RU2767451C1

RU2767451C1 - Device for determining coefficient of friction of lubricants

Info

Publication number: RU2767451C1
Application number: RU2021110118A
Authority: RU
Inventors: Владимир Владимирович Скакун; Энвер Велиуллаевич Валиев; Руслан Марленович Джемалядинов; Джемиль Хайсерович Мустафаев
Original assignee: Владимир Владимирович Скакун; Энвер Велиуллаевич Валиев; Руслан Марленович Джемалядинов; Джемиль Хайсерович Мустафаев
Priority date: 2021-04-12
Filing date: 2021-04-12
Publication date: 2022-03-17

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to the field of machine building, namely to methods of studying the coefficient of friction of lubricants of different composition. Device contains a movable shaft on which a guide bushing, a guide conical bushing, a counterbody in the form of a conical bushing, a guide cylindrical bushing, an indenter, linear bearings, guide screws are located. On the movable shaft there is a lubricating process medium (LPM) supply ring with a nozzle installed in it for the possibility of LPM supply in a sprayed state. In the movable shaft there is a channel for supply of LPM to the contact zone of the indenter and the counterbody; also, to prevent rotation of the LPM supply ring and the sleeve, a plate is provided, which is installed on the end of the LPM supply ring, which is kinematically connected to the fixed base. Measurement of torque values is carried out using an electronic dynamometer kinematically connected to the guide bushing. To reduce friction forces, linear bearings are installed on the movable shaft between the guide cylindrical and guide bushings. Device additionally comprises a tank for LPM, in which there are nozzles fixed on the cover and connected to the compressed gas supply channels by means of unions, gas mix injectors and gas ionizer are arranged in compressed gas feed channels.

EFFECT: high accuracy of determining coefficient of friction of lubricating materials, versatility of replacement of tested samples, possibility of bubbling LPM, possibility of investigating the effect of ionized gas on change in the friction coefficient of lubricating materials.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к методам исследования коэффициента трения различных по составу смазочных материалов.The invention relates to the field of mechanical engineering, and in particular to methods for studying the coefficient of friction of lubricants of various compositions.

Известно устройство для испытания трущихся материалов и масел (А.с. СССР №983522, МПК G01N 19/02. Устройство для испытания трущихся материалов и масел. Бюл. №47, 1982 г. Аналог), содержащее станину, установленные на ней держатели образца и контробразца, узлы измерения момента трения и нагружения образцов и привод вращения образцов, плиту, установленную перпендикулярно к станине с возможностью перемещения вдоль нее, три платформы, из которых средняя закреплена на плите шарнирно, а две другие установлены под углом 45° к средней, которые расположены на платформах и взаимодействующие с держателями контробразцов, направляющие и поджимные ролики, установленные на плите с возможностью поворота в плоскости держателей, передаточные звенья, взаимодействующие через подшипники качения соответственно с держателями контробразцов и узлами нагружения, а последние снабжены штоками, имеющими две степени свободы (механизмы для передачи нагрузки на контробразцы).A device for testing rubbing materials and oils (A.S. USSR No. 983522, IPC G01N 19/02. A device for testing rubbing materials and oils. Bull. No. 47, 1982 Analogue) containing a frame, sample holders installed on it and a counter-sample, nodes for measuring the moment of friction and loading of the samples and a drive for rotating the samples, a plate installed perpendicular to the frame with the possibility of moving along it, three platforms, of which the middle one is hinged on the plate, and the other two are installed at an angle of 45 ° to the middle one, which located on the platforms and interacting with countersamples holders, guide and clamping rollers mounted on the plate with the possibility of rotation in the plane of the holders, transmission links interacting through rolling bearings, respectively, with countersamples holders and loading units, and the latter are equipped with rods having two degrees of freedom (mechanisms to transfer the load to the countersamples).

Основной недостаток известного устройства заключается в сложной и точной установке передаточных звеньев под прямым углом к направляющим, что приводит к большим погрешностям получаемых результатов, при испытаниях.The main disadvantage of the known device lies in the complex and precise installation of the transmission links at right angles to the guides, which leads to large errors in the results obtained during testing.

Известно устройство для испытания материалов на трение и износ в условиях космоса, содержащий узел трения «диск-индентор», который представляет собой диск с двумя поверхностями трения и по которым скользят два полусферических индентора (см. Журнал «Трение и износ», т. 24, №6,2003 г., с. 626-635. Аналог). При этом диск жестко закреплен на приводном валу, а инденторы -на специальных рычагах. Нагрузка на инденторы осуществляется с помощью тарированной пружины.A device is known for testing materials for friction and wear in space, containing a friction unit "disk-indenter", which is a disk with two friction surfaces and on which two hemispherical indenters slide (see Journal "Friction and Wear", vol. 24 , No. 6, 2003, pp. 626-635. Analogue). In this case, the disk is rigidly fixed on the drive shaft, and the indenters are on special levers. The load on the indenters is carried out using a calibrated spring.

