RU2396541C1 - Machine for testing samples for friction and wear - Google Patents
Machine for testing samples for friction and wear Download PDFInfo
- Publication number
- RU2396541C1 RU2396541C1 RU2008152946/28A RU2008152946A RU2396541C1 RU 2396541 C1 RU2396541 C1 RU 2396541C1 RU 2008152946/28 A RU2008152946/28 A RU 2008152946/28A RU 2008152946 A RU2008152946 A RU 2008152946A RU 2396541 C1 RU2396541 C1 RU 2396541C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- samples
- carriage
- machine
- shaft
- friction
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к испытательной технике, а именно к машинам для испытания образцов на трение и износ (машины трения).The invention relates to testing equipment, namely, machines for testing samples for friction and wear (friction machines).
Известны машины трения, обеспечивающие испытания вращающихся образцов в условиях торцевого трения, когда вектор нормальной нагрузки на пару трения совпадает по направлению с осью вращения (см. Основы трибологии. Под редакцией академика А.В.Чичинадзе. М.: Машиностроение. 2001. С.664, стр.580-583).Known friction machines that provide testing of rotating samples in conditions of face friction, when the normal load vector for a friction pair coincides with the axis of rotation (see Fundamentals of Tribology. Edited by Academician A.V. Chichinadze. M.: Engineering. 2001. S. 664, pp. 580-583).
Недостатком таких машин является ограниченность возможных схем испытаний.The disadvantage of such machines is the limited possible test schemes.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой машине является выбранная в качестве прототипа машина для испытания материалов на трение и износ ИИ 5018, содержащая станину, на которой установлен электродвигатель, посредством механических передач связанный с нижним образцом через вращающийся датчик момента трения и с верхним образцом, закрепленным на выходном валу откидной каретки, которая установлена на подвижном в осевом направлении суппорте, механизм радиального нагружения образцов и системы измерения параметров испытания (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 и износ ИИ 5018. Проспект ОАО «ТОЧПРИБОР», г.Иваново, 2001 г.).Closest to the technical nature of the claimed machine is a prototype machine for testing materials for friction and wear AI 5018, containing a frame on which an electric motor is mounted, through mechanical gears connected to the lower sample through a rotating friction torque sensor and with the upper sample fixed on the output shaft of the hinged carriage, which is mounted on an axially movable support, a mechanism for radial loading of samples and a system for measuring test parameters (with Braun ED, Gorbunov VN, Smushkovich BL Methods and equipment for predicting the friction-wear characteristics of friction units of heavy engineering products. Heavy engineering: 2001, No. 4, p.15-18. Testing machine materials for friction and wear AI 5018. Prospect of OJSC “TOCHPRIBOR”, Ivanovo, 2001).
Недостатком прототипа является возможность проведения испытаний только при одной (радиальной) схеме нагружения, что сужает область применения и не позволяет учитывать дополнительные компоненты нагрузки, действующей в реальных условиях.The disadvantage of the prototype is the possibility of testing only with one (radial) loading scheme, which narrows the scope and does not allow to take into account additional components of the load acting in real conditions.
Задачей настоящего изобретения является повышение достоверности и надежности результатов испытаний и расширение области применения за счет создания новых технических возможностей.The objective of the present invention is to increase the reliability and reliability of test results and expand the scope by creating new technical capabilities.
