RU2482464C2 - Tribotechnical material test device - Google Patents

Tribotechnical material test device Download PDF

Info

Publication number
RU2482464C2
RU2482464C2 RU2011113074/28A RU2011113074A RU2482464C2 RU 2482464 C2 RU2482464 C2 RU 2482464C2 RU 2011113074/28 A RU2011113074/28 A RU 2011113074/28A RU 2011113074 A RU2011113074 A RU 2011113074A RU 2482464 C2 RU2482464 C2 RU 2482464C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sample
shaped monoblock
option
normal
monoblock
Prior art date
Application number
RU2011113074/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011113074A (en
Inventor
Максим Владимирович Ненашев
Владимир Васильевич Калашников
Дмитрий Анатольевич Деморецкий
Ильдар Дугласович Ибатуллин
Илья Владимирович Нечаев
Андрей Николаевич Журавлев
Андрей Юрьевич Мурзин
Сергей Юрьевич Ганигин
Константин Петрович Якунин
Ольга Анатольевна Кобякина
Александр Анатольевич Чеботаев
Арсений Владимирович Утянкин
Тамара Александровна Шашкина
Роза Рустямовна Неяглова
Елена Александровна Трофимова
Альберт Хафисович Галлямов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет
Priority to RU2011113074/28A priority Critical patent/RU2482464C2/en
Publication of RU2011113074A publication Critical patent/RU2011113074A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2482464C2 publication Critical patent/RU2482464C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: test equipment.
SUBSTANCE: device includes a rotation drive, strain gauges of normal and tangent forces, which are arranged in a U-shaped monoblock representing a beam with force concentrators, a recording unit, a test specimen and a test specimen fixing assembly. In addition, the device includes the following components: replaceable inserts to be installed in the U-shaped monoblock; replaceable fixing assemblies of the specimens, which correspond to different tribotechnical test patterns, and the second strain gauge of tangent forces. In the U-shaped monoblock, axes of sensors of normal and tangent forces are located perpendicular to each other, force concentrators are made in the form of cylindrical slots, and replaceable inserts include an elastic element, the stiffness of which is less than that of the U-shaped monoblock.
EFFECT: simplifying the friction and wear test device, enlarging its functional capabilities, and improving the evaluation accuracy of determined characteristics.
1 tbl, 4 cl, 25 dwg

Description

Изобретение относится к области исследования триботехнических свойств конструкционных и смазочных материалов, а именно к приспособлениям для проведения испытаний на трение и износ, позволяющим использовать в качестве привода токарные или сверлильные станки.The invention relates to the field of research on the tribological properties of structural and lubricating materials, and in particular, to devices for conducting friction and wear tests, allowing the use of turning or drilling machines as a drive.

Известно аналогичное устройство, описанное в патенте [1]. Устройство содержит основание, держатель контробразца (сферическая пята), держатель образца, связанный с приводом вращения, датчики силы, выполненные в виде упругих элементов с установленными на них тензорезисторами, узел нагружения, состоящий из пневмосистемы, а приложение нагрузки к контробразцу осуществляется сжатым воздухом.A similar device is described in the patent [1]. The device contains a base, a sample holder (spherical heel), a sample holder associated with a rotation drive, force sensors made in the form of elastic elements with strain gauges mounted on them, a load assembly consisting of a pneumatic system, and the load is applied to the sample sample by compressed air.

Недостатки аналога заключаются в сложности устройства и ограниченности функциональных возможностей.The disadvantages of the analogue are the complexity of the device and the limited functionality.

В качестве прототипа выбрано устройство для испытаний на трение и износ, описанное в патенте [2]. Устройство содержит привод вращения в виде высокомоментного электродвигателя, статор которого через подшипник соединен с полым ротором, в котором закреплен испытываемый диск, взаимодействующий с индентором, закрепленным в U-образном моноблоке, содержащем тензометрические датчики нормальных и касательных сил, связанном со статором. Прижатие индентора к боковой поверхности диска осуществляется за счет собственной упругости U-образного моноблока, а тензометрические датчики соединены с регистрирующим прибором.As a prototype of the selected device for testing friction and wear, described in the patent [2]. The device comprises a rotation drive in the form of a high-torque electric motor, the stator of which is connected through a bearing to the hollow rotor, in which the test disk is mounted, which interacts with the indenter, mounted in a U-shaped monoblock containing tensometric sensors of normal and tangential forces associated with the stator. The indenter is pressed against the lateral surface of the disk due to the intrinsic elasticity of the U-shaped monoblock, and strain gauge sensors are connected to the recording device.

Недостатками прототипа являются: сложность реализации устройства, недостаточная точность оценки определяемых характеристик (нормальных и касательных сил) вследствие того, что нагружение осуществляется благодаря упругой деформации относительно жесткого датчика нормальных сил, а также функциональной ограниченности данного устройства, которая охватывает только схемы трения «палец-диск», «шар-диск». Кроме того, нагрев U-образного моноблока за счет трения приведет к искажениям показаний датчиков.The disadvantages of the prototype are: the complexity of the implementation of the device, insufficient accuracy of the assessment of the determined characteristics (normal and tangential forces) due to the fact that loading is due to elastic deformation of a relatively rigid sensor of normal forces, as well as the functional limitations of this device, which covers only the friction scheme "finger-disk "," Ball-disk ". In addition, heating of the U-shaped monoblock due to friction will lead to distortion of the sensor readings.

Технический результат настоящего изобретения заключается в упрощении устройства для проведения испытаний на трение и износ, расширении его функциональных возможностей, а также в повышении точности оценки определяемых характеристик.The technical result of the present invention is to simplify the device for testing friction and wear, expand its functionality, as well as to increase the accuracy of the assessment of the determined characteristics.

Технический результат достигается тем, что устройство для триботехнических испытаний материалов, включающее привод вращения, тензодатчики нормальных и касательных сил, размещенные в U-образном моноблоке, представляющем собой балку с концентраторами сил, регистрирующий блок, контробразец, узел фиксации контробразца, также дополнительно содержит следующие элементы: сменные вставки для установки в U-образный моноблок; сменные узлы крепления образцов, соответствующие различным схемам триботехнических испытаний; второй тензодатчик касательных сил, причем в U-образном моноблоке оси датчиков нормальной и касательной сил расположены перпендикулярно друг к другу, концентраторы сил выполнены в виде цилиндрических пазов, а сменные вставки содержат упругий элемент, жесткость которого меньше, чем жесткость U-образного моноблока.The technical result is achieved by the fact that the device for tribotechnical testing of materials, including a rotation drive, load cells of normal and tangential forces, placed in a U-shaped monoblock, which is a beam with force concentrators, a recording unit, a counter sample, a counter sample fixing unit, also additionally contains the following elements : replaceable inserts for installation in a U-shaped monoblock; interchangeable attachment points for samples corresponding to various tribological testing schemes; the second shear force sensor, and in the U-shaped monoblock, the axes of the normal and tangential force sensors are perpendicular to each other, the force concentrators are made in the form of cylindrical grooves, and replaceable inserts contain an elastic element whose rigidity is less than the stiffness of the U-shaped monoblock.

Указанный результат достигается также тем, что устройство дополнительно содержит охладитель.The specified result is also achieved by the fact that the device further comprises a cooler.

Указанный результат достигается также тем, что устройство дополнительно содержит датчик температуры.The specified result is also achieved by the fact that the device further comprises a temperature sensor.

Указанный результат достигается также тем, что устройство дополнительно содержит электронный ключ, связанный с приводом.The specified result is also achieved by the fact that the device additionally contains an electronic key associated with the drive.

Заявляемое устройство (фиг.1) содержит привод 1, на котором установлены U-образный моноблок 2 и узел крепления образца 3, которые связанны с входом блока усилителей 4, выход которого связан с аналоговой частью системы сбора данных 5, выход которой связан с персональным компьютером 6, на котором установлена рабочая программа; электронный ключ 7, вход которого связан с цифровой частью системы сбора данных 5, а выход - с приводом 1; сменные вставки 8, имеющие возможность их установки в U-образном моноблоке 2 или в приводе 1.The inventive device (Fig. 1) contains a drive 1 on which a U-shaped monoblock 2 and a sample attachment unit 3 are mounted, which are connected to the input of the amplifier unit 4, the output of which is connected to the analog part of the data acquisition system 5, the output of which is connected to a personal computer 6, on which the work program is installed; an electronic key 7, the input of which is connected to the digital part of the data acquisition system 5, and the output to the drive 1; interchangeable inserts 8, with the possibility of their installation in a U-shaped monoblock 2 or in the drive 1.

