RU2600080C1 - Device for investigating tribotechnical characteristics of materials - Google Patents

Device for investigating tribotechnical characteristics of materials Download PDF

Info

Publication number
RU2600080C1
RU2600080C1 RU2015138515/28A RU2015138515A RU2600080C1 RU 2600080 C1 RU2600080 C1 RU 2600080C1 RU 2015138515/28 A RU2015138515/28 A RU 2015138515/28A RU 2015138515 A RU2015138515 A RU 2015138515A RU 2600080 C1 RU2600080 C1 RU 2600080C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sample
guides
loading
counter
linear
Prior art date
Application number
RU2015138515/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Гафуржан Маматкулович Исмаилов
Андрей Евгеньевич Тюрин
Юрий Алексеевич Власов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ТГАСУ)
Гафуржан Маматкулович Исмаилов
Андрей Евгеньевич Тюрин
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ТГАСУ), Гафуржан Маматкулович Исмаилов, Андрей Евгеньевич Тюрин filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ТГАСУ)
Priority to RU2015138515/28A priority Critical patent/RU2600080C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2600080C1 publication Critical patent/RU2600080C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/56—Investigating resistance to wear or abrasion

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

FIELD: test equipment.
SUBSTANCE: invention relates to test equipment and is intended for determining tribotechnical characteristics. Proposed device comprises a base, on which there are guides of linear displacement of a sample, the lower and the upper movable platforms, detachable holders with slots for mutual accommodation in them, respectively, of the sample and a counter-sample connected with appropriate platforms, a drive of reciprocal movement of the lower platform of the sample in the form of a crank mechanism connected with a motor, sensors recording linear displacements of the sample and the counter-sample, a samples loading mechanism including a drive of loading connected with a screw gear with a reversing motor, a loading force sensor connected with the drive of loading and a recording equipment connected to the loading force sensor and the sensors recording linear displacements. Device additionally comprises guides of linear displacement of the counter-sample installed on the upper movable platform, vertical posts mounted on the base, on which there are the guides for linear displacement of the sample and the counter-sample. Guides for the counter-sample are fixed on the posts with the possibility of vertical movement and fixation. Besides, the device additionally comprises a unit to control the mechanism of loading and the lower platform movement. Upper platform on both sides is equipped with springs secured with the possibility of controlling the compression force and with sensors recording the compression forces, the detachable holders are fixed on the movable platforms by means of a dovetail joint, and the samples loading mechanism is composed of two plates, the lower of which is installed on the guides of linear movement of the counter-sample and fixed on the posts with the possibility of vertical movement by means of roller guides, and on the upper plate, ends of which are also fixed on the posts, there is the drive of loading. Loading force sensor made bidirectional is located between the plates, besides, all the guides are made precision.
EFFECT: development of a compact high-precision instrument for monitoring tribotechnical characteristics of triboconjugations with simultaneous increase of efficiency and accuracy of measurements.
1 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к испытательной технике и предназначено для определения триботехнических характеристик, а именно: коэффициента трения, динамического коэффициента трения, частоты собственных колебаний, и может найти применение в машиностроении, метрологии, триботехнике для исследований материалов подшипников скольжения, пленок, тканей, направляющих скольжения, сепараторов подшипников, протезов, покрытий различного назначения.The present invention relates to testing equipment and is intended to determine tribological characteristics, namely: friction coefficient, dynamic coefficient of friction, natural vibration frequency, and can find application in mechanical engineering, metrology, tribotechnology for research of materials of sliding bearings, films, fabrics, sliding guides, bearing cages, prostheses, coatings for various purposes.