Указанная цель достигается тем, что машина для испытания образцов на трение и износ, содержащая станину, на которой установлен электродвигатель, посредством механических передач связанный с нижним образцом через вращающийся датчик момента трения и с верхним образцом, закрепленным на выходном валу откидной каретки, которая установлена на подвижном в осевом направлении суппорте, механизм радиального нагружения образцов и системы измерения параметров испытания, дополнительно снабжена устройством для осевого нагружения образцов, а вал верхнего образца выполнен подвижным в осевом направлении и связан с устройством осевого нагружения через шарнир, ось вращения которого совпадает с осью вращения вала, последовательно с выходным валом каретки установлен датчик силы, машина также снабжена стопором, фиксирующим каретку в положении, при котором продольные оси обоих образцов совпадают, а расстояния между осью поворота каретки и осью вращения каждого из образцов равны между собой.This goal is achieved by the fact that the machine for testing samples for friction and wear, containing a frame on which an electric motor is mounted, is connected by mechanical gears to the lower sample through a rotating friction torque sensor and to the upper sample mounted on the output shaft of the folding carriage, which is mounted on axially movable support, the mechanism of radial loading of samples and the system for measuring test parameters, is additionally equipped with a device for axial loading of samples, and the shaft The upper specimen is made movable in the axial direction and connected to the axial loading device through a hinge, the axis of rotation of which coincides with the axis of rotation of the shaft, a force sensor is installed in series with the output shaft of the carriage, the machine is also equipped with a stopper fixing the carriage in a position in which the longitudinal axes of both samples coincide, and the distances between the axis of rotation of the carriage and the axis of rotation of each of the samples are equal to each other.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая машина отличается тем, что она дополнительно снабжена устройством для осевого нагружения образцов, а вал верхнего образца выполнен подвижным в осевом направлении и связан с устройством осевого нагружения через шарнир, ось вращения которого совпадает с осью вращения вала, последовательно с выходным валом каретки установлен датчик силы, машина также снабжена стопором, фиксирующим каретку в положении, при котором продольные оси обоих образцов совпадают, а расстояния между осью поворота каретки и осью вращения каждого из образцов равны между собой.Comparative analysis with the prototype shows that the inventive machine is characterized in that it is additionally equipped with a device for axial loading of the samples, and the shaft of the upper sample is made movable in the axial direction and connected to the device of axial loading through a hinge, the axis of rotation of which coincides with the axis of rotation of the shaft, sequentially a force sensor is installed with the output shaft of the carriage, the machine is also equipped with a stopper fixing the carriage in a position in which the longitudinal axes of both samples coincide, and the distances between carriage Strongly rotation and each of the sample rotation axis are equal.
На фиг.1 показана принципиальная схема предлагаемой машины, на фиг.2 - узел каретки, на фиг.3 «а-е» - схемы испытаний на машине.In Fig.1 shows a schematic diagram of the proposed machine, in Fig.2 - the carriage assembly, in Fig.3 "a-e" - test circuit on the machine.
На машине (один из вариантов) испытываются два цилиндрических образца - нижний 1 и верхний 2, один из которых может иметь реборду (фиг.1 и 2).On the machine (one of the options) two cylindrical samples are tested - the lower 1 and upper 2, one of which may have a flange (figures 1 and 2).
Оба образца имеют привод от одного электродвигателя 3 через плоскозубчатую ременную передачу 4 и далее через шкив 5 на нижний образец 1 и шкив 6 на верхний образец 2. Шкивы 5 и 6 сменные, с их помощью меняют относительную скорость вращения образцов, т.е. величину проскальзывания.Both samples are driven by one electric motor 3 through a toothed belt drive 4 and then through a pulley 5 to the
Нижний образец 1 установлен на валу 7, движение которому передается через датчик 8 момента трения с бесконтактным токосъемом, сигнал с которого, пропорциональный величине момента трения, передается на вторичный измерительный прибор (на чертеже не показан).The
Верхний образец 2 установлен на выходном валу 9 откидной каретки 10, уравновешенной пружинным (или грузовым) механизмом 11, и получает вращение через зубчатую передачу 12-13, размещенную внутри каретки. Приложение радиальной нагрузки Рр к образцу осуществляется с помощью нагружающего устройства 14 любого типа (пружинное, как на чертеже, пневматическое или другое) путем поворота каретки 10 вокруг шарниров (подшипников) стоек подвижного суппорта 15.The