Все узлы трения приводятся во вращение с помощью выходного вала привода через зубчатые колеса. Момент трения в паре «диск-индентор» измеряется упругой тензометрической балкой. Электрические сигналы поступают на два тензометрических преобразователя, с которых они передаются на регистрирующий прибор.All friction units are driven by the drive output shaft through gears. The moment of friction in the "disk-indenter" pair is measured by an elastic tensometric beam. Electrical signals are fed to two strain gauge transducers, from which they are transmitted to the recording device.

Недостатками известного устройства являются сложность конструкции, обусловленная использованием большого количества элементов, сложностью его использования из-за постоянной тарировки нагружающих пружин, влияющие на погрешность измерения, а также невысокие скорости скольжения и удельные давления в контакте индентора и диска.The disadvantages of the known device are the complexity of the design due to the use of a large number of elements, the complexity of its use due to the constant calibration of the loading springs, affecting the measurement error, as well as low sliding speeds and specific pressures in the contact of the indenter and disk.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для определения коэффициента трения смазочных материалов (патент на полезную модель РФ №200036 МПК G01N 19/02, опубл. 01.10.2020. Бюл. №28. Прототип), содержащее подвижный вал, на котором расположены направляющая втулка, направляющая коническая втулка, контртело в виде конической втулки, направляющая цилиндрическая втулка, индентор, линейные подшипники, направляющие винты при этом на подвижном валу расположено кольцо подачи смазывающей технологической среды (СТС) с установленным в нем соплом для возможности подачи СТС в распыленном состоянии, при этом в подвижном валу выполнен канал для подачи СТС в контактную зону. Для предотвращения от вращения кольца подачи СТС и гильзы предусмотрена пластина, установленная на торце кольца подачи СТС, кинематически связанная с неподвижным основанием. Измерение значений крутящего момента осуществляется при помощи электронного динамометра, кинематически связанного с направляющей втулкой. С целью снижения сил трения на подвижном валу установлены линейные подшипники между направляющей цилиндрической и направляющей втулками.The closest in technical essence is a device for determining the coefficient of friction of lubricants (utility model patent of the Russian Federation No. 200036 MPK G01N 19/02, publ. 01.10.2020. Bull. No. 28. Prototype), containing a movable shaft on which a guide sleeve , a guide conical bushing, a counterbody in the form of a conical bushing, a cylindrical guide bushing, an indenter, linear bearings, guide screws, while on the movable shaft there is a ring for supplying a lubricating process medium (SMS) with a nozzle installed in it to enable the SMS to be supplied in a sprayed state, with At the same time, a channel is made in the movable shaft for supplying STS to the contact zone. To prevent rotation of the STS supply ring and the sleeve, a plate is provided, mounted on the end of the STS supply ring, kinematically connected to a fixed base. Torque values are measured using an electronic dynamometer kinematically connected to the guide bush. In order to reduce friction forces on the movable shaft, linear bearings are installed between the cylindrical guide and guide bushings.

