RU2381481C1 - Машина для испытания материалов на трение и износ - Google Patents

Машина для испытания материалов на трение и износ Download PDF

Info

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
Application number
RU2008147349/28A
Other languages
English (en)
Inventor
Юрий Семенович Морозов (RU)
Юрий Семенович Морозов
Бер Лейзерович Смушкович (RU)
Бер Лейзерович Смушкович
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Точприбор"
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 Открытое акционерное общество "Точприбор" filed Critical Открытое акционерное общество "Точприбор"
Priority to RU2008147349/28A priority Critical patent/RU2381481C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2381481C1 publication Critical patent/RU2381481C1/ru

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 О22, 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
Figure 00000001
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.
RU2008147349/28A 2008-12-01 2008-12-01 Машина для испытания материалов на трение и износ RU2381481C1 (ru)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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