Таким образом, каретка 10 имеет 2 степени свободы: поворот вокруг оси Ок и осевое перемещение вместе с подвижным суппортом 15 вдоль этой оси, что позволяет вводить или выводить из контакта образцы 1 и 2.Thus, the
Валы 16 и 17 могут разъединяться путем отключения муфты 18. При этом вал 17 можно стопорить (стопор на чертеже не показан), благодаря чему образец 2 становится неподвижным и коэффициент проскальзывания между образцами, соответственно, равен 100%.The
Выходной вал 9 установлен в каретке 10 на подшипниках 19, которые наряду с вращением позволяют также его осевое перемещение. Для этой цели подходят подшипники качения (например, игольчатые, роликовые) или скольжения. Одно из зубчатых колес передачи 12-13, имеющее большую твердость, выполнено шире, чем другое, для компенсации осевого перемещения вала. На одном конце вала 9 крепится верхний образец 2 с ребордой или без нее. В последнем случае реборду имеет образец 1 (показано пунктиром).The
На фиг.1 показан также дополнительный вариант установки вала 9 с возможностью только осевого перемещения, например на шлицах или шпонке, внутри полого стакана, вращающегося в подшипниках 19 от зубчатой передачи 12-13.Figure 1 also shows an additional installation option of the
К корпусу каретки 10 крепится нагружающее устройство 20. Оно может быть пневматическим, как показано на чертеже, но также пружинным, гидравлическим, рычажно-грузовым и т.п.A loading device 20 is attached to the
Подвижный шток 21 пневмоцилиндра 22 (мембранного или поршневого типа) через шарнир 23 (шарик или упорный подшипник) передает осевую нагрузку Р0 на пару трения 1-2. Ось вращения шарнира 23 совпадает с линией действия осевой нагрузки и осью вращения вала 9 верхнего образца 2, благодаря чему шарнир не препятствует вращению вала.The movable rod 21 of the pneumatic cylinder 22 (diaphragm or piston type) through the hinge 23 (ball or thrust bearing) transfers the axial load P 0 to a pair of friction 1-2. The axis of rotation of the hinge 23 coincides with the line of action of the axial load and the axis of rotation of the
Последовательно с выходным валом 9 верхнего образца установлен датчик осевой нагрузки 24 (непосредственно на валу 9 или на штоке 21, как на чертеже).In parallel with the
Выключение осевого перемещения вала 9 может осуществляться, например, стопорной вилкой 25.The axial displacement of the
Конструкция обеспечивает высокую точность передачи радиальной нагрузки Р0 на реборду, так как потери в подшипниках 19 при осевом перемещении вала 9 минимальны в связи с тем, что скорость его поступательного перемещения (по мере износа пары реборда - торец колеса) мала по сравнению с окружной скоростью в подшипнике.The design provides high accuracy of the transfer of the radial load P 0 to the flange, since the losses in the
Все части машины установлены на станине 26.All parts of the machine are mounted on a
Каретка 10 (фиг.2) имеет два начальных рабочих положения: нижнее I и верхнее II.The carriage 10 (figure 2) has two initial operating positions: lower I and upper II.
В нижнем положении она может жестко фиксироваться относительно станины 26, например, съемным стопором 27, так чтобы оси O1 (вал 7 и образец 1) и О2 (вал 9 и образец 2) совпали. Это возможно, если расстояния между осью поворота каретки Ок (вал 17) и осью вращения каждого из образцов O1 и О2 одинаковы и равны R.In the lower position, it can be rigidly fixed relative to the
Положения каретки I и II симметричны относительно горизонтальной оси, проходящей через ось поворота каретки Ок, т.е. центры образцов O1 и О2 расположены на равном расстоянии d/2 от этой горизонтальной оси (здесь d - диаметр образца).The positions of the carriage I and II are symmetrical with respect to the horizontal axis passing through the axis of rotation of the carriage O k , i.e. the centers of the samples O 1 and O 2 are located at an equal distance d / 2 from this horizontal axis (here d is the diameter of the sample).
На машине возможно испытание различных пар трения при разных коэффициентах проскальзывания в диапазоне от 0 (качение) до 100%.On the machine, it is possible to test various friction pairs with different slip coefficients in the range from 0 (rolling) to 100%.
Основные схемы испытаний показаны на фиг.3 «а-е».The main test schemes are shown in figure 3 "ae".
Для наглядности, независимо от вида образца, образцы, закрепленные на валу 7, имеют выноску 1, а на валу каретки 9 - выноску 2.For clarity, regardless of the type of sample, the samples mounted on the
Испытание по схеме 3а «диск 1 - диск 2» при разных коэффициентах проскальзывания образцов является базовым для данного типа машин и сохраняется в предлагаемой конструкции. Реализация остальных схем возможна только с использованием предлагаемой конструкции.The test according to scheme 3a "disk 1 -
Схема 3б моделирует пару трения «колесо с ребордой (образец 2) - рельс (образец 1)». Испытание осуществляется при двухкомпонентном нагружении: радиальной Рр и осевой Ро нагрузками.Scheme 3b models a friction pair “wheel with a flange (sample 2) - rail (sample 1)”. The test is carried out under two-component loading: radial P p and axial P about loads.