Принцип работы устройства заключается в следующем. Подвижный вал одним концом устанавливается в кулачках токарного патрона, а противоположным концом поджимается вращающимся центром. Индентор, расположенный перпендикулярно оси подвижного вала, контактирует с контртелом в виде конической втулки, установленной в отверстии направляющей конической втулки, зафиксированной при помощи направляющей втулки и направляющих винтов. Направляющие винты в свою очередь установлены в направляющей цилиндрической втулке, линейное перемещение которой предотвращает упорное кольцо, расположенное на подвижном валу и закрепленное при помощи установочных винтов. Для снижения сил трения при вращении подвижного вала, в отверстиях направляющей втулки и направляющей цилиндрической втулки установлены линейные подшипники, зафиксированные при помощи стопорных колец, при этом между торцовой поверхностью направляющей цилиндрической втулки и упорным кольцом установлен упорный подшипник, служащий также для снижения сил трения. Подача СТС осуществляется через каналы, расположенные в подвижном валу и сопла, герметично установленного при помощи резиновых прокладок в отверстии кольца подачи СТС, где последнее герметично установлено на подвижном валу, при помощи ушютнительных кольцевых прокладок, обеспечивающих бесперебойную подачу СТС в контактную зону при вращении подвижного вала. Для предотвращения попадания СТС в шпиндель токарного станка (на чертеже не указан), предусмотрен винт с потайной головкой и внутренним шестигранником, установленный в отверстии подвижного вала. Для экономичного использования СТС и предотвращения от загрязнения оборудования, конструкцией предусмотрено использование специальной гильзы, герметично установленной на направляющей конической втулке и направляющей цилиндрической втулке при помощи ушютнительных прокладок, с установленной трубкой для отбора смазочного материала. Конструкцией также предусмотрена специальная пластина, установленная на торцевой поверхности кольца подачи СТС при помощи фиксирующих винтов и специальная лапка (на чертеже позиция отсутствует), расположенная на направляющей втулке, к которым прикреплена штанга при помощи установочных колец, с установленными фторопластовыми вставками, контактирующими с упором, зафиксированным в неподвижном основании, что предотвращает вращение кольца подачи СТС и гильзы при вращении подвижного вала. При вращении подвижного вала, в контактной паре образованной индентором и контртелом в виде конической втулки, возникает крутящий момент, который передается на электронный динамометр, которым производится регистрация показаний, через направляющую втулку посредством кинематической связи.The principle of operation of the device is as follows. The movable shaft is installed at one end in the jaws of the lathe chuck, and at the opposite end it is pressed by a rotating center. The indenter, located perpendicular to the axis of the movable shaft, contacts with the counterbody in the form of a conical bushing installed in the hole of the guide bushing, fixed with the help of the guide bushing and guide screws. The guide screws, in turn, are installed in a cylindrical guide sleeve, the linear movement of which is prevented by a thrust ring located on the movable shaft and secured with set screws. To reduce the friction forces during the rotation of the movable shaft, linear bearings are installed in the holes of the guide bushing and the guide cylindrical bushing, fixed with locking rings, while a thrust bearing is installed between the end surface of the guide cylindrical bushing and the thrust ring, which also serves to reduce friction forces. STS supply is carried out through channels located in the movable shaft and a nozzle hermetically installed using rubber gaskets in the hole of the STS supply ring, where the latter is hermetically installed on the movable shaft, using sealing ring gaskets that ensure uninterrupted supply of STS to the contact zone during the rotation of the movable shaft . To prevent CTC from getting into the lathe spindle (not shown in the drawing), a countersunk head screw with an internal hexagon is provided, installed in the hole of the movable shaft. For economical use of STS and prevention of equipment contamination, the design provides for the use of a special sleeve, hermetically installed on the conical guide bush and the cylindrical guide bush with the help of sealing gaskets, with an installed tube for the selection of lubricant. The design also provides for a special plate mounted on the end surface of the STS feed ring with fixing screws and a special tab (no position in the drawing) located on the guide bushing, to which the rod is attached using adjusting rings, with installed fluoroplastic inserts in contact with the stop, fixed in a fixed base, which prevents the rotation of the STS feed ring and the sleeve during the rotation of the movable shaft. When the movable shaft rotates, in the contact pair formed by the indenter and the counterbody in the form of a conical sleeve, a torque occurs, which is transmitted to the electronic dynamometer, which records the readings, through the guide sleeve by means of a kinematic connection.

Недостатком известного устройства является отсутствие возможности производить барботирование СТС, например активными газами, также отсутствует возможность исследования влияния ионизированного газа на изменение коэффициента трения смазочных материалов.A disadvantage of the known device is the inability to perform STS bubbling, for example, active gases, and there is also no possibility to study the effect of ionized gas on the change in the coefficient of friction of lubricants.

Техническим результатом изобретения является высокая точность определения коэффициента трения смазочных материалов и универсальность замены испытуемых образцов, а также возможность производить барботирование СТС, что актуально при исследовании трибологических свойств масел в сочетании с активными газами при использовании в качестве контактных пар быстрорежущей стали и титанового сплава, также устройство позволяет исследовать влияние ионизированного газа на изменение коэффициента трения смазочных материалов.The technical result of the invention is the high accuracy of determining the coefficient of friction of lubricants and the versatility of replacing the tested samples, as well as the ability to perform STS bubbling, which is important in the study of the tribological properties of oils in combination with active gases when used as contact pairs of high-speed steel and titanium alloy, also a device allows you to explore the effect of ionized gas on the change in the coefficient of friction of lubricants.

Это достигается тем, что заявляемое устройство, содержащее подвижный вал, на котором расположены направляющая втулка, направляющая коническая втулка, контртело в виде конической втулки, направляющая цилиндрическая втулка, индентор, линейные подшипники, направляющие винты, при этом на подвижном валу расположено кольцо подачи СТС с установленным в нем соплом для возможности подачи СТС в распыленном состоянии, при этом в подвижном валу изготовлен канал для подачи СТС в контактную зону индентора и контртела, в свою очередь, для предотвращения от проворачивания кольца подачи СТС и гильзы, предусмотрена пластина, установленная на торце кольца подачи СТС, кинематически связанная с неподвижным основанием, при этом измерение значений крутящего момента осуществляется электронным динамометром, кинематически связанным с направляющей втулкой, также с целью снижения сил трения на подвижном валу установлены линейные подшипники между направляющей цилиндрической и направляющей втулками.This is achieved by the fact that the claimed device, containing a movable shaft, on which there is a guide bushing, a guide conical bushing, a counterbody in the form of a conical bushing, a cylindrical guide bushing, an indenter, linear bearings, guide screws, while on the movable shaft there is a CTC feed ring with a nozzle installed in it for the possibility of supplying STS in a sprayed state, while a channel is made in the movable shaft for supplying STS to the contact zone of the indenter and counterbody, in turn, to prevent rotation of the STS supply ring and the sleeve, a plate is provided installed at the end of the ring CTS feed, kinematically connected to a fixed base, while the measurement of torque values is carried out by an electronic dynamometer, kinematically connected to the guide sleeve, also in order to reduce friction forces on the movable shaft, linear bearings are installed between the cylindrical guide and the guide sleeve.

