RU2745799C1 - Installation for testing dry friction pair for wear during reciprocation - Google Patents
Installation for testing dry friction pair for wear during reciprocation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2745799C1 RU2745799C1 RU2020120734A RU2020120734A RU2745799C1 RU 2745799 C1 RU2745799 C1 RU 2745799C1 RU 2020120734 A RU2020120734 A RU 2020120734A RU 2020120734 A RU2020120734 A RU 2020120734A RU 2745799 C1 RU2745799 C1 RU 2745799C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cam
- friction pair
- friction
- pair
- movable element
- Prior art date
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
Abstract
Description
Изобретение относится к способам и устройствам для испытания материалов на трение и износ применительно к условиям работы узлов с парами сухого трения, без смазки, при возвратно-поступательном движении с постоянной скоростью и постоянной величине нагрузки, например, по поверхности твердой, закаленной стали перемещают таблетки из твердого сплава. Такие пары трения применяют в установках машиностроения, где использование цветных металлов, а также смазка не допускается, в частности, в радиохимической промышленности, в узлах, предназначенных для использования в технологических линиях промышленной переработки отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС), облученных в ядерных реакторах.The invention relates to methods and devices for testing materials for friction and wear in relation to the operating conditions of units with dry friction pairs, without lubrication, with reciprocating motion at a constant speed and constant load, for example, tablets are moved from hard alloy. Such friction pairs are used in mechanical engineering installations where the use of non-ferrous metals, as well as lubrication, is not allowed, in particular, in the radiochemical industry, in units intended for use in technological lines of industrial processing of spent fuel assemblies (SFAs) irradiated in nuclear reactors.
В известной конструкции (см. Авторское свидетельство SU №1428996, G01N 3/56 1986) испытание материалов на износ производят в устройстве для испытания материалов на трение и износ применительно к условиям работы узлов трения прокатных станов. Испытание пары трения производят путем вращения одного из образцов. Устройство не предназначено для испытания пар трения при возвратно поступательном движении.In a known design (see Inventor's certificate SU No. 1428996, G01N 3/56 1986), material wear testing is performed in a device for testing materials for friction and wear in relation to the operating conditions of friction units of rolling mills. The test of the friction pair is carried out by rotating one of the samples. The device is not intended for testing friction pairs in reciprocating motion.
В известной конструкции (см. Авторское свидетельство SU 1516881, G01N 3/56 1987) возвратно-поступательное движение испытываемого образца обеспечивают гидроцилиндром от встроенной насосной станции, а величину нагрузки на пару трения меняют в зависимости от частоты его двойных ходов, при этом невозможно обеспечить постоянную фиксированную нагрузку. В данной установке применение гидропривода существенно усложняет ее конструкцию, кроме того, не предусмотрено испытание пар сухого трения при различной температуре. Применение гидравлики для длительных испытаний приводит к нагреву масла и изменению его вязкости, что меняет скорость движения гидроцилиндров.In a known design (see Inventor's certificate SU 1516881, G01N 3/56 1987), the reciprocating movement of the test sample is provided by a hydraulic cylinder from the built-in pumping station, and the load on the friction pair is changed depending on the frequency of its double strokes, while it is impossible to provide a constant fixed load. In this installation, the use of a hydraulic drive significantly complicates its design; moreover, there is no provision for testing dry friction pairs at different temperatures. The use of hydraulics for long-term testing leads to heating of the oil and a change in its viscosity, which changes the speed of movement of the hydraulic cylinders.
