RU2769649C1

RU2769649C1 - Device for determining the coefficient of friction of lubricants

Info

Publication number: RU2769649C1
Application number: RU2021111966A
Authority: RU
Inventors: Владимир Владимирович Скакун; Эрвин Джеватович Умеров; Ильяс Эльвирович Теминдаров; Исмаил Бей Дилявер оглу Сефедин
Original assignee: Владимир Владимирович Скакун; Эрвин Джеватович Умеров; Ильяс Эльвирович Теминдаров; Исмаил Бей Дилявер оглу Сефедин
Priority date: 2021-04-26
Filing date: 2021-04-26
Publication date: 2022-04-04

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to the field of mechanical engineering. The device contains a movable shaft on which a guide sleeve, a guide conical sleeve, a counterface in the form of a conical sleeve, a guide cylindrical sleeve, an indenter are located, while on the movable shaft there is a ring for supplying a lubricating process medium (LPM) and a channel for supplying LPM to the contact zone of the indenter and the conical sleeve (counterface). The torque values are measured using an electronic dynamometer kinematically connected to the guide bushing. Linear bearings in contact with the cylindrical guide and guide sleeves are installed on the movable shaft. The device additionally contains a nozzle for supplying LPM to the contact zone of the indenter and counterface, as well as a channel for supplying LPM to the nozzle, a channel for supplying compressed gas, which is connected to a nozzle made with the possibility of mixing compressed gas with multicomponent LPM, forming an aerosol, a shaft with impellers immersed in the volume of LPM, connected to a reducer, mounted on the lid by means of retention screws, and an electric motor connected via a frequency converter and a switch to the power supply circuit.

EFFECT: high accuracy in determining the coefficient of friction of lubricants and the versatility of replacing test samples, as well as the possibility of studying the tribological properties of multicomponent compositions of LPM.

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 уплотнительных 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 уплотнительных 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 электрический 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 friction forces during 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 with 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 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 tapered guide bushing and the cylindrical guide bushing using gaskets, with a 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 on 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 electric dynamometer, which records the readings, through the guide sleeve by means of a kinematic connection.

Недостатком такого устройства является отсутствие возможности исследования трибологических свойств многокомпонентных составов смазывающих технологических сред (СТС).The disadvantage of this device is the inability to study the tribological properties of multicomponent compositions of lubricating process media (STS).

Техническим результатом изобретения является высокая точность определения коэффициента трения смазочных материалов и универсальность замены испытуемых образцов, а для исследования трибологических свойств многокомпонентных составов СТС, конструкцией предусмотрено наличие специальных крыльчаток, установленных в емкости для СТС, которые обеспечивают непрерывное смешивание жидкости.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, and to study the tribological properties of multicomponent STS compositions, the design provides for the presence of special impellers installed in the STS tank, which provide continuous mixing of the liquid.

Это достигается тем, что заявляемое устройство для определения коэффициента трения смазочных материалов, содержащее подвижный вал, на котором расположены направляющая втулка, направляющая коническая втулка, контртело в виде конической втулки, направляющая цилиндрическая втулка, индентор, при этом на подвижном валу расположено кольцо подачи смазывающей технологической среды (СТС) и канал для подачи СТС в контактную зону индентора и конической втулки (контртело), в свою очередь, измерение значений крутящего момента осуществляется при помощи электронного динамометра, кинематически связанного с направляющей втулкой, при этом, на подвижном валу установлены линейные подшипники, контактирующие с направляющей цилиндрической и направляющей втулками, также устройство содержит сопло для подачи СТС в контактную зону индентора и контртела, а также канал для подачи СТС в сопло, канал для подачи сжатого газа, который соединен с соплом, выполненным с возможностью смешивания сжатого газа с многокомпонентной СТС, образуя аэрозоль, вал с крыльчатками, погруженный в объем СТС, соединенный с редуктором, установленным на крышке при помощи фиксирующих винтов, и электродвигателем, включенным через частотный преобразователь и выключатель, в цепь питания.This is achieved by the fact that the inventive device for determining the coefficient of friction of lubricants, 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, while on the movable shaft there is a supply ring of the lubricating technological medium (STS) and a channel for supplying STS into the contact zone of the indenter and the conical bushing (counterbody), in turn, the measurement of torque values is carried out using an electronic dynamometer kinematically connected to the guide bushing, while linear bearings are installed on the movable shaft, in contact with the cylindrical guide and guide bushings, the device also contains a nozzle for supplying STS into the contact zone of the indenter and counterbody, as well as a channel for supplying STS into the nozzle, a channel for supplying compressed gas, which is connected to a nozzle configured to mix compressed gas with a multi-component ntnoy STS, forming an aerosol, a shaft with impellers immersed in the volume of STS, connected to a gearbox mounted on the cover with fixing screws, and an electric motor connected through a frequency converter and a switch to the power circuit.