Отличием данного технического решения от прототипа является тот факт, что для подачи барботированной СТС в контактную зону металлических пар, в емкость для СТС подается газ, давление которого регулируется при помощи винтов для регулировки подачи сжатого газа, который проходит через инжектор смеси газов по каналу для подачи сжатого газа в сопла, расположенные в емкости для СТС и погруженные в объем СТС, где газ поступает до момента насыщения, в результате чего часть газа растворяется в СТС, остальная часть выходит наружу через клапан избыточного давления, в свою очередь, для подачи в контактную зону трущихся металлических пар ионизированного газа, либо для образования аэрозоли сочетанием ионизированного газа и СТС, устройство снабжено ионизатором газа, расположенным на канале для подачи сжатого газа, а для образования аэрозоли в сочетании с несколькими видами газов, устройство содержит инжектор смеси газов.The difference between this technical solution and the prototype is the fact that in order to supply the sparged STS into the contact zone of metal vapors, gas is supplied to the STS container, the pressure of which is controlled by screws to adjust the compressed gas supply, which passes through the gas mixture injector through the supply channel compressed gas into nozzles located in the STS tank and immersed in the STS volume, where the gas enters until saturation, as a result of which part of the gas dissolves in the STS, the rest goes out through the overpressure valve, in turn, to be fed into the contact zone rubbing metal vapors of ionized gas, or for the formation of aerosols by a combination of ionized gas and STS, the device is equipped with a gas ionizer located on the channel for supplying compressed gas, and for the formation of aerosols in combination with several types of gases, the device contains a gas mixture injector.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема устройства для определения коэффициента трения смазочных материалов.In FIG. 1 shows a structural diagram of a device for determining the coefficient of friction of lubricants.

Устройство для определения коэффициента трения смазочных материалов содержит вращающийся центр 1, подвижный вал 2, линейные подшипники 3, 26, стопорные кольца 4, 18, 31, 65, направляющие винты 5, направляющую втулку 6, подшипники качения 7, шпильку 8, фиксирующие кольца 9, электронный динамометр 10, державку 11, индентор 12, гильзу 13, установочные винты 14, упорное кольцо 15, трубку для отбора смазочного материала 16, упорный подшипник 17, уплотнительные прокладки 19, основание 20, упор 21, фторопластовые вставки 22, штангу 23, установочные кольца 24, направляющую цилиндрическую втулку 25, пластину 27, кольцо подачи СТС 28, уплотнительные кольцевые прокладки 29, кулачки токарного патрона 30, винт с потайной головкой и внутренним шестигранником 32, фиксирующие винты 33, 57, сопла 34, 60, направляющие гильзы 35, 49, резиновые прокладки 36, манометры 37, 41, 46, 48, 61, канал для подачи СТС 38, каналы для подачи сжатого газа 39, 51, 52, 59, ионизатор газа 40, датчик расхода СТС 42, винт для регулировки подачи сжатого газа 43, 45, 47, 62, винт для регулировки подачи СТС 44, инжекторы смеси газов 50, 63, клапан избыточного давления 53, датчик уровня СТС 54, крышку 55, прокладку 56, емкость для СТС 58.The device for determining the coefficient of friction of lubricants contains a rotating center 1, a movable shaft 2, linear bearings 3, 26, retaining rings 4, 18, 31, 65, guide screws 5, a guide bush 6, rolling bearings 7, a pin 8, fixing rings 9 , electronic dynamometer 10, holder 11, indenter 12, sleeve 13, set screws 14, thrust ring 15, lubricant sampling tube 16, thrust bearing 17, gaskets 19, base 20, stop 21, fluoroplastic inserts 22, rod 23, set rings 24, cylindrical guide sleeve 25, plate 27, STS feed ring 28, O-rings 29, lathe chuck jaws 30, countersunk head screw with hexagon socket 32, fixing screws 33, 57, nozzles 34, 60, guide sleeves 35 , 49, rubber gaskets 36, pressure gauges 37, 41, 46, 48, 61, channel for supplying STS 38, channels for supplying compressed gas 39, 51, 52, 59, gas ionizer 40, flow sensor STS 42, screw for adjusting the supply of compressed gas 43, 45, 47, 62, a screw for adjusting the supply of STS 44, gas mixture injectors 50, 63, an overpressure valve 53, a level sensor STS 54, a cover 55, a gasket 56, a container for STS 58.