За прототип принята конструкция машины 77МТ-1 для исследования на износ (см. Крагельский И.В. Трение и износ. Издание 2-е, переработанное и дополненное. М.: Машиностроение, 1968, 479 с. - с. 390-391). В ней испытываемый верхний образец прижимают рычажным устройством к самоустанавливающемуся ползуну, на котором расположен нижний испытываемый образец. Ползун движется возвратно-поступательно от кривошипного механизма. Длина хода может изменяться от 30 до 70 мм, число двойных ходов в минуту настраивается и составляет 100, 200, 300 или 400. Нагрузку изменяют в интервале от 10 до 60 кГ. Испытания возможно проводить в различных жидких средах, помещая образцы в ванну, заполненную необходимой жидкостью. Применение кривошипного механизма задает переменную скорость перемещения образца, изменение скорости которого близко к синусоиде. Машина 77МТ-1 не позволяет проводить испытания образцов пары трения на износ при постоянной скорости. А так как износ при сухом трении зависит от скорости перемещения испытываемых образцов относительно друг друга и нагрузки в зоне контакта, поэтому не возможно получить на машине 77МТ-1 достоверные данные по износу при необходимой постоянной скорости для проектирования реальной установки.The design of the 77MT-1 machine for the study of wear was adopted as a prototype (see Kragelsky I.V. Friction and wear. Edition 2, revised and supplemented. M .: Mashinostroenie, 1968, 479 p. - p. 390-391) ... In it, the upper test piece is pressed by a lever device against the self-aligning slide on which the lower test piece is located. The slider moves back and forth from the crank mechanism. The stroke length can be changed from 30 to 70 mm, the number of double strokes per minute is adjustable and is 100, 200, 300 or 400. The load is changed in the range from 10 to 60 kg. Tests can be carried out in various liquid media by placing the samples in a bath filled with the required liquid. The use of a crank mechanism sets a variable speed of the sample movement, the change in speed of which is close to a sinusoid. The 77MT-1 machine does not allow testing friction pair samples for wear at a constant speed. And since wear during dry friction depends on the speed of movement of the test specimens relative to each other and the load in the contact zone, therefore, it is not possible to obtain reliable data on wear on the 77MT-1 machine at the required constant speed for designing a real installation.
В предлагаемом техническом решении задача состоит в совершенствовании конструкции, обеспечивающей испытания элементов пары сухого трения с постоянной скоростью их относительного перемещения при выполнении двойных ходов, при постоянной величине нагрузки в зоне контакта и постоянной температуре с возможностью назначения разной величины температуры элементов пары сухого трения при ее испытании.In the proposed technical solution, the task is to improve the design that provides testing of the elements of a dry friction pair at a constant speed of their relative movement when performing double strokes, at a constant load in the contact zone and a constant temperature with the possibility of assigning different temperatures of the elements of a dry friction pair during its testing ...
В предлагаемом техническом решении при подборе и испытании элементов пары сухого трения на износ для обеспечения постоянной скорости относительного перемещения одного из элементов при выполнении двойных ходов, привод перемещения его выполнен в виде кулачкового механизма с геометрическим замыканием высшей пары, представляющего собой кулачок, снабженный пазом специального профиля, и ролика, взаимодействующего с боковыми поверхностями паза кулачка. Ролик связан с нижним элементом пары трения и обеспечивает его возвратно-поступательное движение с постоянной скоростью при вращении кулачка с постоянным числом оборотов в единицу времени. Величину нагрузки в зоне контакта пары трения задают грузами на рычажном устройстве через верхний неподвижный элемент пары трения. Температуру пары трения задают нагревательными элементами, установленными в основании, в пазу которого перемещается ползун с закрепленным нижним подвижным элементом пары трения.In the proposed technical solution, when selecting and testing elements of a pair of dry friction for wear to ensure a constant speed of relative movement of one of the elements when performing double strokes, its movement drive is made in the form of a positive-locking cam mechanism of the upper pair, which is a cam provided with a groove of a special profile , and a roller interacting with the side surfaces of the cam groove. The roller is connected to the lower element of the friction pair and ensures its reciprocating movement at a constant speed when the cam rotates at a constant number of revolutions per unit of time. The magnitude of the load in the contact zone of the friction pair is set by weights on the lever device through the upper fixed element of the friction pair. The temperature of the friction pair is set by heating elements installed in the base, in the groove of which the slider moves with the fixed lower movable element of the friction pair.