Известно устройство для испытания материалов на трение (патент на изобретение РФ №2390754, МПК G01N 3/56, опубликован 27.05.10), которое может быть использовано при испытании материалов на трение при воздействии динамических и фрикционных нагрузок. Устройство содержит приводной элемент, основание, на котором размещен держатель с закрепленным на нем контробразцом, соединенный с приводным элементом, нагружающий элемент и держатель испытуемого образца. Держатель испытуемого образца выполнен в виде двух разъемных соединенных между собой дисков с зазором между их торцевыми поверхностями. На внутренней стороне одного диска, расположенного со стороны нагружающего элемента, выполнен цилиндрический выступ с коническим наконечником, а на поверхности диска выполнены сквозные резьбовые отверстия. На внутренней стороне второго диска, расположенного со стороны держателя контробразца, выполнено глухое ступенчатое отверстие для размещения цилиндрического выступа и конического наконечника первого диска. На поверхности второго диска выполнены отверстия для размещения в них резьбовых крепежных элементов, соединяющих диски между собой. На наружной поверхности второго диска выполнен паз для размещения и крепления испытуемого образца. Крепежные элементы размещены в отверстиях второго диска с зазором, а высота цилиндрического выступа первого диска выполнена с возможностью обеспечения свободного качания первого диска относительно второго диска. Технический результат: повышение точности установки положения образца и сохранение его положения в процессе испытания, а также повышение эффективности испытаний и работы устройства.A device for testing materials for friction (patent for the invention of the Russian Federation No. 2390754, IPC G01N 3/56, published 05.27.10), which can be used to test materials for friction when exposed to dynamic and frictional loads. The device comprises a drive element, a base on which a holder is mounted with a counter-sample mounted on it, connected to the drive element, a loading element and a holder of the test sample. The holder of the test sample is made in the form of two detachable interconnected disks with a gap between their end surfaces. On the inner side of one disk located on the side of the loading element, a cylindrical protrusion with a conical tip is made, and through threaded holes are made on the surface of the disk. On the inner side of the second disk, located on the side of the counter sample holder, a blind step hole is made for accommodating the cylindrical protrusion and the conical tip of the first disk. Holes are made on the surface of the second disk to accommodate threaded fasteners that connect the disks to each other. A groove is made on the outer surface of the second disk to place and fasten the test sample. The fasteners are placed in the holes of the second disk with a gap, and the height of the cylindrical protrusion of the first disk is made with the possibility of ensuring free swing of the first disk relative to the second disk. Effect: improving the accuracy of setting the position of the sample and maintaining its position during the test, as well as improving the efficiency of testing and operation of the device.

Недостатками известного устройства является низкая точность измерений перемещений привода и образцов. Кроме того, известное устройство не позволяет получить значение коэффициента трения с учетом силы реакции системы на внешнее воздействие. Более того, известная испытательная машина не приспособлена для изучения трения при закреплении образцов в трехточечном контакте.The disadvantages of the known device is the low accuracy of measuring the movements of the drive and samples. In addition, the known device does not allow to obtain the value of the coefficient of friction, taking into account the reaction force of the system to external influences. Moreover, the known testing machine is not suitable for studying friction when fixing samples in a three-point contact.

Известна установка для испытания материалов на трение (патент на изобретение РФ №2047158, МПК G01N 3/56, опубликован 27.10.1995 г.), которая содержит основание, установленные на основании захват контробразца, захват образца, приводы вращения захватов, узел нагружения образца и контробразца. Установка содержит платформу с приводом ее поворота относительно оси, перпендикулярной осям захватов, при этом один из захватов размещен на платформе. Установка обеспечивает испытание как при параллельном, так и при регулируемом взаимном расположении осей образцов.A known installation for testing materials for friction (patent for the invention of the Russian Federation No. 2047158, IPC G01N 3/56, published October 27, 1995), which contains a base mounted on the base of the counter-sample capture, sample capture, gripper rotation drives, sample loading unit, and counter-sample. The installation comprises a platform with a drive for its rotation about an axis perpendicular to the axis of the grippers, while one of the grips is placed on the platform. The setup provides testing both with parallel and with adjustable mutual arrangement of the axes of the samples.

Недостатками установки является сложность механической части прибора. Это устройство не обладает системой контроля перемещений образцов. В устройстве отсутствуют возможность задания вибрации в контакте, а также возможность определения динамического коэффициента трения.The disadvantages of the installation is the complexity of the mechanical part of the device. This device does not have a system for controlling the movement of samples. The device lacks the ability to set the vibration in the contact, as well as the ability to determine the dynamic coefficient of friction.