Принцип работы устройства заключается в следующем. Индентор 12, установленный перпендикулярно оси подвижного вала 2, контактирует с конической втулкой (контртелом) 65, которая установлена в отверстии направляющей конической втулки 64 и зафиксирована при помощи направляющей втулки 6 и направляющих винтов 5, которыми создается нагрузка на контактную пару, образованную индентором 12 и конической втулкой (контртелом) 65. В свою очередь направляющие винты 5 установлены в направляющей цилиндрической втулке 25, от линейного перемещения которой предотвращает упорный подшипник 17 и упорное кольцо 15, зафиксированное при помощи установочных винтов 14. Для снижения сил трения, на подвижном валу 2 расположены линейные подшипники 3, 26, установленные в отверстии направляющей втулки 6 и направляющей цилиндрической втулки 25, зафиксированные стопорными кольцами 4, 18, 31, 66. Подача СТС осуществляется через каналы, расположенные в подвижном валу 2, в которые среда поступает при помощи кольца подачи СТС 28 и сопла 34, в свою очередь сопло 34 герметично установлено в отверстии кольца подачи СТС 28 при помощи направляющей гильзы 35 и резиновых прокладок 36. В свою очередь кольцо подачи СТС 28 герметично закреплено на подвижном валу 2 при помощи уплотнительных кольцевых прокладок 29, обеспечивающие подачу СТС в контактную зону при вращении подвижного вала 2, в котором также установлен винт с потайной головкой и внутренним шестигранником 32 для предотвращения от попадания СТС в шпиндель токарного станка.The principle of operation of the device is as follows. The indenter 12, mounted perpendicular to the axis of the movable shaft 2, is in contact with the conical bushing (counterbody) 65, which is installed in the hole of the guide conical bushing 64 and fixed by means of the guide bushing 6 and guide screws 5, which create a load on the contact pair formed by the indenter 12 and tapered bushing (counterbody) 65. In turn, the guide screws 5 are installed in the guide cylindrical bushing 25, from the linear movement of which the thrust bearing 17 and the thrust ring 15, fixed with the set screws 14, prevent linear movement. To reduce friction forces, on the movable shaft 2 are linear bearings 3, 26, installed in the hole of the guide bushing 6 and the guide bushing 25, fixed with retaining rings 4, 18, 31, 66. 28 and nozzle 34, in turn, nozzle 34 is sealed o is installed in the opening of the STS 28 supply ring using a guide sleeve 35 and rubber gaskets 36. In turn, the STS supply ring 28 is hermetically fixed on the movable shaft 2 using sealing ring gaskets 29, which ensure the STS supply to the contact zone during the rotation of the movable shaft 2, which also has a countersunk head screw with a hexagon socket 32 to prevent CTC from entering the lathe spindle.

Для вторичного использования отработанной СТС, конструкцией предусмотрено наличие специальной гильзы 13, герметично установленной в направляющей конической втулке 64 и направляющей цилиндрической втулке 25 при помощи уплотнительных прокладок 19, через которую отработанная СТС поступает в трубку для отбора смазочного материала 16 затем повторно используется.For the recycling of used STS, the design provides for the presence of a special sleeve 13, hermetically installed in the guide conical sleeve 64 and the guide cylindrical sleeve 25 with the help of gaskets 19, through which the used STS enters the tube for the selection of lubricant 16 and then reused.

Вращение подвижного вала 2 осуществляется при помощи токарного станка (на чертеже не указан), имеющего в наличии частотный преобразователь (на чертеже не указан), обеспечивающий регулировку частоты вращения шпинделя (на чертеже не указан) в необходимом диапазоне. Фиксация подвижного вала 2 осуществляется при помощи кулачков токарного патрона 30 и вращающегося центра 1. Для предотвращения от проворачивания кольца подачи СТС 28 и гильзы 13, предусмотрена пластина 27, установленная на торце кольца подачи СТС 28 при помощи фиксирующих винтов 33 и лапка (на чертеже позиция отсутствует), расположенная на гильзе 13, на которые, при помощи установочных колец 24 закреплена штанга 23 с фторопластовыми вставками 22, контактирующая с упором 21, установленным в неподвижном основании 20.The rotation of the movable shaft 2 is carried out using a lathe (not shown in the drawing), which has a frequency converter (not shown in the drawing), which provides adjustment of the spindle speed (not shown in the drawing) in the required range. Fixation of the movable shaft 2 is carried out using the cams of the lathe chuck 30 and the rotating center 1. To prevent the STS 28 feed ring and the sleeve 13 from turning, a plate 27 is provided installed on the end of the STS 28 feed ring using fixing screws 33 and a foot (position in the drawing missing) located on the sleeve 13, on which, with the help of the adjusting rings 24, the rod 23 with fluoroplastic inserts 22 is fixed, in contact with the stop 21 installed in the fixed base 20.