Предлагаемое техническое решение поясняется графическим материалом.The proposed technical solution is illustrated by graphic material.
На фиг. 1 показана установка в сборе.FIG. 1 shows the complete installation.
На фиг. 2 показано сечение А-А.FIG. 2 shows a section A-A.
На фиг. 3 показано сечение В-В.FIG. 3 shows a section B-B.
На фиг. 4 показан график скорости движения нижнего подвижного элемента пары трения при полном обороте кулачка.FIG. 4 shows a graph of the speed of movement of the lower movable element of the friction pair at full cam rotation.
Установка (см. фиг. 1, 2 и 3) содержит станину 1, на верхней плоскости которой установлены: блок привода возвратно-поступательного движения 2 и блок испытываемой пары трения 3.The installation (see Fig. 1, 2 and 3) contains a frame 1, on the upper plane of which are installed: the drive unit of the reciprocating motion 2 and the unit of the tested
Блок привода 2 собран на монтажной плите 4, на которой установлен электродвигатель 5 и редуктор 6. Вал электродвигателя 5 взаимодействует с входным валом редуктора 6 посредством клиноременной передачи 7. На выходной вал редуктора 6 закреплен фланец 8, в котором установлен (см. фиг. 3) плоский кулачок 9 с пазом 10 специального профиля, который выполнен с наружной поверхностью 11 и внутренней поверхностью 12. В пазу расположен ролик 13, взаимодействующий с наружной 11 и внутренней 12 поверхностями паза кулачка 9. Ролик 13 закреплен на подвижной каретке 14, перемещающейся по линейной шариковой направляющей 15.The drive unit 2 is assembled on a
Блок испытываемой пары трения 3 (см. фиг. 1 и 2) состоит из основания 16, на боковых плоскостях которого закреплены две планки 17, содержащие теплоэлектронагреватели (ТЭНы) 18. В верхней части основания 16 выполнен паз 19, по которому перемещается ползун 20. На ползуне 20 закреплен подвижный элемент 21 испытываемой пары трения. Паз 19 смачивается термостойким маслом для уменьшения коэффициента трения скольжения ползуна 20 в пазу 19. На основании 16 установлен корпус 22 рычажного устройства. В корпусе 22 помещен шток 23, на нижнем торце которого закреплена кассета 24 с установленным в ней неподвижным элементом испытываемой пары трения, например: твердосплавной таблеткой 25, взаимодействующей с испытываемым подвижным элементом 21. Сверху на корпусе 22 на шарнире установлен рычаг 26, создающий необходимое контактное давление в испытываемой паре трения при помощи тарированных грузов 27. Ползун 20 соединен тягой 28 с перемещающейся кареткой 14 с роликом 13. Для фиксации в вертикальной плоскости перемещающегося ползуна 20 установлена дополнительная опора 29. На стойках корпуса 22 наклеены тензометрические датчики 30 для измерения усилия в контакте пары трения для вычисления коэффициента трения.The block of the tested friction pair 3 (see Fig. 1 and 2) consists of a
Установка (см. фиг. 1, 2, 3) для испытания пар сухого трения на износ при возвратно-поступательном движении работает следующим образом.Installation (see Fig. 1, 2, 3) for testing dry friction pairs for wear during reciprocating motion works as follows.