В качестве привода 1 могут использоваться стандартные металлорежущие станки токарной и сверлильной группы.As the drive 1 can be used standard metal-cutting machines of a turning and drilling group.

U-образный моноблок (фиг.2) содержит корпус 9, имеющий хвостовик, обеспечивающий возможность закрепления U-образного моноблока в тисках сверлильного станка или в резцедержателе токарного станка. В корпус вставлен поводковый штырь 10, обеспечивающий возможность передачи нагрузки на первый датчик касательных сил, конструктивно выполненный в виде локального сужения корпуса 9 за счет двух цилиндрических пазов, на боковые поверхности которых наклеены тензорезисторы 11, 12. На корпусе имеется отверстие с фиксирующим винтом 13 для возможности закрепления в U-образном моноблоке сменных вставок 8. В плоскости изгиба первого датчика касательных сил дополнительно имеется второй датчик касательных сил, конструктивно выполненный аналогично первому на базе тензорезисторов 14, 15. Перпендикулярно плоскости изгиба вышеописанных датчиков касательных сил находится датчик нормальных сил, выполненный на базе тензорезисторов 16, 17. Корпус 9 расположен внутри защитного кожуха 18, который выполнен в виде тонкостенной оболочки с прорезями и воздушным охладителем 19, обеспечивающими возможность циркуляции воздуха внутри кожуха для охлаждения тензометрических датчиков нормальных и касательных сил измерительного узла.U-shaped monoblock (figure 2) contains a housing 9 having a shank that provides the ability to secure the U-shaped monoblock in the grip of a drilling machine or in the tool holder of a lathe. A drive pin 10 is inserted into the housing, providing the possibility of transferring the load to the first tangential force sensor, structurally made in the form of a local narrowing of the housing 9 due to two cylindrical grooves, strain gages 11, 12 are glued to the side surfaces of the housing, with a hole with a fixing screw 13 for the possibility of fixing replaceable inserts in a U-shaped monoblock 8. In the bend plane of the first tangent force sensor there is additionally a second tangent force sensor, structurally made similar to a gap based on the strain gauges 14, 15. Perpendicular to the bending plane of the above tangent force sensors is a normal force sensor based on the strain gauges 16, 17. The housing 9 is located inside the protective casing 18, which is made in the form of a thin-walled shell with slots and an air cooler 19, providing the possibility of air circulation inside the casing for cooling the strain gauges of the normal and tangential forces of the measuring unit.

Узел крепления образца 3 выполнен в шести вариантах.The mount of sample 3 is made in six versions.

Первый вариант - чашка с прижимным кольцом (фиг.3) - содержит чашку 20 с боковой стороны которого имеется глухое отверстие для установки в него термопары 21, подключенной к блоку усилителей 4. На дне в центре чашки имеется коническое углубление для установки чашки в U-образный моноблок, а на периферии - глухое отверстие для установки в него свободного конца поводкового штыря. Внутри чашки устанавливается плоский образец 22 (с размерами, не превышающими размеры внутренней полости чашки), прижимаемый ко дну чашки тремя винтами 23 через прижимное кольцо 24.The first option - a cup with a clamping ring (figure 3) - contains a cup 20 on the side of which there is a blind hole for installing a thermocouple 21 connected to the amplifier unit 4. At the bottom in the center of the cup there is a conical recess for installing the cup in U- monoblock, and on the periphery - a blind hole for installation in it the free end of the leash pin. A flat sample 22 is installed inside the cup (with dimensions not exceeding the dimensions of the inner cavity of the cup), pressed to the bottom of the cup with three screws 23 through the clamping ring 24.

Второй вариант - чашка с оправкой для шариков (фиг.4) - содержит вышеописанную чашку 20, внутри которой в три глухих резьбовых отверстия ввинчены штыри 25, на которые насаживается стандартная обойма, используемая для триботехнических испытаний смазочных материалов по четырехшариковой схеме. Обойма для фиксации трех шариковых образцов 26 содержит корпус 27 и прижимную резьбовую гайку 28. На дне корпуса обоймы 27 имеются три отверстия для возможности установки обоймы на штыри 25.The second option - a cup with a mandrel for balls (figure 4) - contains the above-described cup 20, inside of which pins 25 are screwed into three blind threaded holes, onto which a standard cage is used, used for tribological testing of lubricants according to a four-ball pattern. The holder for fixing the three ball samples 26 comprises a housing 27 and a threaded clamping nut 28. At the bottom of the housing of the holder 27 there are three holes for the possibility of installing the holder on the pins 25.

Третий вариант - диск с прижимным кольцом (фиг.5) - аналогичен первому варианту (фиг.3), в котором вместо чашки 20 используется диск 29, конструктивно выполненный как чашка 20 без боковых стенок. Данный узел позволяет фиксировать плоские образцы 30 с габаритами, превышающими размер диска.The third option - the disk with the clamping ring (figure 5) - is similar to the first option (figure 3), in which instead of the cup 20 is used the disk 29, structurally made as a cup 20 without side walls. This site allows you to fix flat samples 30 with dimensions exceeding the size of the disk.

Четвертый вариант - оправка для роликов (фиг.6) - содержит цилиндрический корпус 31, хвостовик которого фиксируется в патроне токарного станка, а на противоположную часть надевается роликовый образец 32 и фиксируется на корпусе с помощью болта 33 через прижимную шайбу 34.The fourth option - the mandrel for the rollers (6) - contains a cylindrical body 31, the shank of which is fixed in the chuck of the lathe, and a roller sample 32 is put on the opposite part and fixed on the housing with a bolt 33 through the clamping washer 34.

Пятый вариант - оправка для дисков (фиг.7) - содержит корпус 35, имеющий хвостовик для фиксации оправки в патроне сверлильного или токарного станка, а также полость для размещения образца 36 дисковой формы, который фиксируется внутри полости тремя винтами 37.The fifth option - a mandrel for disks (Fig.7) - contains a housing 35 having a shank for fixing the mandrel in the cartridge of a drilling or turning machine, as well as a cavity for accommodating a sample 36 of a disk shape, which is fixed inside the cavity with three screws 37.

Шестой вариант - чашка со штоком (фиг.8) - содержит чашку 20, в дно которой ввинчены штыри 25, на который надевается роликовый образец 38, Сверху в отверстие образца 38 вставлен конец штыря 39, хвостовик которого зажимается в патрон сверлильного станка. На буртике штыря имеется штырь 40, на который насаживается до упора в буртик роликовый контробразец 41. Для предотвращения возможности выпадения контробразца 41 в буртик штока вделан постоянный магнит 42.The sixth option - a cup with a rod (Fig. 8) - contains a cup 20, in the bottom of which are screwed the pins 25, on which the roller sample 38 is put on. On top of the hole in the sample 38 is the end of the pin 39, the shank of which is clamped into the drill chuck. On the flange of the pin there is a pin 40, on which the roller counter 41 is inserted completely into the collar. To prevent the possibility of the counter 41 falling out, a permanent magnet 42 is inserted into the collar of the rod.

Блок усилителей 4 включает тензоусилители двух тензодатчиков касательных сил и одного тензодатчика нормальной нагрузки, а также усилитель сигнала термопары 21.The block of amplifiers 4 includes strain gauges of two load cells of tangential forces and one load sensor of normal load, as well as a signal amplifier of thermocouple 21.

Система сбора данных 5 устройства реализована на базе серийных устройств, например LA-50USB, Е14-140, Е14-440 и т.п., имеющих аналоговую и цифровую части, а также порт для связи с персональным компьютером 6.The data acquisition system 5 of the device is implemented on the basis of serial devices, for example, LA-50USB, E14-140, E14-440, etc., having analog and digital parts, as well as a port for communication with a personal computer 6.

На персональный компьютер устанавливают рабочую программу (например, коммерческий программный продукт «PowerGraph») для проведения испытаний, в которую входят функции мониторинга, преобразования (например, калибровки, фильтрации и т.д.) и сохранения полученных экспериментальных данных в постоянной памяти компьютера.A working program is installed on a personal computer (for example, a commercial software product “PowerGraph”) for testing, which includes functions for monitoring, converting (for example, calibration, filtering, etc.) and storing the obtained experimental data in a permanent memory of the computer.