Наиболее близким по технической сущности является устройство испытания материалов на трение (патент на изобретение RU №2244290, МПК G01N 19/02, опубликован 10.01.2005). Изобретение относится к области исследования трибологических свойств материалов. Устройство содержит основание, направляющие линейного перемещения, на которых установлена нижняя платформа на катках и верхняя платформа с расположенными на них съемными держателями с пазами, в которых размещаются образец и контробразец. Также устройство содержит привод возвратно-поступательного перемещения нижней платформы образца, выполненный в виде кривошипно-шатунного механизма, соединенного с двигателем, узел нагружения образцов, датчики регистрации усилий и перемещения, совмещенные с индикаторами и соединенные с держателями, компьютер, с которым через порт мыши связаны датчики. При этом узел нагружения выполнен в виде винтового домкрата, соединенного с реверсивным двигателем и динамометром, и установлен на тележке с катками, размещенными на держателе контрообразца. Каждый датчик выполнен оптико-механическим в виде диска с прорезями, надетого на ось для стрелки соответствующего индикатора между излучателем и фотодатчиком. Соединение датчиков с компьютером через порт мыши сокращает время исследований и повышает точность исследований трибологических характеристик материалов.The closest in technical essence is a device for testing materials for friction (patent for invention RU No. 2244290, IPC G01N 19/02, published January 10, 2005). The invention relates to the field of research of the tribological properties of materials. The device comprises a base, linear guides on which the lower platform is mounted on the rollers and the upper platform with removable holders located on them with grooves in which the sample and counter-sample are placed. The device also contains a reciprocating drive of the lower platform of the sample, made in the form of a crank mechanism connected to the engine, a unit for loading samples, sensors for recording forces and displacements, combined with indicators and connected to the holders, a computer with which the mouse is connected through the mouse port sensors. In this case, the loading unit is made in the form of a screw jack connected to a reversing engine and a dynamometer, and mounted on a trolley with rollers placed on the holder of the counter-sample. Each sensor is made opto-mechanical in the form of a slotted disk mounted on the axis for the arrow of the corresponding indicator between the emitter and the photosensor. Connecting sensors to a computer through the mouse port shortens the research time and increases the accuracy of research on the tribological characteristics of materials.

Однако устройство обладает следующими недостатками. Во-первых, невысокой точностью измерения, вследствие использования в качестве аналогово-цифрового преобразователя порта мыши. Во-вторых, введение в конструкцию направляющих линейного перемещения на подшипниковых катках повышает вибрацию и тоже снижает точность измерений, а главное снижает повторяемость позиционирования.However, the device has the following disadvantages. Firstly, low measurement accuracy due to the use of the mouse port as an analog-to-digital converter. Secondly, the introduction of linear motion guides on bearing rollers into the design increases vibration and also reduces the accuracy of measurements, and most importantly reduces the repeatability of positioning.

Решаемая авторами техническая задача - разработка компактного высокоточного прибора контроля триботехнических характеристик трибосопряжений при одновременном повышении быстродействия и точности измерений.The technical problem to be solved by the authors is the development of a compact high-precision instrument for monitoring the tribotechnical characteristics of tribological couplings while improving the speed and accuracy of measurements.

Задача решена следующим образом. Так же, как и прототип, заявляемое устройство содержит основание, на котором установлены направляющие линейного перемещения образца, нижнюю и верхнюю подвижные платформы, съемные держатели с пазами для взаимного размещения в них соответственно образца и контробразца, связанные с соответствующими платформами, привод возвратно-поступательного перемещения нижней платформы образца, выполненный в виде кривошипно-шатунного механизма, соединенного с двигателем, датчики регистрации линейных перемещений образца и контробразца, механизм нагружения образцов, включающий привод нагружения, соединенный винтовой передачей с реверсивным двигателем, датчик силы нагружения, соединенный с приводом нагружения, и регистрирующую аппаратуру, соединенную с датчиком силы нагружения и датчиками регистрации линейных перемещений. Но в отличие от прототипа заявляемое устройство дополнительно содержит направляющие линейного перемещения контробразца, установленные на верхней подвижной платформе, вертикальные стойки, смонтированные на основании, на которых закреплены направляющие для линейного перемещения образца и контробразца, причем направляющие для контробразца закреплены на стойках с возможностью вертикального перемещения и фиксации. Устройство дополнительно содержит блок управления механизмом нагружения и перемещением нижней платформы, при этом верхняя платформа с двух сторон снабжена пружинами, закрепленными с возможностью регулирования усилия сжатия, и датчиками регистрации усилий сжатия, съемные держатели закреплены на подвижных платформах посредством соединения «ласточкин хвост», а механизм нагружения образцов выполнен в виде двух плит, нижняя из которых установлена на направляющих линейного перемещения контробразца и закреплена на стойках с возможностью вертикального перемещения с помощью роликовых направляющих, а на верхней плите, концы которой тоже закреплены на стойках, установлен привод нагружения, при этом датчик силы нагружения, выполненный двунаправленным, расположен между плитами, кроме того, все направляющие выполнены прецизионными.The problem is solved as follows. As well as the prototype, the claimed device contains a base on which the linear guides of the sample are mounted, the lower and upper movable platforms, removable holders with grooves for mutual placement of the sample and the counter-sample, respectively, associated with the respective platforms, a reciprocating drive the lower platform of the sample, made in the form of a crank mechanism connected to the engine, sensors for detecting linear displacements of the sample and counter sample, the load mechanism angling samples comprising loading means coupled helical transmission with a reversible motor, a sensor load forces coupled with the loading drive and recording apparatus coupled to the force sensor and the load sensors of linear displacement registration. But unlike the prototype, the inventive device additionally contains linear guides of the counter-sample mounted on the upper movable platform, vertical racks mounted on the base, on which guides for linear movement of the sample and the counter-sample are fixed, and the guides for the counter-sample are mounted on racks with the possibility of vertical movement and fixation. The device further comprises a control unit for the loading mechanism and the movement of the lower platform, while the upper platform is equipped on both sides with springs fixed with the ability to control compression forces, and sensors for recording compression forces, removable holders are mounted on movable platforms via a dovetail connection, and the mechanism loading of samples is made in the form of two plates, the lower of which is installed on the guides of linear movement of the counter sample and mounted on racks with the possibility of vertical movement using roller guides, and on the top plate, the ends of which are also mounted on racks, a load drive is installed, while the load force sensor, made bi-directional, is located between the plates, in addition, all the guides are made of precision.