В блок 3 испытываемой пары трения устанавливают элементы пары трения - подвижный элемент 21 и твердосплавную таблетку 4. Нагружают контакт испытываемой пары трения грузами 27 через рычаг 26 до расчетного контактного давления. Включают ТЭНы 18 для нагрева элементов пары трения до необходимой температуры испытания. Регистрацию температуры осуществляют термодатчиком, размещенным на ползуне 20. После достижения температуры до установленной величины включают электродвигатель 5, который через клиноременную передачу 7 вращает валы редуктора 6. При этом кулачок 9, выполненный с пазом 10, образованным наружной поверхностью 11 и внутренней поверхностью 12, размещенный на выходном валу редуктора 6 вращается с заданной угловой скоростью. Ролик 13 расположенный в пазу кулачка 9 и закрепленный на подвижной каретке 14 линейной шариковой направляющей 15, взаимодействуя с наружной 11 и внутренней 12 поверхностями паза кулачка 9, перемещается вдоль линейной шариковой направляющей 15. Подвижная каретка 14 при помощи тяги 28 перемещает ползун 20 с закрепленным в нем подвижным элементом 21. Профиль поверхностей 11 и 12 паза 10 кулачка 9 выполнен таким образом, чтобы при вращении кулачка 9 с постоянным числом оборотов ролику 13 и связанными с ним: подвижной каретке 14, тяге 28, ползуну 20 и подвижному элементу 21 испытываемой пары трения придать постоянную линейную скорость.In
График скорости перемещения подвижного элемента 21 показан на фиг. 4. На графике видно, что разгон подвижного элемента 21 от начальной точки производится при повороте кулачка 9 на 15°, далее подвижный элемент 21 движется с постоянной скоростью при повороте до 165°, после чего происходит его торможение до конечной точки, соответствующей повороту кулачка 9 до 180°. Аналогично происходит движение подвижного элемента в обратную сторону, при вращении кулачка 9 до полного оборота на 360°. Полный оборот кулачка 9 соответствует одному двойному ходу подвижного элемента 21. Скорость движения подвижного элемента 21 возможно изменить путем: изменения скорости вращения электродвигателя, подбором шкивов клиноременной передачи или установкой редуктора 6 с другим, необходимым передаточным числом.A graph of the speed of movement of the
В процессе испытаний автоматикой поддерживается постоянная температура образцов.During the tests, the automatic control maintains a constant temperature of the samples.
Замер усилия в контакте пары трения производится тензометрическими датчиками 30, наклеенными на стойках корпуса 22, с целью вычисления усилия и коэффициента трения в испытываемой паре трения. Расположение тензометрических датчиков на стойках корпуса 22 позволяет выделить изгибные напряжения на стойках только от усилия трения в испытываемой паре трения без учета трения ползуна 20 в пазу 19 основания 16, так как изгиб стоек корпуса 22 происходит только от усилия трения в контакте испытываемой пары трения.The force in the contact of the friction pair is measured by
После набора необходимого количества двойных ходов, выключают ТЭНы, электродвигатель, снимают грузы 27. Элементы 21 и 25 пары трения вынимают из блока 3 и производят замеры параметров их износа.After dialing the required number of double strokes, turn off the heating elements, the electric motor, remove the
Технический результат изобретения заключается в обеспечении подбора материалов для оптимальных пар трения, работающих без смазки при возвратно-поступательном движении с постоянной скоростью. Это позволит повысить надежность установок, работающих в радиохимической промышленности, предназначенных для использования в технологических линиях промышленной переработки отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС), облученных в ядерных реакторах.The technical result of the invention is to ensure the selection of materials for optimal friction pairs operating without lubrication in reciprocating motion at a constant speed. This will improve the reliability of installations operating in the radiochemical industry, intended for use in technological lines of industrial processing of spent fuel assemblies (SFA) irradiated in nuclear reactors.