Электронный ключ, выполненный на базе, например, семисторов, связанный с цифровой частью системы сбора данных и приводом, обеспечивает возможность управлять приводом устройства посредством рабочей программы. При этом запуск устройства синхронизируется с началом регистрации экспериментальных данных, а отключение устройства происходит по достижении времени испытаний, момента трения или температуры заданных предельных значений.An electronic key made on the basis of, for example, semistors, connected to the digital part of the data acquisition system and the drive, provides the ability to control the drive of the device through a work program. In this case, the start-up of the device is synchronized with the beginning of the registration of experimental data, and the device is turned off when the test time, friction moment or temperature of the set limit values are reached.

Сменные вставки 8 выполнены в шести вариантах.Replaceable inserts 8 are made in six versions.

Первый вариант (фиг.9) - коническая вставка - состоит из игольчатой опоры 43, имеющей хвостовик для его установки в корпусе U-образного моноблока, и коническую вершину, а также упругий элемент 44 с жесткостью, меньшей, чем жесткость корпуса U-образного моноблока. Упругий элемент 44 предназначен для демпфирования динамических нагрузок, возникающих из-за биения привода и неровностей на поверхностях испытываемых образцов, что повысит точность и повторяемость триботехнических испытаний. Данная вставка служит в качестве опоры для чашки 20 или диска 29, используемых для крепления плоских образцов при относительно малых нормальных нагрузках (до 20 кгс) при триботехнических испытаниях.The first option (Fig. 9) - a conical insert - consists of a needle support 43 having a shank for its installation in the housing of the U-shaped monoblock, and a conical top, as well as an elastic element 44 with stiffness less than the rigidity of the housing of the U-shaped monoblock . The elastic element 44 is designed to damp dynamic loads arising due to drive runout and unevenness on the surfaces of the test specimens, which will increase the accuracy and repeatability of tribological tests. This insert serves as a support for the cup 20 or disk 29, used for fastening flat samples at relatively low normal loads (up to 20 kgf) during tribological tests.

Второй вариант (фиг.10) - сферическая вставка - конструктивно и по назначению аналогична вышеописанной конической вставке и содержит сферическую опору 45 с упругим элементом 44. Отличие состоит в том, что сферическая вставка имеет большую опорную поверхность, чем конус. Это позволяет использовать данную вставку при высоких нормальных нагрузках (более 20 кгс) при триботехнических испытаниях.The second option (figure 10) - the spherical insert is structurally and in purpose similar to the conical insert described above and contains a spherical support 45 with an elastic element 44. The difference is that the spherical insert has a larger abutment surface than the cone. This allows you to use this insert at high normal loads (more than 20 kgf) during tribological tests.

Третий вариант (фиг.11) - вставка с вращающимся шариком - состоит из корпуса 46, относительно которого имеет возможность вращаться шариковый контробразец 47 через промежуточный слой опорных шариков 48. От выпадения шарики 47 и 48 удерживаются крышкой 49, привинченной к корпусу винтами 50. Корпус 46 вставлен в хвостовик 51 через упругий элемент 44 и зафиксирован винтом 52. Данная вставка используется для проведения триботехнических испытаний образцов на трение качения.The third option (Fig. 11) - an insert with a rotating ball - consists of a housing 46, relative to which the ball counter-sample 47 can rotate through an intermediate layer of support balls 48. From falling out, the balls 47 and 48 are held by a cover 49 screwed to the housing by screws 50. The housing 46 is inserted into the shank 51 through an elastic element 44 and fixed by a screw 52. This insert is used for tribological testing of rolling friction samples.

Четвертый вариант (фиг.12) - вставка с невращающимся шариком - состоит из корпуса 53, на котором с помощью гайки 54 неподвижно фиксируется шариковый контробразец 47. Корпус, аналогично предыдущему варианту устанавливается в хвостовик 51 через упругий элемент 44 и зафиксирован винтом 52.The fourth variant (Fig. 12) - an insert with a non-rotating ball - consists of a housing 53, on which a ball counter-sample 47 is fixedly fixed with a nut 54. The housing, similarly to the previous version, is installed in the shank 51 through an elastic element 44 and fixed with a screw 52.

Пятый вариант (фиг.13) - вставка с трубчатым контробразцом - содержит трубчатый контробразец 55, установленный в хвостовике 51 через упругий элемент 44 аналогично третьему и четвертому вариантам. Данная вставка при испытаниях закрепляется в патроне сверлильного станка.The fifth option (Fig.13) - an insert with a tubular counter-sample - contains a tubular counter-sample 55 installed in the shank 51 through the elastic element 44 similarly to the third and fourth options. This insert during testing is fixed in the chuck of the drilling machine.

Шестой вариант (фиг.14) - вставка со стержневым контробразцом - содержит стержневой контробразец 56, установленный в хвостовике 51 аналогично предыдущему варианту. Вставка используется при испытаниях по схеме «палец-диск».The sixth option (Fig) - an insert with a rod counter-sample - contains a rod counter-sample 56 installed in the shank 51 similarly to the previous embodiment. The insert is used for finger-disk testing.

Особенностью трубчатого 55 и стержневого 56 контробразцов является то, что при износе с одной стороны их можно перевернуть и использовать с другой стороны.A feature of tubular 55 and rod 56 counter-samples is that when worn on one side, they can be turned over and used on the other.

Работа устройства в динамике.The operation of the device in dynamics.

Устройство в вышеописанной комплектации позволяет реализовать 19 вариантов триботехнических испытаний, указанных в таблице.The device in the above configuration allows you to implement 19 options tribological tests listed in the table.

Первый вариант (фиг.15). В U-образный моноблок устанавливают шариковую вставку качения. Хвостовик U-образного моноблока закрепляют в резцедержателе токарного станка. Для триботехнических испытаний берут цилиндрический образец, изготовленный из испытуемого материала, и фиксируют в патроне токарного станка (без использования специальных узлов крепления образца). Шариковый контробразец прижимают к боковой поверхности цилиндрического образца под заданной нормальной нагрузкой (величина нагрузки контролируется по эпюре величины нормального нагружения, выводимой на экран компьютера в режиме реального времени). На поверхности трения наносят слой требуемого смазочного материала. При запуске токарного станка образец начинает вращаться с заданной частотой. Возникающую силу трения качения между цилиндрическим образцом и шариковым контробразцом определяют вторым датчиком касательных сил U-образного моноблока. Сигналы с датчиков нормальной и касательной сил усиливают блоком усилителей, оцифровывают в системе сбора данных и передают в компьютер. Испытания автоматически прекращают по достижении одного из контролируемых параметров (длительности испытаний, силы трения) заданного максимального значения. Этот вариант испытаний служит для воспроизведения условий работы дорожек качения в радиальных шарикоподшипниках. Каждое новое испытание производят на новом участке цилиндрического образца и с новым шариком (контробразцом).The first option (Fig.15). A ball rolling insert is installed in the U-shaped monoblock. The shank of the U-shaped monoblock is fixed in the tool holder of the lathe. For tribotechnical tests, a cylindrical sample made of the test material is taken and fixed in the lathe chuck (without using special sample attachment points). The ball counter-sample is pressed against the lateral surface of the cylindrical sample under a given normal load (the load value is controlled by the plot of the normal load value displayed on a computer screen in real time). A layer of the required lubricant is applied to the friction surface. When starting the lathe, the sample begins to rotate at a given frequency. The resulting rolling friction force between the cylindrical specimen and the ball counter-pattern is determined by the second tangential force sensor of the U-shaped monoblock. The signals from the sensors of normal and tangential forces are amplified by a block of amplifiers, digitized in a data acquisition system and transmitted to a computer. Tests automatically stop when one of the monitored parameters (test duration, friction force) reaches the specified maximum value. This test variant serves to reproduce the operating conditions of raceways in deep groove ball bearings. Each new test is carried out in a new section of a cylindrical sample and with a new ball (counter-sample).

Второй вариант (фиг.15). Данный вариант во всем аналогичен первому варианту, но при этом в U-образный моноблок устанавливают шариковую вставку скольжения. Данный вариант используют для имитации условий работы радиальных подшипников скольжения.The second option (Fig.15). This option is similar in all respects to the first option, but at the same time a sliding ball insert is installed in the U-shaped monoblock. This option is used to simulate the working conditions of radial plain bearings.