Установка нижней плиты механизма нагружения на стойках с помощью роликовых направляющих и размещение ее на направляющих контрообразца исключает перекос платформ с держателями образцов и повышает точность измерений.Installing the bottom plate of the loading mechanism on the racks using roller guides and placing it on the guides of the counter sample eliminates the skew of the platforms with sample holders and increases the accuracy of measurements.

Применение съемных держателей и возможность установки в них образцов путем изменения расстояния между держателями расширяет область исследований и обеспечивает постоянный контакт поверхностей при трех- или четырехточечном поджатии. Именно такая схема позволяет распределить давление равномерно для обеспечения однотипных условий на каждой трущейся паре.The use of removable holders and the possibility of installing samples in them by changing the distance between the holders expands the field of research and ensures constant contact of surfaces with three or four point preload. It is such a scheme that allows you to distribute the pressure evenly to ensure the same conditions on each rubbing pair.

Регистрация и изменения усилия пружин сжатия, соединенных с верхней платформой, позволяют осуществлять контроль взаимодействия различной природы: упругого, вязкоупругого, граничного, сухого, смешанного взаимодействия, и определять динамические свойства узла трения (образца и контробразца).Registration and changes in the force of compression springs connected to the upper platform allow controlling the interaction of various nature: elastic, viscoelastic, boundary, dry, mixed interaction, and determining the dynamic properties of the friction unit (sample and counter-sample).

Поскольку все датчики соединены с блоком управления, становится возможным быстро и точно исследовать трибологические характеристики материалов, т.е. решить поставленную задачу.Since all sensors are connected to the control unit, it becomes possible to quickly and accurately examine the tribological characteristics of materials, i.e. solve the problem.

Предлагаемая конструкция в компактном исполнении и с параллельным расположением всех элементов обеспечивает наряду с подвижностью нижней плиты механизма нагружения и направляющих контробразца жесткость конструкции при испытании. Совокупность существенных признаков, характеризующая заявляемое устройство, является новой и очевидным образом не следует из уровня техники.The proposed design in a compact design and with a parallel arrangement of all elements provides, along with the mobility of the lower plate of the loading mechanism and guides of the counter sample, the rigidity of the structure during testing. The set of essential features characterizing the claimed device is new and obviously does not follow from the prior art.

Введение в конструкцию прибора прецизионных направляющих, современной системы управления и сбора данных дает возможность регулировки с высокой точностью задаваемого воздействия, упрощает работу и в конечном счете повышает точность измерений динамических характеристик трибосопряжений.The introduction of precision guides, a modern control and data acquisition system into the design of the device makes it possible to adjust the exposure to be set with high accuracy, simplifies operation, and ultimately improves the accuracy of measuring the dynamic characteristics of tribological couplings.

На чертеже показана общая схема устройства. Устройство состоит из механизмов привода платформы возвратно-поступательного перемещения образцов, узла нагружения, держателей образцов и измерительной системы.The drawing shows a General diagram of the device. The device consists of mechanisms for driving the platform of the reciprocating movement of samples, a loading unit, sample holders and a measuring system.

