединение "Техномаш" | Устройство для исследования материалов на трение |
RU188355U1 (ru) * | 2018-12-07 | 2019-04-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Устройство для измерения момента трения упорных подшипников скольжения |
CN109870377A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-06-11 | 中国矿业大学 | 一种流体润滑摩擦磨损试验机及方法 |
CN110715809A (zh) * | 2019-11-11 | 2020-01-21 | 清友(苏州)汽车技术有限公司 | 一种车用小电机的加载系统及方法 |
RU2740874C1 (ru) * | 2020-06-29 | 2021-01-21 | Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" | Установка для оценки трибологических свойств смазывающих материалов |
CN112461063A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-03-09 | 九江精密测试技术研究所 | 一种双旋弹半实物仿真试验台 |
RU2773091C1 (ru) * | 2021-08-09 | 2022-05-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Горский государственный аграрный университет" | Устройство для испытания стоматологических материалов на износ |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2381481C1 (ru) | Машина для испытания материалов на трение и износ | |
CN205981688U (zh) | 一种关节轴承寿命试验机 | |
JP6504847B2 (ja) | 試料の測定データを決定する方法およびレオメータ | |
US6418776B1 (en) | Method and apparatus for measuring friction and wear characteristics of materials | |
US5517858A (en) | Method and instrument for measuring for measuring preload of rolling bearing | |
US10788476B2 (en) | Friction testing apparatus and method | |
RU195420U1 (ru) | Устройство для определения коэффициента трения смазочных материалов | |
KR910002648B1 (ko) | 점탄성 물질의 시험방법 및 그 장치 | |
US20050120774A1 (en) | Abrasion tester and test method | |
US3488992A (en) | Curometer | |
US7716998B2 (en) | Device for measuring reaction moments and forces on a lever | |
US9243882B2 (en) | Low friction rheometer | |
CN109540782A (zh) | 一种销盘式摩擦磨损试验机 | |
CN108444661B (zh) | 一种斜圈弹簧疲劳试验台 | |
Sosnovskii et al. | A method of experimental study of friction in a active system | |
CN111537374B (zh) | 摩擦试验方法 | |
US6571609B1 (en) | Digital viscometer with arm and force sensor to measure torque | |
RU2815852C1 (ru) | Однокоординатный низкочастотный стенд для исследования и калибровки сейсмических датчиков | |
RU104313U1 (ru) | Устройство для измерения сил трения между колесом и рельсом | |
KR102228680B1 (ko) | 균형 검사 장치 | |
RU2808155C1 (ru) | Двухкоординатный низкочастотный стенд для исследования и калибровки сейсмических датчиков | |
RU2693796C1 (ru) | Устройство для испытания материалов на трение и износ | |
RU2743496C1 (ru) | Машина для определения усталостно-фрикционных свойств материалов | |
KR100321580B1 (ko) | 고무 마찰시험기 | |
RU2303250C1 (ru) | Установка для испытания изделий на фреттинг |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111202 |