Третий вариант (фиг.16). В U-образный моноблок устанавливают шариковую вставку качения. Хвостовик U-образного моноблока закрепляют в резцедержателе токарного станка. Для триботехнических испытаний берут цилиндрический образец, изготовленный из испытуемого материала, и фиксируют в патроне токарного станка (без использования специальных узлов крепления образца). Шариковый контробразец прижимают к торцевой поверхности цилиндрического образца под заданной нормальной нагрузкой (величина нагрузки контролируется по эпюре величины нормального нагружения, выводимой на экран компьютера в режиме реального времени). На торцевую поверхность цилиндрического образца наносят слой требуемого смазочного материала. При запуске токарного станка образец начинает вращаться с заданной частотой. Возникающую силу трения качения между цилиндрическим образцом и шариковым контробразцом определяют вторым датчиком касательных сил U-образного моноблока. Сигналы с датчиков нормальной и касательной сил усиливают блоком усилителей, оцифровывают в системе сбора данных и передают в компьютер. Испытания автоматически прекращают по достижении одного из контролируемых параметров (длительности испытаний, силы трения) заданного максимального значения. Этот вариант испытаний служит для воспроизведения условий работы дорожек качения в упорных шариковых подшипниках. Каждое новое испытание производят после удаления изношенной части образца с новым шариком (контробразцом).The third option (Fig.16). A ball rolling insert is installed in the U-shaped monoblock. The shank of the U-shaped monoblock is fixed in the tool holder of the lathe. For tribotechnical tests, a cylindrical sample made of the test material is taken and fixed in the lathe chuck (without using special sample attachment points). The ball counter-sample is pressed against the end surface of the cylindrical sample under a given normal load (the load value is controlled by the diagram of the normal load value displayed on a computer screen in real time). A layer of the required lubricant is applied to the end surface of the cylindrical sample. When starting the lathe, the sample begins to rotate at a given frequency. The resulting rolling friction force between the cylindrical specimen and the ball counter-pattern is determined by the second tangential force sensor of the U-shaped monoblock. The signals from the sensors of normal and tangential forces are amplified by a block of amplifiers, digitized in a data acquisition system and transmitted to a computer. Tests automatically stop when one of the monitored parameters (test duration, friction force) reaches the specified maximum value. This test variant serves to reproduce the operating conditions of raceways in thrust ball bearings. Each new test is performed after removal of the worn part of the sample with a new ball (counter-sample).

Четвертый вариант (фиг.16). Данный вариант во всем аналогичен предыдущему (третьему) варианту, но при этом в U-образный моноблок устанавливают шариковую вставку скольжения. Данный вариант используют для имитации условий работы упорных подшипников скольжения.The fourth option (Fig.16). This option is similar in all respects to the previous (third) option, but at the same time, a slip ball insert is installed in the U-shaped monoblock. This option is used to simulate the operating conditions of thrust bearings.

Пятый вариант (фиг.17). В U-образный моноблок устанавливают шариковую вставку качения. Хвостовик U-образного моноблока закрепляют в резцедержателе токарного станка. Для триботехнических испытаний берут цилиндрический образец с отверстием, изготовленный из испытуемого материала, и устанавливают в оправку для роликов, которую в свою очередь фиксируют в патроне токарного станка. Шариковый контробразец прижимается к боковой поверхности образца под заданной нормальной нагрузкой (величина нагрузки контролируется по эпюре величины нормального нагружения, выводимой на экран компьютера в режиме реального времени). На боковую поверхность образца наносят слой требуемого смазочного материала. При запуске токарного станка образец начинает вращаться с заданной частотой. Возникающую силу трения качения между цилиндрическим образцом и шариковым контробразцом определяют вторым датчиком касательных сил U-образного моноблока. Сигналы с датчиков нормальной и касательной сил усиливают блоком усилителей, оцифровывают в системе сбора данных и передают в компьютер. Испытания автоматически прекращают по достижении одного из контролируемых параметров (длительности испытаний, силы трения) заданного максимального значения. Этот вариант испытаний служит для воспроизведения условий работы дорожек качения в радиальных шариковых подшипниках. Каждое новое испытание производят на новом участке образца и с новым шариком (контробразцом). Кроме того, в данном варианте имеется возможность проведения натурных испытаний с использованием в качестве образцов внутренних колец радиальных шариковых подшипников.The fifth option (Fig.17). A ball rolling insert is installed in the U-shaped monoblock. The shank of the U-shaped monoblock is fixed in the tool holder of the lathe. For tribotechnical tests, a cylindrical sample with an aperture made of the material being tested is taken and installed in a mandrel for the rollers, which, in turn, is fixed in the lathe chuck. The ball counter-sample is pressed to the side surface of the sample under a given normal load (the load value is controlled by the plot of the normal load value displayed on the computer screen in real time). A layer of the desired lubricant is applied to the side surface of the sample. When starting the lathe, the sample begins to rotate at a given frequency. The resulting rolling friction force between the cylindrical specimen and the ball counter-pattern is determined by the second tangential force sensor of the U-shaped monoblock. The signals from the sensors of normal and tangential forces are amplified by a block of amplifiers, digitized in a data acquisition system and transmitted to a computer. Tests automatically stop when one of the monitored parameters (test duration, friction force) reaches the specified maximum value. This test variant serves to reproduce the operating conditions of raceways in radial ball bearings. Each new test is carried out in a new section of the sample and with a new ball (counter sample). In addition, in this embodiment, it is possible to conduct full-scale tests using the inner rings of radial ball bearings as samples.

Шестой вариант (фиг.17). Данный вариант аналогичен предыдущему (пятому) варианту, но при этом в U-образный моноблок устанавливают шариковую вставку скольжения. Данный вариант используют для имитации условий работы радиальных подшипников скольжения. При этом в качестве образцов могут быть использованы натурные образцы втулок скольжения.The sixth option (Fig.17). This option is similar to the previous (fifth) option, but at the same time a ball slip insert is installed in the U-shaped monoblock. This option is used to simulate the working conditions of radial plain bearings. In this case, full-scale samples of sliding bushings can be used as samples.

Седьмой вариант (фиг.18). В U-образный моноблок устанавливают шариковую вставку качения. Хвостовик U-образного моноблока закрепляют в резцедержателе токарного станка. Для триботехнических испытаний берут образец в виде диска, изготовленного из испытуемого материала, устанавливают его в оправке для дисков, которую фиксируют в патроне токарного станка. Шариковый контробразец прижимают к торцевой поверхности образца под заданной нормальной нагрузкой (величина нагрузки контролируется по эпюре величины нормального нагружения, выводимой на экран компьютера в режиме реального времени). На торцевую поверхность образца наносят слой требуемого смазочного материала. При запуске токарного станка образец начинает вращаться с заданной частотой. Возникающую силу трения качения между цилиндрическим образцом и шариковым контробразцом определяют вторым датчиком касательных сил U-образного моноблока. Сигналы с датчиков нормальной и касательной сил усиливают блоком усилителей, оцифровывают в системе сбора данных и передают в компьютер. Испытания автоматически прекращают по достижении одного из контролируемых параметров (длительности испытаний, силы трения) заданного максимального значения. Этот вариант испытаний служит для воспроизведения условий работы дорожек качения в упорных шариковых подшипниках. Каждое новое испытание производится после удаления изношенной части образца и с новым шариком (контробразцом).Seventh option (Fig. 18). A ball rolling insert is installed in the U-shaped monoblock. The shank of the U-shaped monoblock is fixed in the tool holder of the lathe. For tribotechnical tests, a sample is taken in the form of a disk made of the test material, and it is installed in a disk mandrel, which is fixed in the lathe chuck. The ball counter-sample is pressed against the end surface of the sample under a given normal load (the load value is controlled by the diagram of the normal load value displayed on a computer screen in real time). A layer of the required lubricant is applied to the end surface of the sample. When starting the lathe, the sample begins to rotate at a given frequency. The resulting rolling friction force between the cylindrical specimen and the ball counter-pattern is determined by the second tangential force sensor of the U-shaped monoblock. The signals from the sensors of normal and tangential forces are amplified by a block of amplifiers, digitized in a data acquisition system and transmitted to a computer. Tests automatically stop when one of the monitored parameters (test duration, friction force) reaches the specified maximum value. This test variant serves to reproduce the operating conditions of raceways in thrust ball bearings. Each new test is performed after removal of the worn part of the sample and with a new ball (counter-sample).

Восьмой вариант (фиг.18). Данный вариант аналогичен предыдущему (седьмому) варианту, но при этом в U-образный моноблок устанавливают шариковую вставку скольжения. Данный вариант используют для имитации условий работы упорных подшипников скольжения. При этом в качестве образцов могут быть использованы натурные детали упорных подшипников скольжения.The eighth option (Fig. 18). This option is similar to the previous (seventh) option, but at the same time, a ball slip insert is installed in the U-shaped monoblock. This option is used to simulate the operating conditions of thrust bearings. At the same time, full-scale parts of thrust sliding bearings can be used as samples.