На основании 1 установлены неподвижные направляющие линейного перемещения 2 с нижней подвижной платформой 3. Держатель образца 4 закреплен на нижней платформе 3 с помощью соединения «ласточкин хвост». В держателе 4 установлен образец 5. Подвижная платформа 3 соединена с индуктивным датчиком регистрации линейного перемещения 6. Сверху образца 5 установлен держатель 8 с контробразцом 7. Образец 5 и контробразец 7 образуют пару трения. Держатели образцов 4, 8 выполнены съемными, что расширяет диапазон испытуемых элементов конструкций и материалов. Верхний держатель 8 контробразца 7, подвижная платформа 9 и направляющие линейного перемещения 10 выполнены аналогично нижним держателю 4 образца 5, подвижной платформе 3 и направляющим 2. Съемный держатель 8 закреплен на верхней платформе с помощью соединения «ласточкин хвост». Верхняя подвижная платформа 9 с двух сторон удерживается поджимающими пружинами 12 и соединена с индуктивным датчиком 11. На основании 1 смонтированы стойки 15, на которых закреплены направляющие линейного перемещения 2, 10. Направляющие линейного перемещения 2, 10 выполнены прецизионными. Механизм нагружения включает привод нагружения 16, установленной на верхней плите 17 и соединенный через двунаправленный датчик силы нагружения 18 с нижней плитой 13 механизма нагружения. Верхняя плита 17 закреплена на стойках 15. Нижняя плита 13 тоже закреплена на стойках 15 в роликовых направляющих 14, с помощью которых обеспечивается возможность ее вертикального перемещения. Для регулировки длины сжатия пружины 12 подвижной платформы 9 установлен винт 19. Усилие прижатия пружин 12 регистрируются тензодатчиками (на чертеже не показаны). Приводом возвратно-поступательного перемещения платформы 4 служит кривошипно-шатунный механизм 20 с двигателем 21. Измерительная система устройства состоит из датчиков линейного перемещения 6, 11, датчика силы нагружения 18 и тензодатчиков регистрации усилий сжатия пружин 12. В измерительную систему входит также регистрирующая аппаратура и блок управления, роль которых выполняет компьютер (на чертеже не показаны). Все датчики 6, 11, 18 и тензодатчики пружин 12 соединены с компьютером.On the base 1, fixed linear guides 2 with a lower movable platform 3 are installed. The sample holder 4 is mounted on the lower platform 3 using a dovetail joint. A sample 5 is mounted in the holder 4. A movable platform 3 is connected to an inductive linear displacement recording sensor 6. A holder 8 with counter-sample 7 is mounted on top of sample 5. Sample 5 and counter-sample 7 form a friction pair. The sample holders 4, 8 are removable, which expands the range of the tested structural elements and materials. The upper holder 8 of the counter sample 7, the movable platform 9 and the linear guides 10 are made similarly to the lower holder 4 of the sample 5, the movable platform 3 and the guides 2. The removable holder 8 is mounted on the upper platform using the dovetail connection. The upper movable platform 9 is supported on both sides by pressing springs 12 and connected to the inductive sensor 11. On the base 1, racks 15 are mounted on which the linear guides 2, 10 are fixed. The linear guides 2, 10 are made precision. The loading mechanism includes a loading drive 16 mounted on the upper plate 17 and connected through a bi-directional sensor of the loading force 18 with the lower plate 13 of the loading mechanism. The upper plate 17 is mounted on the uprights 15. The lower plate 13 is also mounted on the uprights 15 in the roller guides 14, with which it is possible to move it vertically. To adjust the compression length of the spring 12 of the movable platform 9, a screw 19 is installed. The compressive force of the springs 12 is recorded by strain sensors (not shown in the drawing). The drive of the reciprocating movement of the platform 4 is a crank mechanism 20 with an engine 21. The measuring system of the device consists of linear displacement sensors 6, 11, a load force sensor 18 and strain gauges for recording the compression forces of the springs 12. The measuring system also includes recording equipment and a unit controls whose role the computer performs (not shown in the drawing). All sensors 6, 11, 18 and strain sensors of the springs 12 are connected to the computer.

Устройство работает следующим образом. От двигателя 21 движение передается через кривошипно-шатунный механизм 20 к нижней платформе 3, которая в свою очередь приводит в движение держатель 4 с образцом 5. Вертикальная нагрузка на образцы 5, 7 создается приводом нагружения 16, приводимым в движение реверсивным двигателем через винтовой механизм. Вертикальная нагрузка передается через верхнюю плиту 17, датчик 18, нижнюю плиту 13, платформу 9, держатель 8 образца 7 на образцы 5, 7, которые совершают возвратно-поступательное движение. Так как верхний держатель 8 имеет возможность двигаться за счет сил трения между образцами 5, 7, механизм нагружения не оказывает влияние на измерения.The device operates as follows. From the engine 21, the movement is transmitted through the crank mechanism 20 to the lower platform 3, which in turn drives the holder 4 with the sample 5. The vertical load on the samples 5, 7 is created by the load drive 16, driven by the reversing motor through a screw mechanism. The vertical load is transmitted through the upper plate 17, the sensor 18, the lower plate 13, the platform 9, the holder 8 of the sample 7 to the samples 5, 7, which make a reciprocating motion. Since the upper holder 8 has the ability to move due to frictional forces between samples 5, 7, the loading mechanism does not affect the measurement.