При вращении подвижного вала 2, индентор 12 контактирует с конической втулкой (контртелом) 65, в результате чего, на направляющей втулке 6 возникает крутящий момент, передаваемый через расположенную на направляющей втулке 6 лапку (на чертеже позиция отсутствует), с установленной при помощи фиксирующих колец 9 шпилькой 8, и расположенными в ней подшипниками качения 7, контактирующие с державкой 11, установленной в электронном динамометре 10, при помощи которого производится регистрация значений крутящего момента.When the movable shaft 2 rotates, the indenter 12 comes into contact with the tapered bushing (counterbody) 65, as a result of which, a torque occurs on the guide bushing 6, which is transmitted through the tab located on the guide bushing 6 (the position is absent in the drawing), installed with fixing rings 9 pin 8, and the rolling bearings 7 located in it, in contact with the holder 11 installed in the electronic dynamometer 10, with the help of which the torque values are recorded.

В свою очередь для использования барботированной СТС, конструкция содержит емкость для СТС 58, в которой расположены сопла 60, закрепленные на крышке 55, соединенные с каналами для подачи сжатого газа 51, 52, при помощи штуцеров (позиция на чертеже не указана). Сжатый газ поступает в емкость для СТС 58 через инжектор смеси газов 50, установленный в направляющей гильзе 49. Инжектор смеси газов служит для возможности барботирования СТС как одним видом газа, так и нескольким. Давление газа в процессе барботирования СТС регулируется при помощи винтов для регулировки подачи сжатого газа 45, 47 и манометров 46, 48.In turn, for the use of sparged STS, the design contains a container for STS 58, in which nozzles 60 are located, fixed on the cover 55, connected to channels for supplying compressed gas 51, 52, using fittings (position not indicated in the drawing). Compressed gas enters the STS tank 58 through the gas mixture injector 50 installed in the guide sleeve 49. The gas mixture injector serves to allow the STS to be bubbling with one type of gas or several. The gas pressure during the STS bubbling process is regulated using screws for adjusting the compressed gas supply 45, 47 and pressure gauges 46, 48.

Конструкция устройства позволяет подавать СТС в контактную зону металлических пар в виде аэрозоли, свободно падающей струей, а также струей под давлением. При помощи винта для регулировки подачи сжатого газа 43 и винта для регулировки подачи СТС 44, обеспечиваются необходимые параметры аэрозоли. Для подачи СТС в сочетании с различными газами, конструкция устройства снабжена инжектором смеси газов 63.The design of the device allows STS to be supplied to the contact zone of metal vapors in the form of an aerosol, free-falling jet, as well as a jet under pressure. With the help of a screw for adjusting the supply of compressed gas 43 and a screw for adjusting the supply of CTC 44, the necessary parameters of the aerosol are provided. To supply STS in combination with various gases, the design of the device is equipped with a gas mixture injector 63.

Для подачи СТС свободно падающей струей блокируется подача сжатого газа при помощи винта для регулировки подачи сжатого газа 43, в свою очередь винт для регулировки подачи СТС 44 остается в открытом положении.To supply STS with a free-falling jet, the supply of compressed gas is blocked using the screw for adjusting the supply of compressed gas 43, in turn, the screw for adjusting the supply of STS 44 remains in the open position.

Для подачи СТС струей под давлением, при помощи винта для подачи сжатого газа 62, в канал для подачи сжатого газа 59 подается сжатый газ, который заполняет емкость для СТС 58, вытесняя СТС. Для поддержания постоянного давления в емкости для СТС 58, на крышке 55 расположен клапан избыточного давления 53. Герметичность установки крышки 55 обеспечивается при помощи прокладки 56 и фиксирующих винтов 57.To supply CTS with a jet under pressure, using a screw for supplying compressed gas 62, compressed gas is supplied to the channel for supplying compressed gas 59, which fills the container for CTS 58, displacing the CTS. To maintain a constant pressure in the container for STS 58, an overpressure valve 53 is located on the lid 55. The tightness of the installation of the lid 55 is ensured by means of a gasket 56 and fixing screws 57.

Расход СТС регулируется при помощи винта для регулировки подачи СТС 44, датчика расхода СТС 42 и датчика уровня СТС 54. Давление газа в емкости для СТС контролируется при помощи манометра 61. Для обеспечения постоянного давления газа в емкости для СТС 58, на крышке 55 расположен клапан избыточного давления 53. Давление СТС в канале для подачи СТС 38, регулируется при помощи манометра 41.The CTC flow rate is regulated using the CTC 44 supply adjusting screw, the CTC 42 flow sensor and the CTC 54 level sensor. excess pressure 53. The pressure of the STS in the channel for supplying the STS 38 is regulated using a pressure gauge 41.