Девятый вариант. Данный вариант аналогичен предыдущим двум (седьмому и восьмому) вариантам, но при этом в U-образный моноблок устанавливают вставку со стержневым образцом. Данный вариант реализует стандартную схему триботехнических испытаний «палец-диск».The ninth option. This option is similar to the previous two (seventh and eighth) options, but at the same time, an insert with a core sample is installed in the U-shaped monoblock. This option implements a standard finger-disk tribotechnical test scheme.

Десятый вариант (фиг.19). В U-образный моноблок устанавливают коническую или сферическую вставку. Хвостовик U-образного моноблока закрепляют в тисках сверлильного станка так, чтобы ось вставки совпадала с осью вращения шпинделя станка. Для триботехнических испытаний берут три шарика и устанавливают их в чашке с оправкой для шариков. Чашку устанавливают на вершину конической или сферической вставки так, чтобы поводковый штырь вошел в углубление на дне чашки. В патроне сверлильного станка зажимают хвостовик шариковой вставки скольжения. В чашку заливают требуемый смазочный материал. На три закрепленных в обойме шарика опускают шариковый контробразец, установленный в шариковой вставке скольжения. Далее реализуют стандартное триботехническое испытание (ГОСТ 9490-75), проводимое на четырехшариковых машинах трения. При запуске сверлильного станка шариковый контробразец начинает вращаться с заданной частотой. Возникающую силу трения скольжения между цилиндрическим образцом и шариковым контробразцом определяют первым датчиком касательных сил U-образного моноблока. Сигналы с датчиков нормальной и касательной сил усиливают блоком усилителей, оцифровывают в системе сбора данных и передают в компьютер. Испытания автоматически прекращают по достижении одного из контролируемых параметров (длительности испытаний, силы трения) заданного максимального значения.The tenth option (Fig.19). A conical or spherical insert is installed in the U-shaped monoblock. The shank of the U-shaped monoblock is fixed in the vice of the drilling machine so that the axis of the insert coincides with the axis of rotation of the spindle of the machine. For tribotechnical tests, take three balls and install them in a cup with a mandrel for balls. The cup is mounted on top of a conical or spherical insert so that the lead pin fits into a recess at the bottom of the cup. In the chuck of the drilling machine, the shank of the sliding ball insert is clamped. The required lubricant is poured into the cup. A ball counter-sample mounted in a sliding ball insert is lowered onto three balls fixed in the cage. Then, a standard tribotechnical test (GOST 9490-75) is carried out, carried out on four-ball friction machines. When starting the drilling machine, the ball counter-sample begins to rotate at a given frequency. The resulting sliding friction force between the cylindrical specimen and the ball counter-pattern is determined by the first tangential force sensor of the U-shaped monoblock. The signals from the sensors of normal and tangential forces are amplified by a block of amplifiers, digitized in a data acquisition system and transmitted to a computer. Tests automatically stop when one of the monitored parameters (test duration, friction force) reaches the specified maximum value.

Одиннадцатый вариант (фиг.20). В U-образный моноблок устанавливают коническую или сферическую вставку (в зависимости от требуемой величины нормальной нагрузки). Хвостовик U-образного моноблока закрепляют в тисках сверлильного станка так, чтобы ось вставки совпадала с осью вращения шпинделя станка. Выбирают из комплекта оснастки оправку со штоком. Для триботехнических испытаний берут кольцевой образец и устанавливают его внутри чашки, насаживая образец на три штыря, ввернутых в дно чашки. Чашку устанавливают на вершину конической или сферической вставки так, чтобы поводковый штырь вошел в углубление на дне чашки. В патроне сверлильного станка зажимают шток. На шток снизу надевают кольцевой контробразец до упора его в буртик, обеспечивая попадание штыря, ввинченного в буртик в соответствующее отверстие в контроборазце. При этом кольцо фиксируется на штоке за счет постоянного магнита, вделанного в буртик штока. В чашку помещают требуемый смазочный материал. Опускают шток с контробразцом на образец, установленный в чашке так, чтобы выступающая часть штока вошла в отверстие образца. Нагружают пару трения за счет подвешивания требуемой нагрузки на рукоятку вертикального перемещения шпинделя сверлильного станка. При запуске сверлильного станка контробразец начинает вращаться с заданной частотой. Возникающую силу трения скольжения между торцевыми поверхностями образца и контробразца определяют первым датчиком касательных сил U-образного моноблока. Сигналы с датчиков нормальной и касательной сил усиливают блоком усилителей, оцифровывают в системе сбора данных и передают в компьютер. Испытания автоматически прекращают по достижении одного из контролируемых параметров (длительности испытаний, силы трения) заданного максимального значения. В данном варианте (торцевой трибометр) имитируются условия работы упорных подшипников скольжения.The eleventh option (Fig.20). A conical or spherical insert is installed in the U-shaped monoblock (depending on the required value of the normal load). The shank of the U-shaped monoblock is fixed in the vice of the drilling machine so that the axis of the insert coincides with the axis of rotation of the spindle of the machine. A mandrel with a stem is selected from the set of accessories. For tribotechnical tests, take an annular sample and install it inside the cup, fitting the sample onto three pins screwed into the bottom of the cup. The cup is mounted on top of a conical or spherical insert so that the lead pin fits into a recess at the bottom of the cup. In the drill chuck clamp the rod. An annular counter-sample is put on the bottom from the bottom until it stops against the collar, ensuring that the pin screwed into the collar gets into the corresponding hole in the counter-protector. In this case, the ring is fixed on the rod due to the permanent magnet embedded in the shoulder of the rod. The required lubricant is placed in the cup. Lower the stem with the counter-sample onto the sample mounted in the cup so that the protruding portion of the stem fits into the hole of the sample. A friction pair is loaded by suspending the required load on the handle of vertical movement of the drill spindle. When starting the drilling machine, the counter sample starts to rotate at a given frequency. The resulting sliding friction force between the end surfaces of the sample and the counter-sample is determined by the first tangential force sensor of the U-shaped monoblock. The signals from the sensors of normal and tangential forces are amplified by a block of amplifiers, digitized in a data acquisition system and transmitted to a computer. Tests automatically stop when one of the controlled parameters (test duration, friction force) reaches the specified maximum value. In this embodiment (end tribometer), the operating conditions of thrust plain bearings are simulated.

Двенадцатый вариант (фиг.21). В U-образный моноблок устанавливают коническую или сферическую вставку (в зависимости от требуемой величины нормальной нагрузки). Хвостовик U-образного моноблока закрепляют в тисках сверлильного станка так, чтобы ось вставки совпадала с осью вращения шпинделя станка. Выбирают из имеющейся оснастки чашку с кольцевым прижимом. Для триботехнических испытаний берут плоский образец и устанавливают его по центру внутренней полости чашки, прижимая ко дну прижимным кольцом с помощью трех винтов, вворачиваемых в дно чашки. Чашку устанавливают на вершину конической или сферической вставки так, чтобы поводковый штырь вошел в углубление на дне чашки. В патроне сверлильного станка зажимают оправку с трубчатым образцом. В чашку помещают требуемый смазочный материал. Опускают торец трубчатого контробразца на образец и нагружают стык за счет подвешивания требуемой нагрузки на рукоятку вертикального перемещения шпинделя сверлильного станка. При запуске сверлильного станка контробразец начинает вращаться с заданной частотой. Возникающую силу трения скольжения определяют первым датчиком касательных сил U-образного моноблока. Сигналы с датчиков нормальной и касательной сил усиливают блоком усилителей, оцифровывают в системе сбора данных и передают в компьютер. Испытания автоматически прекращают по достижении одного из контролируемых параметров (длительности испытаний, силы трения) заданного максимального значения. В данном варианте (торцевой трибометр) имитируются условия работы упорных подшипников скольжения.The twelfth option (Fig.21). A conical or spherical insert is installed in the U-shaped monoblock (depending on the required value of the normal load). The shank of the U-shaped monoblock is fixed in the vice of the drilling machine so that the axis of the insert coincides with the axis of rotation of the spindle of the machine. Select a cup with an annular clip from the existing equipment. For tribotechnical tests, a flat sample is taken and placed in the center of the inner cavity of the cup, pressed to the bottom by a pressure ring with three screws that are screwed into the bottom of the cup. The cup is mounted on top of a conical or spherical insert so that the lead pin fits into a recess at the bottom of the cup. A mandrel with a tubular sample is clamped in a drill chuck. The required lubricant is placed in the cup. The end face of the tubular counter-sample is lowered onto the sample and the joint is loaded by suspending the required load on the handle of vertical movement of the drill spindle. When starting the drilling machine, the counter sample starts to rotate at a given frequency. The resulting sliding friction force is determined by the first tangential force sensor of the U-shaped monoblock. The signals from the sensors of normal and tangential forces are amplified by a block of amplifiers, digitized in a data acquisition system and transmitted to a computer. Tests automatically stop when one of the monitored parameters (test duration, friction force) reaches the specified maximum value. In this embodiment (end tribometer), the operating conditions of thrust plain bearings are simulated.