Заявленное изобретение обладает возможностью задания требуемых характеристик режима испытаний (силы нагружения, скорости движения, силы относительного смещения). Путем изменения положения по высоте стоек 15 нижней плиты 13 и направляющей 10 изменяют расстояние между платформами 3, 9, посредством управления приводом нагружения 16. Далее закрепляются исследуемые образцы 5, 7 на держатели 4, 8 посредством крепления «ласточкин хвост». Плиту 13 и направляющие 10 после установки образцов 5, 7 перемещают до соединения образцов 5, 7.The claimed invention has the ability to set the required characteristics of the test mode (loading force, speed, relative displacement forces). By changing the height position of the uprights 15 of the bottom plate 13 and the guide 10, the distance between the platforms 3, 9 is changed by controlling the load drive 16. Next, the test samples 5, 7 are fixed to the holders 4, 8 by means of a dovetail mount. The plate 13 and the guides 10 after the installation of samples 5, 7 are moved to the connection of samples 5, 7.

На следующем этапе производится регулировка смещения кривошипа 20, задающего расстояние движения нижней платформы 3. Механизм движения нижней платформы 3 приводится в действие, при этом скорость перемещения связана с задаваемыми характеристиками исследуемого узла трения, а именно - выбранными параметрами подлежащими проверке. Далее приводом нагружения 16 создают давление в контакте между образцами, величина нагружения задается до момента проскальзывания образцов. В некоторых случаях нагружение производится до определенного значения, задаваемого в исследовании, сила нагружения распределяется между образцами равномерно. Значение усилия регистрируется датчиком силы 18, а проскальзывание - различием движений нижней и верхней платформ 3, 9. Для регулирования проскальзывания применяется поджатие поджимающих пружин 12 винтами регулировки 19.At the next stage, the offset of the crank 20, which sets the distance of movement of the lower platform 3, is adjusted. The mechanism of movement of the lower platform 3 is activated, while the speed of movement is related to the set characteristics of the friction node under study, namely, the selected parameters to be checked. Next, the load drive 16 creates pressure in the contact between the samples, the magnitude of the load is set until the samples slip. In some cases, loading is performed to a certain value specified in the study, the loading force is distributed evenly between the samples. The force value is recorded by the force sensor 18, and slippage is recorded by the difference in the movements of the lower and upper platforms 3, 9. To control the slippage, the compression spring is pressed by 12 compression screws 19.

Управление приводами осуществляется с помощью задающего воздействия импульсами широтной модуляции, процесс модулирования осуществляется интегрированным микроконтроллером, элементы управления выведены отдельно на внешнюю панель блока управления. Управление приводом нижней платформы осуществляется плавно от 0,05 до 5 об/мин, в разные направления, тем самым создана возможность проводить испытания как меняя частоту воздействия, так и амплитуду воздействия.Drives are controlled by a pulse of latitude modulation, the modulation process is carried out by an integrated microcontroller, the control elements are displayed separately on the external panel of the control unit. The drive of the lower platform is controlled smoothly from 0.05 to 5 rpm, in different directions, thereby creating the ability to test both changing the frequency of exposure and the amplitude of the impact.

После завершения испытаний образцы разъединяются реверсом привода нагружения 16, высвобождаются держатели с креплений «ласточкин хвост», образцы не извлекают из держателей 4, 8. Образцы, прикрепленные в держателях 4, 8, измеряются на специализированной технике: профилографе или интерферометре, для получения данных о шероховатости и рельефе поверхностей. Изменение формы исследуемой поверхности образцов происходит эволюционно. Введение проверки рельефа поверхности позволяет надежно контролировать технические характеристики трибоконтакта по динамическим характеристикам испытаний.After completion of the tests, the samples are disconnected by reverse of the load drive 16, the holders from the dovetail mounts are released, the samples are not removed from the holders 4, 8. The samples attached to the holders 4, 8 are measured using a specialized technique: a profilograph or interferometer, to obtain data on roughness and surface relief. Changing the shape of the studied surface of the samples is evolutionary. The introduction of surface relief verification allows reliable control of the technical characteristics of the tribocontact according to the dynamic characteristics of the tests.

Предлагаемое устройство для трибологических испытаний трибосопряжений - компактное, переносное, простое в использовании, с электрическими приводами.The proposed device for tribological testing of tribological conjugations is compact, portable, easy to use, with electric drives.