Отличием данного технического решения от прототипа является тот факт, что для возможности использования многокомпонентных СТС, устройство содержит крыльчатки, расположенные в емкости для СТС, при этом вал с крыльчатками приводит в движение электродвигатель, соединенный с редуктором, установленным на крышке емкости для СТС, в свою очередь управление электродвигателем осуществляется при помощи частотного преобразователя, подключенного через выключатель в цепь питания.The difference between this technical solution and the prototype is the fact that, in order to be able to use multicomponent STS, the device contains impellers located in the STS tank, while the impeller shaft drives an electric motor connected to a gearbox mounted on the STS tank cover, in its In turn, the motor control is carried out using a frequency converter connected through a switch to the power circuit.

На чертеже представлена конструктивная схема устройства для определения коэффициента трения смазочных материалов в осевом сечении.The drawing shows a structural diagram of a device for determining the coefficient of friction of lubricants in the axial section.

Устройство для определения коэффициента трения смазочных материалов содержит вращающийся центр 1, подвижный вал 2, линейные подшипники 3, 26, стопорные кольца 4, 18, 31, 60, 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 кольцевые прокладки 19, 29, 36, основание 20, упор 21, фторопластовые вставки 22, штангу 23, установочные кольца 24, направляющую цилиндрическую втулку 25, пластину 27, кольцо подачи СТС 28, кулачки токарного патрона 30, винт с потайной головкой и внутренним шестигранником 32, фиксирующие винты 33, 47, 50, сопло 34, направляющую гильзу 35, канал для подачи СТС 37, каналы для подачи сжатого газа 38, 51, датчик расхода СТС 39, винт для регулировки подачи СТС 41, выключатель 42, датчик уровня СТС 43, частотный преобразователь 44, электродвигатель 45, редуктор 46, крышку 48, прокладку 49, крыльчатки 52, емкость для СТС 53, манометры 40, 54, 57, винты для регулировки подачи сжатого газа 55, 56, направляющую коническую втулку 58, коническую втулку (контртело) 59.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, 60, 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, O-rings 19, 29, 36, base 20, stop 21, PTFE inserts 22, rod 23, set rings 24, cylindrical guide sleeve 25, plate 27, CTC feed ring 28, lathe jaws 30, socket head screw with hexagon socket head 32, fixing screws 33, 47, 50, nozzle 34, guide sleeve 35 , channel for supplying STS 37, channels for supplying compressed gas 38, 51, flow sensor STS 39, screw for adjusting the supply STS 41, switch 42, level sensor STS 43, frequency converter 44, electric engine 45, gearbox 46, cover 48, gasket 49, impellers 52, container for STS 53, pressure gauges 40, 54, 57, screws for adjusting the compressed gas supply 55, 56, conical guide bushing 58, conical bushing (counterbody) 59.

Принцип работы устройства заключается в следующем. Индентор 12, установленный перпендикулярно оси подвижного вала 2, контактирует с конической втулкой (контртелом) 59, которая установлена в отверстии направляющей конической втулки 58 и зафиксирована при помощи направляющей втулки 6 и направляющих винтов 5, которыми создается нагрузка на контактную пару, образованную индентором 12 и конической втулкой (контртелом) 59. 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, 32, 60. Подача СТС осуществляется через каналы, расположенные в подвижном валу 2, в которые среда поступает через кольцо подачи СТС 28 и сопло 34, которое герметично установлено в отверстии кольца подачи СТС 28 при помощи направляющей гильзы 35 и уплотнительных кольцевых 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) 59, which is installed in the hole of the guide conical bushing 58 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) 59. 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 from linear movement. To reduce friction forces, on the movable shaft 2 there 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, 32, 60. 28 and nozzle 34, which is hermetically installed in the the diameter of the supply ring STS 28 using a guide sleeve 35 and sealing ring gaskets 36. In turn, the supply ring STS 28 is hermetically fixed on the movable shaft 2 using sealing ring gaskets 29, which a countersunk head screw with hexagon socket 32 is also installed to prevent CTC from getting into the lathe spindle.

Для вторичного использования отработанной СТС, конструкцией предусмотрено наличие специальной гильзы 13, герметично установленной в направляющей конической втулке 58 и направляющей цилиндрической втулке 25 при помощи уплотнительных кольцевых прокладок 19, через которую отработанная СТС поступает в трубку для отбора смазочного материала 16 для повторного использования.For the recycling of used STS, the design provides for the presence of a special sleeve 13, hermetically installed in the guide conical bushing 58 and the cylindrical guide bushing 25 with the help of sealing ring gaskets 19, through which the used STS enters the tube for selecting lubricant 16 for reuse.