Тринадцатый вариант (фиг.22). В U-образный моноблок устанавливают коническую или сферическую вставку (в зависимости от требуемой величины нормальной нагрузки). Хвостовик U-образного моноблока закрепляют в тисках сверлильного станка так, чтобы ось вставки совпадала с осью вращения шпинделя станка. Выбирают из имеющейся оснастки диск с кольцевым прижимом. Для триботехнических испытаний берут плоский образец и устанавливают его по центру верхней части диска, прижимая к нему прижимным кольцом с помощью трех винтов, вворачиваемых в диск. Диск устанавливают на вершину конической или сферической вставки так, чтобы поводковый штырь вошел в углубление на дне диска. В патроне сверлильного станка зажимают оправку с трубчатым образцом. На поверхность испытуемого образца наносят слой требуемого смазочного материала. Опускают торец трубчатого контробразца на образец и нагружают стык за счет подвешивания требуемой нагрузки на рукоятку вертикального перемещения шпинделя сверлильного станка. При запуске сверлильного станка контробразец начинает вращаться с заданной частотой. Возникающую силу трения скольжения определяют первым датчиком касательных сил U-образного моноблока. Сигналы с датчиков нормальной и касательной сил усиливают блоком усилителей, оцифровывают в системе сбора данных и передают в компьютер. Испытания автоматически прекращают по достижении одного из контролируемых параметров (длительности испытаний, силы трения) заданного максимального значения. В данном варианте (торцевой трибометр) имитируются условия работы упорных подшипников скольжения.The thirteenth option (Fig.22). A conical or spherical insert is installed in the U-shaped monoblock (depending on the required value of the normal load). The shank of the U-shaped monoblock is fixed in the vice of the drilling machine so that the axis of the insert coincides with the axis of rotation of the spindle of the machine. Select from the existing equipment a disk with a ring clamp. For tribotechnical tests, take a flat sample and install it in the center of the upper part of the disk, pressing it with a clamping ring using three screws that are screwed into the disk. The disk is mounted on top of a conical or spherical insert so that the lead pin fits into a recess at the bottom of the disk. A mandrel with a tubular sample is clamped in a drill chuck. A layer of the required lubricant is applied to the surface of the test sample. The end face of the tubular counter-sample is lowered onto the sample and the joint is loaded by suspending the required load on the handle of vertical movement of the drill spindle. When starting the drilling machine, the counter sample starts to rotate at a given frequency. The resulting sliding friction force is determined by the first tangential force sensor of the U-shaped monoblock. The signals from the sensors of normal and tangential forces are amplified by a block of amplifiers, digitized in a data acquisition system and transmitted to a computer. Tests automatically stop when one of the monitored parameters (test duration, friction force) reaches the specified maximum value. In this embodiment (end tribometer), the operating conditions of thrust plain bearings are simulated.

Четырнадцатый вариант (фиг.23). В U-образный моноблок устанавливают шариковую вставку качения. Хвостовик U-образного моноблока закрепляют в тисках на столике сверлильного станка так, чтобы ось вставки располагалась параллельно оси вращения шпинделя станка, но с поперечным смещением, равным требуемому радиусу дорожки трения. Для триботехнических испытаний берут образец в виде диска, изготовленного из испытуемого материала, устанавливают его в оправке для дисков, которую фиксируют в патроне сверлильного станка. На диск наносят слой смазочного материала. Оправку с образцом опускают на контробразец и прижимают к нему под заданной нормальной нагрузкой за счет подвешивания требуемой нагрузки на рукоятку вертикального перемещения шпинделя сверлильного станка (величина нагрузки контролируется по эпюре величины нормального нагружения, выводимой на экран компьютера в режиме реального времени). При запуске сверлильного станка образец начинает вращаться с заданной частотой. Возникающую силу трения качения между торцом дискового образца и шариковым контробразцом определяют вторым датчиком касательных сил U-образного моноблока. Сигналы с датчиков нормальной и касательной сил усиливают блоком усилителей, оцифровывают в системе сбора данных и передают в компьютер. Испытания автоматически прекращают по достижении одного из контролируемых параметров (длительности испытаний, силы трения) заданного максимального значения. Этот вариант испытаний служит для воспроизведения условий работы дорожек качения в упорных шариковых подшипниках. Каждое новое испытание производится после удаления изношенной части образца и с новым шариком (контробразцом).Fourteenth option (Fig.23). A ball rolling insert is installed in the U-shaped monoblock. The shank of the U-shaped monoblock is fixed in a vise on the table of the drilling machine so that the insert axis is parallel to the axis of rotation of the machine spindle, but with a lateral offset equal to the required radius of the friction track. For tribotechnical tests, a sample is taken in the form of a disk made of the test material, it is installed in a disk mandrel, which is fixed in the drill chuck. A layer of lubricant is applied to the disk. The mandrel with the sample is lowered onto the counter sample and pressed to it under the specified normal load by suspending the required load on the handle of vertical movement of the drill spindle (the load value is controlled by the diagram of the normal load value displayed on the computer screen in real time). When starting the drilling machine, the sample begins to rotate at a given frequency. The resulting rolling friction force between the end face of the disk sample and the ball counter-sample is determined by the second tangential force sensor of the U-shaped monoblock. The signals from the sensors of normal and tangential forces are amplified by a block of amplifiers, digitized in a data acquisition system and transmitted to a computer. Tests automatically stop when one of the monitored parameters (test duration, friction force) reaches the specified maximum value. This test variant serves to reproduce the operating conditions of raceways in thrust ball bearings. Each new test is performed after removal of the worn part of the sample and with a new ball (counter-sample).

Пятнадцатый вариант (фиг.23). Данный вариант аналогичен предыдущему (четырнадцатому) варианту, но при этом в U-образный моноблок устанавливают шариковую вставку скольжения. Данный вариант используют для имитации условий работы упорных подшипников скольжения. При этом в качестве образцов могут быть использованы натурные детали упорных подшипников скольжения.The fifteenth option (Fig.23). This option is similar to the previous (fourteenth) option, but at the same time a ball slip insert is installed in the U-shaped monoblock. This option is used to simulate the operating conditions of thrust bearings. At the same time, full-scale parts of thrust sliding bearings can be used as samples.

Шестнадцатый вариант. Данный вариант аналогичен предыдущим двум (четырнадцатому и пятнадцатому) вариантам, но при этом в U-образный моноблок устанавливают вставку со стержневым образцом. Данный вариант реализует стандартную схему триботехнических испытаний «палец-диск».The sixteenth option. This option is similar to the previous two (fourteenth and fifteenth) options, but at the same time, an insert with a core sample is installed in the U-shaped monoblock. This option implements a standard finger-disk tribotechnical test scheme.