Непосредственная связь датчиков 6, 11 и тензодатчиков пружин с блоком управления позволяет управлять процессом трения и оценить динамические характеристики в реальном времени. С помощью измерений входного и выходного воздействия и дальнейшей обработки осциллограмм, полученных при исследовании, возможно выявить и исследовать внешнюю динамику процесса и получить такие характеристики, как динамический коэффициент трения, коэффициент демпфирования системы, логарифмический декремент, частоту свободных и затухающих колебаний и т.д. Полученные триботехнические параметры позволяют судить о трибонадежности материалов и узлов трения на стадии проектирования конструкций деталей машин.Direct connection of sensors 6, 11 and spring strain gauges with the control unit allows you to control the friction process and evaluate the dynamic characteristics in real time. By measuring the input and output effects and further processing the waveforms obtained during the study, it is possible to identify and study the external dynamics of the process and obtain such characteristics as the dynamic coefficient of friction, the damping coefficient of the system, the logarithmic decrement, the frequency of free and damped oscillations, etc. The obtained tribotechnical parameters make it possible to judge the tribological reliability of materials and friction units at the stage of designing machine parts designs.

Claims (1)

Устройство для исследования триботехнических характеристик материалов, содержащее основание, на котором установлены направляющие линейного перемещения образца, нижнюю и верхнюю подвижные платформы, съемные держатели с пазами для взаимного размещения в них соответственно образца и контробразца, связанные с соответствующими платформами, привод возвратно-поступательного перемещения нижней платформы образца, выполненный в виде кривошипно-шатунного механизма, соединенного с двигателем, датчики регистрации линейных перемещений образца и контробразца, механизм нагружения образцов, включающий привод нагружения, соединенный винтовой передачей с реверсивным двигателем, датчик силы нагружения, соединенный с приводом нагружения, и регистрирующую аппаратуру, соединенную с датчиком силы нагружения и датчиками регистрации линейных перемещений, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит направляющие линейного перемещения контробразца, установленные на верхней подвижной платформе, вертикальные стойки, смонтированные на основании, на которых закреплены направляющие для линейного перемещения образца и контробразца, причем направляющие для контробразца закреплены на стойках с возможностью вертикального перемещения и фиксации; помимо этого устройство дополнительно содержит блок управления механизмом нагружения и перемещением нижней платформы, при этом верхняя платформа с двух сторон снабжена пружинами, закрепленными с возможностью регулирования усилия сжатия, и датчиками регистрации усилий сжатия, съемные держатели закреплены на подвижных платформах посредством соединения «ласточкин хвост», а механизм нагружения образцов выполнен в виде двух плит, нижняя из которых установлена на направляющих линейного перемещения контробразца и закреплена на стойках с возможностью вертикального перемещения с помощью роликовых направляющих, а на верхней плите, концы которой тоже закреплены на стойках, установлен привод нагружения, при этом датчик силы нагружения, выполненный двунаправленным, расположен между плитами, кроме того, все направляющие выполнены прецизионными. A device for studying the tribological characteristics of materials, containing a base on which the linear guides of the sample are mounted, lower and upper movable platforms, removable holders with grooves for mutual placement of the sample and counter-sample, respectively, associated with the respective platforms, the reciprocating drive of the lower platform sample made in the form of a crank mechanism connected to the engine, sensors for detecting linear displacements of the sample and a counter sample, a loading mechanism for samples, including a loading drive connected by a helical gear to a reversing engine, a loading force sensor connected to a loading drive, and recording equipment connected to a loading force sensor and linear motion sensors, characterized in that it further comprises guide rails for linear movement of the counter-sample mounted on the upper movable platform, vertical racks mounted on the base, on which the guides are fixed for linear movement of the sample and kontrobraztsa, wherein kontrobraztsa guides fixed to pillars for vertical movement and fixation; in addition, the device further comprises a control unit for the loading mechanism and the movement of the lower platform, while the upper platform is equipped on both sides with springs fixed with the ability to control the compression force, and sensors for recording compression forces, removable holders are mounted on movable platforms by means of a dovetail connection, and the loading mechanism of the samples is made in the form of two plates, the lower of which is installed on the linear guides of the counter sample and mounted on racks with the possibility of vertical movement using roller guides, and on the top plate, the ends of which are also mounted on racks, a load drive is installed, while the load force sensor, made bi-directional, is located between the plates, in addition, all the guides are made of precision.
RU2015138515/28A 2015-09-09 2015-09-09 Device for investigating tribotechnical characteristics of materials RU2600080C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015138515/28A RU2600080C1 (en) 2015-09-09 2015-09-09 Device for investigating tribotechnical characteristics of materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015138515/28A RU2600080C1 (en) 2015-09-09 2015-09-09 Device for investigating tribotechnical characteristics of materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2600080C1 true RU2600080C1 (en) 2016-10-20