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 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 с лапкой, которая установлена на торце кольца подачи СТС 28 при помощи фиксирующих винтов 33, а также 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 in the required range. The movable shaft 2 is fixed using the cams of the lathe chuck 30 and the rotating center 1. To prevent the STS 28 feed ring and sleeve 13 from turning, a plate 27 with a foot is provided, which is installed on the end of the STS 28 feed ring using fixing screws 33, as well as foot (the position is missing in the drawing) located on the sleeve 13, on which, with the help of the adjusting rings 24, the rod 23 with PTFE 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) 59, 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) 59, 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 исследования коэффициента трения модифицированных СТС, состоящих из нескольких компонентов которые необходимо непрерывно смешивать, конструкция устройства снабжена системой подачи СТС, содержащей емкость для СТС 53, в которой расположены крыльчатки 52, имеющие разно ориентированные лопатки (на чертеже позиция не указана), в свою очередь крыльчатки, расположены на валу (на чертеже позиция не указана) который соединен с редуктором 46, расположенным на крышке 48 и установленным при помощи фиксирующих винтов 47. Вращение вала с крыльчатками обеспечивается при помощи электродвигателя 45, управление которого в свою очередь осуществляется при помощи частотного преобразователя 44, включенного через выключатель 42 в сеть питания. Подготовленная СТС через канал для подачи СТС 37 поступает в сопло 34, расход которой регулируется при помощи винта для регулировки подачи СТС 41, датчика расхода СТС 39 и датчика уровня СТС 43, находящейся в емкости для СТС 53. При помощи винта для регулировки подачи сжатого газа 56 и винта для регулировки подачи СТС 41, обеспечиваются необходимые параметры аэрозоли. Давление сжатого газа в канале для подачи сжатого газа 38 регулируется при помощи манометра 57. Давление СТС в канале для подачи СТС регулируется при помощи манометра 40.In turn, to study the coefficient of friction of modified STS, consisting of several components that must be continuously mixed, the design of the device is equipped with a STS supply system containing a container for STS 53, in which impellers 52 are located, having differently oriented blades (position not indicated in the drawing) , in turn, the impellers are located on the shaft (position not indicated in the drawing) which is connected to the gearbox 46, located on the cover 48 and installed with fixing screws 47. The rotation of the shaft with the impellers is provided by the electric motor 45, which in turn is controlled using a frequency converter 44 connected through a switch 42 to the power supply. The prepared STS through the channel for supplying STS 37 enters the nozzle 34, the flow rate of which is regulated by means of a screw for adjusting the supply of STS 41, a flow sensor STS 39 and a level sensor STS 43, located in the tank for STS 53. Using a screw to adjust the supply of compressed gas 56 and the screw for adjusting the supply of STS 41, the necessary parameters of the aerosol are provided. The pressure of compressed gas in the channel for supplying compressed gas 38 is regulated using a pressure gauge 57. The pressure of the CTC in the channel for supplying CTC is regulated using a pressure gauge 40.

Для подачи СТС свободно падающей струей блокируется подача сжатого газа при помощи винта для регулировки подачи сжатого газа 56, а винт для регулировки подачи СТС 41 остается открытым.To supply CTS with a free-falling jet, the compressed gas supply is blocked using the screw for adjusting the supply of compressed gas 56, and the screw for adjusting the supply of CTS 41 remains open.

Для подачи СТС струей под давлением, через канал для подачи сжатого газа 51, который соединен с штуцером (позиция на чертеже не указана) расположенным на крышке 48, в емкость для СТС 53 подается сжатый газ, который вытесняет СТС. Герметичность установки крышки 53 обеспечивается при помощи прокладки 49 и фиксирующих винтов 50.To supply STS with a jet under pressure, through the channel for supplying compressed gas 51, which is connected to a fitting (position not indicated in the drawing) located on the cover 48, compressed gas is supplied to the container for STS 53, which displaces the STS. The tightness of the installation of the cover 53 is ensured by means of a gasket 49 and fixing screws 50.

Давление сжатого газа в емкости для СТС 53, регулируется при помощи манометра 54 и винта для регулировки сжатого газа 55.The pressure of the compressed gas in the tank for STS 53 is regulated using a pressure gauge 54 and a screw for adjusting the compressed gas 55.

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, закрепленное 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 a conical bushing (counterbody) installed in the hole of the guide bushing and 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 fixed to the movable shaft with set screws. To reduce friction forces during 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.