Испытания по схеме «вал - втулка» проводятся в режиме прямой «вал 1 - втулка 2» (фиг.3в) или обратной «вал 2 - втулка 1» (фиг.3г) пары трения. Втулка выполнена самоустанавливающейся и фиксируется в корпусе захвата 28 штифтом 29. При этом положение каретки определяется вхождением образца «вал» в образец «втулка». На образцы действует только радиальная нагрузка Рр.Tests according to the "shaft-bushing" scheme are carried out in the direct "shaft 1-bushing 2" mode (Fig.3c) or reverse "shaft 2-bushing 1" (Fig.3g) friction pairs. The sleeve is self-aligning and fixed in the
Испытания по схемам 3д и 3е осуществляются при жестко фиксированном с помощью стопора 27 положения каретки, в котором оси образцов 1 и 2 совпадают. Нагрузка только осевая Ро. В качестве примера показана схема 3д - испытание кольцевых образцов 1 и 2 при трении по торцам. Она соответствует, например, испытаниям на фрикционную теплостойкость и характеризуется коэффициентом взаимного перекрытия 1. Головки 30 и 31 стандартизованные и обеспечивают самоустанавливаемость образцов.Tests according to schemes 3d and 3e are carried out with the position of the carriage rigidly fixed with a
Испытания по схеме 3е «диск - палец» соответствуют коэффициенту взаимного перекрытия 0. Три образца «палец» устанавливаются на одинаковом радиусе r в диске 32 под углом 120°. Радиус может меняться. Диск 2 является истирающим. Он связан с компенсационной муфтой 33, имеющей осевую и угловую податливость при высокой крутильной жесткости, благодаря чему обеспечивается самоустанавливаемость диска 2 в процессе испытаний.Tests according to scheme 3e “disk-finger” correspond to a mutual overlap coefficient of 0. Three finger samples are installed at the same radius r in
Работа на машине осуществляется следующим образом. На валы 7 и 9 устанавливаются образцы 1 и 2. Затем путем поворота и осевого перемещения каретки 10 образцы приводятся в соприкосновение (контакт) при минимальной нагрузке, образуя выбранную пару трения. Включают привод машины и плавно увеличивают нагрузку на образцы до заданной. Рабочему режиму может предшествовать режим притирки, например, до стабилизации момента трения.Work on the machine as follows.
В процессе испытания измеряются параметры трения, в т.ч.: момент трения, сила прижима образцов, частота вращения, путь трения, работа трения, температура. Износ определяется взвешиванием образцов или другими известными методами.During the test, friction parameters are measured, including: friction moment, sample clamping force, rotation frequency, friction path, friction work, temperature. Depreciation is determined by weighing samples or other known methods.
Переустановка образцов на валах 7 и 9 осуществляется, например, с помощью сменных оправок 33 и 34, как показано на фиг.3.Reinstallation of the samples on the
Направления вращения образцов n1 и n2 (фиг.2) всегда противоположны, причем n1>n2. Но линейные скорости v1 и v2 совпадают по направлению, т.е. вычитаются, в положении I каретки и, наоборот, противоположны по направлению, т.е. суммируются, в положении II каретки. Поэтому в положении II каретки можно добиться увеличения вдвое относительной скорости образцов.The directions of rotation of the samples n 1 and n 2 (figure 2) are always opposite, with n 1 > n 2 . But the linear velocities v 1 and v 2 coincide in direction, i.e. are subtracted in position I of the carriage and, conversely, are opposite in direction, i.e. summarized in position II of the carriage. Therefore, in position II of the carriage, it is possible to achieve a doubling of the relative speed of the samples.