Для подачи в контактную зону металлических пар ионизированного газа, а также для использования ионизированного газа для образования аэрозоли, устройство содержит ионизатор газа 40, который расположен в канале для подачи сжатого газа 39. Давление газа в канале для подачи сжатого газа 39, регулируется при помощи манометра 37.To supply metal vapors of ionized gas to the contact zone, as well as to use ionized gas to form aerosols, the device contains a gas ionizer 40, which is located in the channel for supplying compressed gas 39. The gas pressure in the channel for supplying compressed gas 39 is regulated using a pressure gauge 37.

Устройство работает следующим образом. Подвижный вал одним концом устанавливается в кулачках токарного патрона, а противоположным концом поджимается вращающимся центром.The device works as follows. The movable shaft is installed at one end in the jaws of the lathe chuck, and at the opposite end it is pressed by a rotating center.

Индентор, расположенный перпендикулярно оси подвижного вала, контактирует с конической втулкой (контртелом), установленной в отверстии направляющей конической втулки и зафиксированной при помощи направляющей втулки, а также направляющих винтов. Направляющие винты в свою очередь установлены в направляющей цилиндрической втулке, линейное перемещение которой предотвращает упорное кольцо, расположенное на подвижном валу при помощи установочных винтов. Для снижения сил трения при вращении подвижного вала в отверстиях направляющей втулки и направляющей цилиндрической втулки установлены линейные подшипники, зафиксированные при помощи стопорных колец, при этом между торцовой поверхностью направляющей цилиндрической втулки и упорным кольцом установлен упорный подшипник, служащий также для снижения сил трения.The indenter, located perpendicular to the axis of the movable shaft, contacts with the conical bushing (counterbody) installed in the hole of the guide bushing and fixed with the help of the guide bushing, as well as the guide screws. The guide screws, in turn, are installed in a cylindrical guide sleeve, the linear movement of which is prevented by a thrust ring located on the movable shaft with set screws. To reduce friction forces during the rotation of the movable shaft, linear bearings are installed in the holes of the guide bushing and guide cylindrical bushing, fixed with locking rings, while a thrust bearing is installed between the end surface of the guide cylindrical bushing and the thrust ring, which also serves to reduce friction forces.

Подача СТС осуществляется через каналы, расположенные в подвижном валу и сопла, герметично установленного при помощи направляющей гильзы и резиновых прокладок в отверстии кольца подачи СТС, где последнее герметично установлено на подвижном валу, при помощи уплотнительных кольцевых прокладок, обеспечивающих бесперебойную подачу СТС в контактную зону при вращении подвижного вала.STS supply is carried out through channels located in the movable shaft and a nozzle hermetically installed using a guide sleeve and rubber gaskets in the hole of the STS supply ring, where the latter is hermetically installed on the movable shaft, using sealing ring gaskets that ensure uninterrupted supply of STS to the contact zone when rotation of the movable shaft.

Для предотвращения попадания СТС в шпиндель токарного станка (на чертеже не указан), предусмотрен винт с потайной головкой и внутренним шестигранником, который устанавливается в отверстии подвижного вала. Для экономного использования СТС и предотвращения от загрязнения оборудования, конструкцией предусмотрено использование специальной гильзы, которая устанавливается на направляющей конической втулке и направляющей цилиндрической втулке, герметичность которой обеспечивается при помощи уплотнительных прокладок. В отверстие гильзы устанавливается трубка для отбора смазочного материала.To prevent CTC from getting into the lathe spindle (not shown in the drawing), a countersunk head screw with an internal hexagon is provided, which is installed in the hole of the movable shaft. For economical use of STS and prevention of equipment contamination, the design provides for the use of a special sleeve, which is installed on the guide conical bush and the guide cylindrical bush, the tightness of which is ensured by sealing gaskets. A tube for the selection of lubricant is installed in the hole of the sleeve.

Также конструкцией предусмотрено наличие специальной пластины, которая устанавливается на торцевой поверхности кольца подачи СТС при помощи фиксирующих винтов, и наличие специальной лапки (на чертеже позиция отсутствует), расположенной на направляющей втулке, к которым прикрепляется штанга при помощи установочных колец, с установленными фторопластовыми вставками, контактирующими с упором, зафиксированным в неподвижном основании, что предотвращает проворачивание кольца подачи СТС и гильзы при вращении подвижного вала. В емкость для СТС помещается СТС и герметично закрывается крышкой. Герметичность установки крышки обеспечивается при помощи прокладки и фиксирующих винтов.Also, the design provides for the presence of a special plate, which is installed on the end surface of the STS supply ring using fixing screws, and the presence of a special foot (the position is absent in the drawing) located on the guide sleeve, to which the rod is attached using adjusting rings, with installed fluoroplastic inserts, in contact with a stop fixed in a fixed base, which prevents the STS supply ring and sleeve from turning when the movable shaft rotates. STS is placed in the container for STS and hermetically sealed with a lid. The tightness of the installation of the cover is ensured by means of a gasket and fixing screws.