Подача СТС осуществляется через каналы, расположенные в подвижном валу в сопло, 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 into the nozzle, hermetically installed with the help of 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, установленный в отверстии подвижного вала. Для повторного использования СТС и предотвращения от загрязнения оборудования, конструкцией предусмотрено использование специальной гильзы, которая устанавливается на направляющей конической втулке и направляющей цилиндрической втулке при помощи уплотнительных кольцевых прокладок, в свою очередь, в гильзу 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, installed in the hole of the movable shaft. To reuse the STS and prevent contamination of the equipment, the design provides for the use of a special sleeve, which is installed on the guide conical bushing and the cylindrical guide bushing with the help of sealing ring gaskets, in turn, a tube for sampling lubricant is installed in the sleeve.

Также конструкцией предусмотрено наличие специальной пластины, которая устанавливается на торцевой поверхности кольца подачи СТС при помощи фиксирующих винтов, и лапки (на чертеже позиция отсутствует), расположенной на направляющей втулке, к которым прикреплена 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.Also, the design provides for the presence of a special plate, which is installed on the end surface of the STS supply ring with the help of fixing screws, and a tab (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 rotation of the STS feed ring and the sleeve during the rotation of the movable shaft.

Конструкция устройства позволяет исследовать трибологические свойства модифицированных СТС. Для этого СТС погружается в емкость для СТС, затем герметично закрывается крышкой. Герметичность установки крышки обеспечивается при помощи прокладки и фиксирующих винтов. Через выключатель подается питание на частотный преобразователь, при помощи которого осуществляется управление электродвигателем и устанавливаются необходимые обороты, далее крутящий момент передается через редуктор на вал с крыльчатками, при помощи которых осуществляется смешивание компонентов СТС.The design of the device makes it possible to study the tribological properties of the modified STS. To do this, the STS is immersed in the STS container, then hermetically sealed with a lid. The tightness of the installation of the cover is ensured by means of a gasket and fixing screws. Through the switch, power is supplied to the frequency converter, with the help of which the electric motor is controlled and the necessary speed is set, then the torque is transmitted through the gearbox to the shaft with impellers, through which the STS components are mixed.

Подача СТС в контактную зону индентора и конической втулки (контртело) в виде аэрозоли осуществляется при помощи винта для регулировки подачи СТС, где СТС, через канал для подачи СТС подается в сопло, затем подается сжатый газ в сопло, который смешивается с СТС, образуя аэрозоль. Расход СТС регулируется при помощи датчика расхода СТС, манометра и датчика уровня СТС.The supply of STS into the contact zone of the indenter and the conical sleeve (counterbody) in the form of an aerosol is carried out using a screw to adjust the supply of STS, where the STS is fed into the nozzle through the channel for supplying the STS, then compressed gas is fed into the nozzle, which mixes with the STS, forming an aerosol . The CTC flow rate is controlled by the CTC flow sensor, pressure gauge and CTC level sensor.

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, а винт для регулировки подачи СТС остается в открытом положении.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 freely falling jet, the compressed gas supply is blocked by means of a screw for adjusting the compressed gas supply, and the screw for adjusting the supply of CTS remains in the open position.

Для подачи СТС струей под давлением, через канал для подачи сжатого газа в емкость для СТС подается сжатый газ, который вытесняет СТС.To supply the STS with a jet under pressure, compressed gas is supplied through the channel for supplying compressed gas into the container for the STS, which displaces the STS.

Регистрация величины крутящего момента, образованного в результате контакта индентора и конической втулки (контртело) посредством сил трения, осуществляется при помощи электронного динамометра, соединенного через шпильку с направляющей втулкой, кинематически связанной с направляющей конической втулкой и конической втулкой (контртело).The registration of the torque value formed as a result of the contact of the indenter and the conical bushing (counterbody) by means of friction forces is carried out using an electronic dynamometer connected through a pin to the guide bushing, kinematically connected to the guide conical bushing and the conical bushing (counterbody).

Claims

A device for determining the coefficient of friction of lubricants, 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, while the lubricating process medium supply ring (SMS) and a channel are located on the movable shaft to supply CTS into the contact zone of the indenter and the conical bushing (counterbody), in turn, the measurement of torque values is carried out using an electronic dynamometer kinematically connected to the guide bushing, while linear bearings are installed on the movable shaft, which are in contact with the cylindrical guide and guide bushing , characterized in that the device contains a nozzle for supplying STS to the contact zone of the indenter and the counterbody, as well as a channel for supplying STS to the nozzle, a channel for supplying compressed gas, which is connected to a nozzle configured to mix the compressed gas with a multicomponent STS, forming an ae rosol, a shaft with impellers immersed in the STS volume, connected to a gearbox mounted on the cover with fixing screws, and an electric motor connected through a frequency converter and a switch to the power circuit.