Семнадцатый вариант (фиг.24). В U-образный моноблок устанавливают шариковую вставку качения. Хвостовик U-образного моноблока закрепляют в тисках на столике сверлильного станка так, чтобы ось вставки располагалась параллельно оси вращения шпинделя станка, но с поперечным смещением, равным требуемому радиусу дорожки трения. Для триботехнических испытаний берут цилиндрический образец, изготовленный из испытуемого материала, и фиксируют в патроне токарного станка (без использования специальных узлов крепления образца). На торец цилиндрического образца наносят слой смазочного материала. Образец опускают на контробразец и прижимают к нему под заданной нормальной нагрузкой за счет подвешивания требуемой нагрузки на рукоятку вертикального перемещения шпинделя сверлильного станка (величина нагрузки контролируется по эпюре величины нормального нагружения, выводимой на экран компьютера в режиме реального времени). При запуске сверлильного станка образец начинает вращаться с заданной частотой. Возникающую силу трения качения между торцом цилиндрического образца и шариковым контробразцом определяют вторым датчиком касательных сил U-образного моноблока. Сигналы с датчиков нормальной и касательной сил усиливают блоком усилителей, оцифровывают в системе сбора данных и передают в компьютер. Испытания автоматически прекращают по достижении одного из контролируемых параметров (длительности испытаний, силы трения) заданного максимального значения. Этот вариант испытаний служит для воспроизведения условий работы дорожек качения в упорных шариковых подшипниках. Каждое новое испытание производится после удаления изношенной части образца и с новым шариком (контробразцом).Seventeenth option (Fig.24). A ball rolling insert is installed in the U-shaped monoblock. The shank of the U-shaped monoblock is fixed in a vise on the table of the drilling machine so that the insert axis is parallel to the axis of rotation of the machine spindle, but with a lateral offset equal to the required radius of the friction track. For tribotechnical tests, a cylindrical sample made of the test material is taken and fixed in the lathe chuck (without using special sample attachment points). A layer of lubricant is applied to the end of the cylindrical sample. The sample is lowered onto the counter-sample and pressed against it under a given normal load by suspending the required load on the handle of vertical movement of the drill spindle (the load value is controlled by the plot of the normal load value displayed on the computer screen in real time). When starting the drilling machine, the sample begins to rotate at a given frequency. The resulting rolling friction force between the end face of the cylindrical specimen and the ball counter-pattern is determined by the second tangential force sensor of the U-shaped monoblock. The signals from the sensors of normal and tangential forces are amplified by a block of amplifiers, digitized in a data acquisition system and transmitted to a computer. Tests automatically stop when one of the monitored parameters (test duration, friction force) reaches the specified maximum value. This test variant serves to reproduce the operating conditions of raceways in thrust ball bearings. Each new test is performed after removal of the worn part of the sample and with a new ball (counter-sample).

Восемнадцатый вариант (фиг.24). Данный вариант аналогичен предыдущему (семнадцатому) варианту, но при этом в U-образный моноблок устанавливают шариковую вставку скольжения. Данный вариант используют для имитации условий работы упорных подшипников скольжения.The eighteenth option (Fig.24). This option is similar to the previous (seventeenth) option, but at the same time, a ball slip insert is installed in the U-shaped monoblock. This option is used to simulate the operating conditions of thrust bearings.

Девятнадцатый вариант (фиг.24). Данный вариант аналогичен предыдущим двум (семнадцатому и восемнадцатому) вариантам, но при этом в U-образный моноблок устанавливают вставку со стержневым образцом. Данный вариант реализует схему триботехнических испытаний «палец-диск».The nineteenth option (Fig.24). This option is similar to the previous two (seventeenth and eighteenth) options, but at the same time an insert with a core sample is installed in the U-shaped monoblock. This option implements the scheme of tribotechnical tests "finger-disk".

Пример. Испытывали антифрикционные и противоизносные свойства посеребренной шайбы, применяемой в серийном производстве опор буровых долот в ОАО «Волгабурмаш». Размеры шайбы: наружный диаметр 54 мм, диаметр отверстия 20 мм, толщина 2,5 мм. Толщина серебряного покрытия - 20 мкм. Условия эксплуатации шайбы: смазочный материал - штатная долотная пластичная смазка JBL; нормальное давление - 13 МПа; вид трения - граничное трение скольжения. Для испытаний шайбы выбрали вариант 13. Трубчатый образец имел наружный диаметр 6 мм, диаметр отверстия 4 мм. Площадь поверхности трения составила 15,7 мм. Расчетная нормальная нагрузка для воспроизведения при испытаниях рабочего нормального давления составляет 204,1 Н. Испытываемую шайбу закрепили с помощью прижимного кольца на диске. На поверхность шайбы, расположенную внутри кольца, нанесли слой смазки JBL толщиной 1 мм. В патрон сверлильного станка установили оправку с трубчатым контробразцом. В отверстие U-образного моноблока вставили сферическую вставку и установили U-образный моноблок в тисках на столике сверлильного станка так, чтобы вершина сферической вставки расположилась по оси вращения трубчатого контробразца. Затем опустили трубчатый контробразец на поверхность испытуемой шайбы и прижали их под нагрузкой 200 Н (фиг.22). В боковое отверстие на диске вставили термопару. Из рабочей программы одновременно привели в действие станок и начали регистрацию экспериментальных данных в виде эпюр «нормальная нагрузка - время наработки», «температура разогрева - время наработки». Полученные экспериментальные данные приведены на фиг.25.Example. We tested the antifriction and anti-wear properties of a silver-plated washer used in the serial production of drill bit supports at Volgaburmash OJSC. Washer dimensions: outer diameter 54 mm, hole diameter 20 mm, thickness 2.5 mm. The thickness of the silver coating is 20 microns. Washer operating conditions: lubricant - standard JBL bit-type grease; normal pressure - 13 MPa; type of friction - boundary sliding friction. For testing the washers, option 13 was chosen. The tubular sample had an outer diameter of 6 mm and a hole diameter of 4 mm. The friction surface area was 15.7 mm. The calculated normal load for reproducing during tests of the working normal pressure is 204.1 N. The test washer was fixed with a clamping ring to the disk. A 1 mm thick JBL grease was applied to the surface of the washer located inside the ring. A mandrel with a tubular counter sample was installed in the drill chuck. A spherical insert was inserted into the hole of the U-shaped monoblock and a U-shaped monoblock was installed in a vise on the table of the drilling machine so that the top of the spherical insert was located along the axis of rotation of the tubular counter-sample. Then the tubular counter-sample was lowered onto the surface of the tested washer and pressed them under a load of 200 N (Fig. 22). A thermocouple was inserted into the side hole on the disk. From the work program, they simultaneously powered the machine and began recording experimental data in the form of diagrams “normal load - running hours”, “warm-up temperature - running hours”. The obtained experimental data are shown in Fig.25.

После длительности наработки 1 час произошло автоматическое выключение стенда. Образец сняли с диска и оценили величину линейного износа на кольцевом участке трения профилографированием (методом искусственных баз). Износ в зоне трения составил 14 мкм. Средний момент трения составил 0,025 Н·м. Температура разогрева образца составила 55°С.After the operating time of 1 hour, the stand was automatically turned off. The sample was removed from the disk and the linear wear on the annular friction section was evaluated by profiling (artificial base method). Wear in the friction zone was 14 μm. The average moment of friction was 0.025 N · m. The heating temperature of the sample was 55 ° C.

Графические материалы заявки содержат:Graphic materials of the application contain:

Фиг.1 - блок-схема устройства для триботехнических испытаний материалов;Figure 1 - block diagram of a device for tribological testing of materials;

Фиг.2 - схема U-образного моноблока;Figure 2 - diagram of a U-shaped monoblock;

Фиг.3 - схема первого варианта исполнения узла крепления образца;Figure 3 is a diagram of a first embodiment of a sample attachment assembly;

Фиг.4 - схема второго варианта исполнения узла крепления образца;Figure 4 is a diagram of a second embodiment of a sample mount;

Фиг.5 - схема третьего варианта исполнения узла крепления образца;5 is a diagram of a third embodiment of a sample mount;

Фиг.6 - схема четвертого варианта исполнения узла крепления образца;6 is a diagram of a fourth embodiment of a sample mount;

Фиг.7 - схема пятого варианта исполнения узла крепления образца;Fig. 7 is a diagram of a fifth embodiment of a specimen attachment assembly;

Фиг.8 - схема шестого варианта исполнения узла крепления образца;Fig. 8 is a diagram of a sixth embodiment of a specimen attachment assembly;

Фиг.9 - схема первого варианта исполнения сменной вставки;Fig.9 is a diagram of a first embodiment of a removable insert;

Фиг.10 - схема второго варианта исполнения сменной вставки;Figure 10 is a diagram of a second embodiment of a removable insert;

Фиг.11 - схема третьего варианта исполнения сменной вставки;11 is a diagram of a third embodiment of a removable insert;

Фиг.12 - схема четвертого варианта исполнения сменной вставки;12 is a diagram of a fourth embodiment of a removable insert;

Фиг.13 - схема пятого варианта исполнения сменной вставки;13 is a diagram of a fifth embodiment of a removable insert;

Фиг.14 - схема шестого варианта исполнения сменной вставки;Fig. 14 is a diagram of a sixth embodiment of a removable insert;

Фиг.15 - схема первого и второго вариантов комплектации устройства для реализации триботехнических испытаний;Fig is a diagram of the first and second options for completing the device for the implementation of tribological tests;

Фиг.16 - схема третьего и четвертого вариантов комплектации устройства для реализации триботехнических испытаний;Fig. 16 is a diagram of a third and a fourth embodiment of a device for implementing tribotechnical tests;

Фиг.17 - схема пятого и шестого вариантов комплектации устройства для реализации триботехнических испытаний;Fig is a diagram of the fifth and sixth variants of the configuration of the device for the implementation of tribological tests;