На Установку разработана конструкторская документация, изготовлен и испытан опытный образец. Испытания пар сухого трения на износ из различных материалов проводят в КТФ ИГиЛ СО РАН.The design documentation was developed for the Unit, a prototype was manufactured and tested. Wear tests of dry friction pairs made of various materials are carried out at the KTF IGiL SB RAS.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020120734A RU2745799C1 (en) | 2020-06-16 | 2020-06-16 | Installation for testing dry friction pair for wear during reciprocation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020120734A RU2745799C1 (en) | 2020-06-16 | 2020-06-16 | Installation for testing dry friction pair for wear during reciprocation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2745799C1 true RU2745799C1 (en) | 2021-04-01 |
Family
ID=75353191
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020120734A RU2745799C1 (en) | 2020-06-16 | 2020-06-16 | Installation for testing dry friction pair for wear during reciprocation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2745799C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116858706A (en) * | 2023-09-04 | 2023-10-10 | 青岛迈朗格智能制造有限公司 | Alarm device for auto-parts detects |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1428996A1 (en) * | 1986-02-05 | 1988-10-07 | Днепропетровский государственный университет им.300-летия воссоединения Украины с Россией | Method and apparatus for testing materials for wear and friction at high temperatures |
SU1516881A1 (en) * | 1987-12-14 | 1989-10-23 | Ивано-Франковский Институт Нефти И Газа | Apparatus for testing friction pair for wear in reciprocating motion |
-
2020
- 2020-06-16 RU RU2020120734A patent/RU2745799C1/en active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1428996A1 (en) * | 1986-02-05 | 1988-10-07 | Днепропетровский государственный университет им.300-летия воссоединения Украины с Россией | Method and apparatus for testing materials for wear and friction at high temperatures |
SU1516881A1 (en) * | 1987-12-14 | 1989-10-23 | Ивано-Франковский Институт Нефти И Газа | Apparatus for testing friction pair for wear in reciprocating motion |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Крагельский И.В. Трение и износ. Издание 2-е, переработанное и дополненное. М.: Машиностроение, 1968, 479 с. - с. 390-391. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116858706A (en) * | 2023-09-04 | 2023-10-10 | 青岛迈朗格智能制造有限公司 | Alarm device for auto-parts detects |
CN116858706B (en) * | 2023-09-04 | 2023-11-17 | 青岛迈朗格智能制造有限公司 | Alarm device for auto-parts detects |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Akalin et al. | Piston ring-cylinder bore friction modeling in mixed lubrication regime: Part II—Correlation with bench test data | |
RU192398U1 (en) | Device for determining the coefficient of friction of lubricants | |
RU2709444C1 (en) | Device for measuring friction force | |
NL8701557A (en) | METHOD AND APPARATUS FOR EXAMINING WEAR AND FRICTION PROPERTIES OF TREATMENT MATERIALS WITH SLIDING FRICTION. | |
RU2745799C1 (en) | Installation for testing dry friction pair for wear during reciprocation | |
Kaleli | New Universal Tribometer as Pin or Ball-on-Disc and Reciprocating Pin-on-Plate Types. | |
CN105675423A (en) | Engine cylinder sleeve-piston ring friction pair frictional wear testing system | |
Lijesh et al. | On the assessment of mechanical degradation of grease using entropy generation rate | |
CN114964774B (en) | Thrust bearing testing machine | |
CN109085079A (en) | A kind of multifunctional internal-combustion engine cylinder liner piston ring friction wear testing machine | |
CN104748692A (en) | Three-roller integrated load roller pin optic elastohydrodynamic tester | |
US20030177840A1 (en) | Tribological test apparatus | |
RU166759U1 (en) | MACHINE FOR TESTING SAMPLES FOR FRICTION-MECHANICAL FATIGUE | |
CN116840451A (en) | Multifunctional lubricating grease heating device | |
RU162210U1 (en) | FRICTION MACHINE | |
US7752883B2 (en) | Tribometer | |
JP2018119803A (en) | Rubbing and abrasion testing machine | |
RU190246U1 (en) | STAND FOR TRIBOLOGICAL TESTS OF LUBRICANT MATERIALS IN FRETTING-CORROSION CONDITIONS | |
US6886392B1 (en) | Single ball bearing lubricant and material evaluator | |
CN2208703Y (en) | Four-ball type lubricant testing machine | |
JP6648657B2 (en) | Fatigue and durability test equipment | |
CN111855184A (en) | Friction disc friction performance testing device and testing method thereof | |
WO2006072760A1 (en) | Tribology apparatus and method | |
RU2808556C1 (en) | Device for determining antiscuffing and antifriction properties of lubricants | |
JPH01232236A (en) | Bearing run testing machine |