При помощи винта для регулировки подачи СТС, СТС подается в сопло, также по каналу для подачи сжатого газа подается сжатый газ, который смешивается с СТС в сопле, образуя аэрозоль.With the help of a screw for adjusting the supply of STS, STS is fed into the nozzle, and compressed gas is also supplied through the channel for supplying compressed gas, which mixes with STS in the nozzle, forming an aerosol.

Параметры аэрозоли регулируется при помощи винта для подачи сжатого газа и винта для регулировки подачи СТС. Для подачи СТС свободно падающей струей блокируется подача сжатого газа при помощи винта для регулировки подачи сжатого газа, при этом винт для регулировки подачи СТС остается в открытом положении. Для подачи СТС струей под давлением, через канал для подачи сжатого газа в тигель подается сжатый газ, который вытесняет СТС. Расход СТС контролируется при помощи винта для регулировки подачи СТС, датчика расхода СТС и датчика уровня СТС, расположенного на крышке. Для подачи барботированной СТС в контактную зону металлических пар, в емкость для СТС подается газ, либо смесь газов, при помощи винтов для регулировки подачи сжатого газа, который проходит через инжектор смеси газов по каналу для подачи сжатого газа в сопла, которые расположены в емкости для СТС и погружены в объем СТС. При помощи сопел, газ под давлением подается в объем СТС до момента насыщения, в результате чего часть газа растворяется в СТС, остальная часть выходит наружу через клапан избыточного давления.The aerosol parameters are adjusted using a screw for supplying compressed gas and a screw for adjusting the supply of STS. To supply CTS with a free-falling jet, the compressed gas supply is blocked by means of a screw for adjusting the compressed gas supply, while the screw for adjusting the supply of CTS remains in the open position. To supply the STS with a jet under pressure, a compressed gas is supplied to the crucible through the channel for supplying compressed gas, which displaces the STS. The CTC flow is controlled by means of a screw for adjusting the CTC supply, a CTC flow sensor and a CTC level sensor located on the cover. To supply the bubbled STS into the contact zone of metal vapors, a gas or a mixture of gases is supplied to the STS tank using screws to adjust the supply of compressed gas, which passes through the gas mixture injector through the channel for supplying compressed gas to the nozzles located in the tank for STS and immersed in the STS volume. With the help of nozzles, gas under pressure is supplied into the volume of the STS until saturation, as a result of which part of the gas dissolves in the STS, the rest goes out through the overpressure valve.

Для подачи в контактную зону трущихся металлических пар ионизированного газа, либо для образования аэрозоли сочетанием ионизированного газа и СТС, конструкция устройства снабжена ионизатором газа, который расположен в канале для подачи сжатого газа. Также для подачи аэрозоли в сочетании с несколькими видами газов, устройство содержит инжектор смеси газов. При вращении подвижного вала, в контактной паре образованной индентором и конической втулкой (контртелом) возникает крутящий момент, который передается на электронный динамометр, при помощи которого производится регистрация показаний, через направляющую втулку посредством кинематической связи.To supply rubbing metal vapors of ionized gas to the contact zone, or to form an aerosol by a combination of ionized gas and STS, the design of the device is equipped with a gas ionizer, which is located in the channel for supplying compressed gas. Also for supplying aerosols in combination with several types of gases, the device contains a gas mixture injector. When the movable shaft rotates, a torque occurs in the contact pair formed by the indenter and the conical bushing (counterbody), which is transmitted to the electronic dynamometer, with which the readings are recorded, through the guide bushing by means of a kinematic connection.

Claims

A device for determining the coefficient of friction of lubricants, containing a movable shaft, on which there is a guide sleeve, a guide conical sleeve, a counterbody in the form of a conical sleeve, a cylindrical guide sleeve, an indenter, linear bearings, guide screws, while the lubricating technological supply ring is located on the movable shaft. medium (STS) with a nozzle installed in it for the possibility of supplying STS in a sprayed state, while a channel is made in the movable shaft for supplying STS to the contact zone of the indenter and counterbody, also to prevent rotation of the STS supply ring and the sleeve, a plate is provided mounted on at the end of the STS feed ring, which is kinematically connected to a fixed base, in turn, the measurement of torque values is carried out using an electronic dynamometer, kinematically connected to the guide bush, and to reduce friction forces, linear bearings are installed on the movable shaft between the guides with a cylindrical and guide bushing, characterized in that the device contains a container for STS, in which there are nozzles fixed on the cover and connected to channels for supplying compressed gas using fittings, in turn, injectors of a mixture of gases are located in the channels for supplying compressed gas , as well as a gas ionizer.