Таким образом, предлагаемая конструкция обеспечивает двухкомпонентное (радиальное и(или) осевое) нагружение пары трения, возможность работы в двух положениях каретки (верхнем и нижнем), и за счет этого обеспечивается расширение технических возможностей машины в части моделирования различных пар трения.Thus, the proposed design provides two-component (radial and (or) axial) loading of the friction pair, the ability to work in two positions of the carriage (upper and lower), and due to this, the technical capabilities of the machine are expanded in terms of modeling various friction pairs.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008152946/28A RU2396541C1 (en) | 2008-12-31 | 2008-12-31 | Machine for testing samples for friction and wear |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008152946/28A RU2396541C1 (en) | 2008-12-31 | 2008-12-31 | Machine for testing samples for friction and wear |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008152946A RU2008152946A (en) | 2010-07-10 |
RU2396541C1 true RU2396541C1 (en) | 2010-08-10 |
Family
ID=42684363
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008152946/28A RU2396541C1 (en) | 2008-12-31 | 2008-12-31 | Machine for testing samples for friction and wear |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2396541C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104792636A (en) * | 2014-01-21 | 2015-07-22 | 华东理工大学 | Environment-changeable rubber roll friction wearing test apparatus |
RU176180U1 (en) * | 2017-04-17 | 2018-01-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | DEVICE FOR TRIBOTECHNICAL TESTS OF FRICTION VAPORS FROM STRUCTURAL MATERIALS |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106769587A (en) * | 2017-02-28 | 2017-05-31 | 上海核工程研究设计院 | A kind of many sample abrasion test devices |
CN108152120A (en) * | 2017-12-27 | 2018-06-12 | 东北大学 | A kind of sliding friction fatigue tester |
CN109030269B (en) * | 2018-09-11 | 2023-10-27 | 四川省机械研究设计院(集团)有限公司 | Wide temperature controllable atmosphere in-situ ball disc friction and wear testing machine |
-
2008
- 2008-12-31 RU RU2008152946/28A patent/RU2396541C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104792636A (en) * | 2014-01-21 | 2015-07-22 | 华东理工大学 | Environment-changeable rubber roll friction wearing test apparatus |
CN104792636B (en) * | 2014-01-21 | 2017-09-22 | 华东理工大学 | A kind of rubber roll frictional wear test device of variable environment |
RU176180U1 (en) * | 2017-04-17 | 2018-01-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | DEVICE FOR TRIBOTECHNICAL TESTS OF FRICTION VAPORS FROM STRUCTURAL MATERIALS |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008152946A (en) | 2010-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2396541C1 (en) | Machine for testing samples for friction and wear | |
RU188751U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINATION OF TRIBOLOGICAL CHARACTERISTICS OF MATERIALS | |
CN105021338B (en) | A kind of torque-measuring apparatus and method for miniature tension-torsion fatigue tester | |
US11422061B2 (en) | Test bench arrangement for testing a multi-plate clutch | |
US10281388B2 (en) | Tester to estimate co-efficient of friction and determine properties of a sample lubricant | |
CN101709953B (en) | Lubricant film thickness measuring instrument | |
CN101832898A (en) | Horizontal end face frictional wear tester | |
JP5873125B2 (en) | Friction tester and friction test method | |
JP2014167471A (en) | Bearing testing device | |
CN109632161A (en) | A kind of Frictional Moment for Rolling Bearings test machine | |
US4092855A (en) | Dynamometer and coupling for a test stand | |
CN108896425A (en) | A kind of high-speed overload friction-wear detecting apparatus and its test method | |
CN109540782A (en) | Pin disc type friction and wear testing machine | |
JP7230210B2 (en) | Test stand and method for testing bearings | |
CN110887590B (en) | High-speed bearing friction tester | |
JP2020003066A (en) | Ball bearing, unit provided with the bearing for measuring friction torque under load, and test bench for rotary device provided with the unit for measuring | |
JP2001502807A (en) | How to detect the functional effectiveness of a lubricating oil | |
US3797304A (en) | Torque load applying testing apparatus | |
RU2381481C1 (en) | Machine for testing of materials for friction and wear | |
CN106840672A (en) | Pairing bearing differential retainer dynamic property tester | |
CN107991045A (en) | Line contact slide frictional vibration noise fest platform | |
RU2379654C1 (en) | Machine to test materials for friction and wear | |
RU2344399C2 (en) | Stand for testing frictionless bearing for durability | |
RU203203U1 (en) | Device for determining the coefficient of friction of lubricants | |
JPH01136048A (en) | Wear testing machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120101 |