Family

ID=57138629

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015138515/28A RU2600080C1 (en) 2015-09-09 2015-09-09 Device for investigating tribotechnical characteristics of materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2600080C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108333070A (en) * 2018-04-09 2018-07-27 澳帕曼织带(上海)有限公司 A kind of abrasion resistance testing device of ribbon
CN108717017A (en) * 2018-08-07 2018-10-30 上海海事大学 Arctic navigation Marine Materials low temperature environment frictional impact performance testing device
CN109387434A (en) * 2018-10-30 2019-02-26 中国船舶重工集团公司第七〇九研究所 A kind of loading test device of pipeline damping element

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2244290C1 (en) * 2003-06-24 2005-01-10 Томский государственный архитектурно-строительный университет (ТГАСУ) Device for testing materials
MD2966B1 (en) * 2004-06-29 2006-01-31 Institutul De Fizica Aplicata Al Academiei De Stiinte A Republicii Moldova Friction machine
CN102590078A (en) * 2012-03-05 2012-07-18 青岛科技大学 Rubber dynamic friction wear detection device
UA84831U (en) * 2012-12-18 2013-11-11 Запорожский Национальный Технический Университет Device for study of friction of bodies with complicated relative movement

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2244290C1 (en) * 2003-06-24 2005-01-10 Томский государственный архитектурно-строительный университет (ТГАСУ) Device for testing materials
MD2966B1 (en) * 2004-06-29 2006-01-31 Institutul De Fizica Aplicata Al Academiei De Stiinte A Republicii Moldova Friction machine
CN102590078A (en) * 2012-03-05 2012-07-18 青岛科技大学 Rubber dynamic friction wear detection device
UA84831U (en) * 2012-12-18 2013-11-11 Запорожский Национальный Технический Университет Device for study of friction of bodies with complicated relative movement

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108333070A (en) * 2018-04-09 2018-07-27 澳帕曼织带(上海)有限公司 A kind of abrasion resistance testing device of ribbon
CN108333070B (en) * 2018-04-09 2024-03-19 澳帕曼织带(上海)有限公司 Wear-resisting testing arrangement of meshbelt
CN108717017A (en) * 2018-08-07 2018-10-30 上海海事大学 Arctic navigation Marine Materials low temperature environment frictional impact performance testing device
CN109387434A (en) * 2018-10-30 2019-02-26 中国船舶重工集团公司第七〇九研究所 A kind of loading test device of pipeline damping element
CN109387434B (en) * 2018-10-30 2024-03-29 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 Loading testing device for pipeline vibration reduction element

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107179252B (en) A kind of typical secondary skimming wear experimental machine and the test method of rubbing of change gravity orientation
JP6504847B2 (en) Method and rheometer for determining measurement data of a sample
CN201133893Y (en) Multifunctional material surface behaviour tester
RU192398U1 (en) Device for determining the coefficient of friction of lubricants
CN107340087B (en) Simulation measuring device for high-stress contact lubricating oil film friction force
RU2600080C1 (en) Device for investigating tribotechnical characteristics of materials
WO2016110191A1 (en) Compression heating detector
JPH07117482B2 (en) Simultaneous shearing / permeability test device for concrete or rock
CN112540019A (en) High-speed friction interface optical in-situ observation precision friction and wear testing machine
CN105571956A (en) Shearing device for measuring mechanical properties of biological soft tissues
CN211402089U (en) Bionic microstructure friction and wear process information acquisition device
RU166759U1 (en) MACHINE FOR TESTING SAMPLES FOR FRICTION-MECHANICAL FATIGUE
CN105891035A (en) Frictional wear testing device of orthopaedic implantation instrument
RU158916U1 (en) DEVICE FOR RESEARCH OF TRIBOTECHNICAL CHARACTERISTICS OF MATERIALS
CN106225738A (en) A kind of line slideway accuracy detecting device and method
CN105139725A (en) Static friction force tester
RU111660U1 (en) FRICTION MACHINE
CN205301100U (en) Measure biological soft tissue mechanical properties's shearing mechanism
RU2379654C1 (en) Machine to test materials for friction and wear
CN111141631B (en) Limited-length contact lubrication abrasion integrated tester
CN204066525U (en) Dynamic wide-angle static friction tester
RU173978U1 (en) A device for determining the coefficients of stiffness and hardness of the snow cover
CN109142052B (en) Precise test equipment for rigidity and elastic hysteresis effect of beryllium bronze leaf spring
CN109612928B (en) High polymer material friction coefficient inclination measurement device and measurement method
JP3097479U (en) Friction testing machine

Legal Events

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

Effective date: 20170910