Фиг.18 - схема седьмого, восьмого и девятого вариантов комплектации устройства для реализации триботехнических испытаний;Fig. 18 is a diagram of a seventh, eighth, and ninth embodiment of a device configuration for implementing tribological tests;

Фиг.19 - схема десятого варианта комплектации устройства для реализации триботехнических испытаний;Fig. 19 is a diagram of a tenth embodiment of a configuration of a device for implementing tribological tests;

Фиг.20 - схема одиннадцатого варианта комплектации устройства для реализации триботехнических испытаний;Fig. 20 is a diagram of an eleventh embodiment of a configuration of a device for implementing tribotechnical tests;

Фиг.21 - схема двенадцатого варианта комплектации устройства для реализации триботехнических испытаний;Fig is a diagram of a twelfth embodiment of a device for implementing tribological tests;

Фиг.22 - схема тринадцатого варианта комплектации устройства для реализации триботехнических испытаний;Fig. 22 is a diagram of a thirteenth embodiment of a configuration of a device for implementing tribological tests;

Фиг.23 - схема четырнадцатого, пятнадцатого и шестнадцатого вариантов комплектации устройства для реализации триботехнических испытаний;Fig is a diagram of the fourteenth, fifteenth and sixteenth variants of the configuration of the device for the implementation of tribological tests;

Фиг.24 - схема семнадцатого, восемнадцатого и девятнадцатого вариантов комплектации устройства для реализации триботехнических испытаний;Fig is a diagram of the seventeenth, eighteenth and nineteenth variants of the configuration of the device for the implementation of tribological tests;

Фиг.25 - эпюры экспериментальных данных «нормальная нагрузка - время наработки», «температура разогрева - время наработки».Fig - diagrams of experimental data "normal load - running hours", "heating temperature - running hours."

Используемая литератураUsed Books

1. Патент РФ №2379648. Устройство для испытания материалов на трение и износ / Броновец М.А., Володин М.В. Опубл. 20.01.2010, бюл. №2.1. RF patent No. 2379648. Device for testing materials for friction and wear / Bronovets M.A., Volodin M.V. Publ. 01/20/2010, bull. No. 2.

2. Патент РФ №2279057. Устройство для испытания материалов на трение и износ / Броновец М.А. Опубл. 27.06.2006, бюл. №18.2. RF patent No. 2279057. Device for testing materials for friction and wear / Bronovets M.A. Publ. 06/27/2006, bull. Number 18.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Claims (4)

1. Устройство для испытаний материалов на трение, включающее привод вращения, тензодатчики нормальных и касательных сил, размещенные в U-образном моноблоке, представляющем собой балку с концентраторами сил, регистрирующий блок, контробразец, узел фиксации контробразца, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит следующие элементы: сменные вставки для установки в U-образный моноблок; сменные узлы крепления образцов, соответствующие различным схемам триботехнических испытаний; второй тензодатчик касательных сил, причем в U-образном моноблоке оси датчиков нормальной и касательной сил расположены перпендикулярно друг к другу, концентраторы сил выполнены в виде цилиндрических пазов, а сменные вставки содержат упругий элемент, жесткость которого меньше, чем жесткость U-образного моноблока.1. A device for testing materials for friction, including a rotation drive, load cells of normal and tangential forces, placed in a U-shaped monoblock, which is a beam with force concentrators, a recording unit, a counter sample, a counter sample fixing unit, characterized in that the device further comprises the following elements: replaceable inserts for installation in a U-shaped monoblock; interchangeable attachment points for samples corresponding to various tribological testing schemes; the second shear force sensor, and in the U-shaped monoblock, the axes of the normal and tangential force sensors are perpendicular to each other, the force concentrators are made in the form of cylindrical grooves, and replaceable inserts contain an elastic element whose rigidity is less than the stiffness of the U-shaped monoblock. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит охладитель.2. The device according to claim 1, characterized in that it further comprises a cooler. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит датчик температуры.3. The device according to claim 1, characterized in that it further comprises a temperature sensor. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит электронный ключ, связанный с приводом. 4. The device according to claim 1, characterized in that it further comprises an electronic key associated with the drive.
RU2011113074/28A 2011-04-05 2011-04-05 Tribotechnical material test device RU2482464C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011113074/28A RU2482464C2 (en) 2011-04-05 2011-04-05 Tribotechnical material test device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011113074/28A RU2482464C2 (en) 2011-04-05 2011-04-05 Tribotechnical material test device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011113074A RU2011113074A (en) 2012-10-10
RU2482464C2 true RU2482464C2 (en) 2013-05-20

Family

ID=47079245

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011113074/28A RU2482464C2 (en) 2011-04-05 2011-04-05 Tribotechnical material test device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2482464C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU192711U1 (en) * 2019-04-11 2019-09-26 Общество с ограниченной ответственностью "Самарский трибологический центр" STAND FOR TRIBOTECHNICAL TESTS

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU297878A1 (en) * Я. Н. Матросов, Г. А. Легавец, Г. И. Гул , Б. М. Галицкий DEVICE FOR MEASUREMENT OF SPECIFIC FORCES OF FRICTION AND SPECIFIC PRESSURES
RU2279057C1 (en) * 2005-02-04 2006-06-27 Марат Александрович Броновец Device for friction and wear test of materials
RU2379648C1 (en) * 2008-12-03 2010-01-20 Марат Александрович Броновец Device to test materials for friction and wear
CN101750259A (en) * 2010-01-19 2010-06-23 西南交通大学 Small-displacement reciprocating rolling friction abrasion test device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU297878A1 (en) * Я. Н. Матросов, Г. А. Легавец, Г. И. Гул , Б. М. Галицкий DEVICE FOR MEASUREMENT OF SPECIFIC FORCES OF FRICTION AND SPECIFIC PRESSURES
RU2279057C1 (en) * 2005-02-04 2006-06-27 Марат Александрович Броновец Device for friction and wear test of materials
RU2379648C1 (en) * 2008-12-03 2010-01-20 Марат Александрович Броновец Device to test materials for friction and wear
CN101750259A (en) * 2010-01-19 2010-06-23 西南交通大学 Small-displacement reciprocating rolling friction abrasion test device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU192711U1 (en) * 2019-04-11 2019-09-26 Общество с ограниченной ответственностью "Самарский трибологический центр" STAND FOR TRIBOTECHNICAL TESTS

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011113074A (en) 2012-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101957296B (en) Remanufactured part surface coating accelerated wear life testing machine and detection method thereof
CN109186843B (en) Measuring device and method for researching influence of pressing force on torque coefficient
CN101881696B (en) Flexible foil gas thrust bearing performance test bed with rolling friction pair
CN101936810A (en) Comprehensive test experiment device for dynamic and static properties of rolling bearing-main shaft system
CN103868693A (en) Mechanical main shaft system thermal analysis comprehensive test experimental facility
CN102798527B (en) Tester for detecting performance of oil-retaining bearing and radial loading mechanism thereof
CN103063432B (en) Machine tool mainshaft bearing configuration experimental apparatus for capability
EP1607733A1 (en) Rolling ball tribometer
CN101226104A (en) Device for testing elastic foil tablet thrust bearing departure rotary speed
CN204008146U (en) A kind of dynamic pressure paillon foil formula thrust air bearing performance testing device
CN101339113A (en) Machine tool main shaft axle journal shaft bushing friction performance test machine
Qin et al. A novel dynamometer for monitoring milling process
Marsh et al. Experiences with the master axis method for measuring spindle error motions
CN104296927A (en) Electric main shaft dynamic balance performance test experimental system
CN108760259B (en) Multifunctional vibration contact and energy conversion experiment table
CN201251536Y (en) Journal and bushing friction and wear property tester of machine tool spindle
Li et al. Measured and investigated nonlinear dynamics parameters on bolted flange joints of combined rotor
Jywe et al. The development of a high-speed spindle measurement system using a laser diode and a quadrants sensor
RU2482464C2 (en) Tribotechnical material test device
Wang et al. Measurement research of motorized spindle dynamic stiffness under high speed rotating
CN203337382U (en) Bearing precision performance testing device
CN208399123U (en) A kind of testing stand for spring fatigue test
CN105651513A (en) Testing system for lubrication characteristic of vertical water-lubricated tilting thrust bearing liquid film
CN109238838A (en) A kind of rotary bending fatigue test fixture and method
CN116642695A (en) Device and method for detecting rotation moment under load of hub bearing

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140406

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20151210

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170406