SU1548704A1 - Устройство дл испытани образца материала на износ - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к трибоиспытательной технике. Цель - повышение точности испытаний путем исключени  вли ни  узла нагружени  на измер емую величину износа. Вращением гайки 12 устанавливают зазор между образцом 3 и опорами 11 в пределах 0,1 - 0,2 мм. В тех же пределах регулируют зазор между наконечником 16 и образцом 3. Камера 2 герметизируетс  и в нее подаетс  смазочный материал. Включают привод вращени  контробразца 4. К образцу 3 прикладывают осевую и радиальную нагрузки. Изнашивают образец 3. При этом измен етс  рассто ние между опорами 7 и наконечником 16, что и регистрируетс  чувствительным элементом 8. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к испытательной технике и может быть использовано дл  непрерывной регистрации износа роликовых пар трени  при три- боиспытани х.

Цель изобретени  - повышение точности испытаний путем исключени  вли ни  узла нагружени  на измер емую величину износа.

На фиг.1 изображена схема устройства; на фиг.2 - схема дл  расчета погрешности измерени .

Устройство содержит основание 1, камеру 2 дл  размещени  образца 3 и контробразца Ь, привод вращени  и механизм нагружени  образца 3 и контробразца 4 (не показаны) , датчик износа , корпус которого выполнен в виде подвижной относительно камеры 2 вилки 5, расположенной в стакане 6, закрепленном на камере 2. В осевом отверстии ножки вилки 5 с помощью разрезной гайки 7 установлен чувствительный элемент 8, поверхность которого электрически взаимодействует со штифтом 9 и фиксируемый пружиной 10. Дл  точного базировани  датчика относительно рабочей поверхности образца 3 устройство снабжено установленными на зубь х вилки 5 двум  опорами 11, предназначенными дл  взаимодействи  с рабочей поверхностью образца 3.

Первоначальное положение вилки 5 относительно рабочей поверхности образца 3 устанавливаетс  с помощью га- ек 12 и 13 посредством стакана 14, закрепленного на гайке 7 винтом 15, а наконечника 16 штифта 9 с помощью дистанционной шайбы Г/. Дл  создани  тарированного усили  на элементы дат- чика в процессе измерений используетс пружина 18, жесткость которой выбрана намного больше пружины 10. Нат г в пружине 18 создаетс  при повороте эксцентрикового вала 19 за счет переме- щени  втулки 20. I

Дл  предотвращени  поворота вилки 5 на боковой поверхности стакана 6

0

35 40

45 50 5

выполнены два продольных паза, в которых расположены концы вала 19.

Устройство работает следующим образом .

При отсутствии нат га в пружине 18 (эксцентрик вала 19 в верхнем положении ) устанавливаетс  образец 3. Вращением гайки 12 регулируетс  зазор между рабочей поверхностью образца 3 и опорами 11 в пределах 0,1-0,2 мм. Положение гайки 12 фиксируетс  гайкой 13. Подбором соответствующего размера шайбы 17 в тех же пределах регулируетс  зазор между наконечником 16 штифта 9 и рабочей поверхностью образца 3.

Эксцентриковый вал 19 поворачиваетс  на 180й, при этом происходит перемещение втулки 20, которое посредством пружины 18 передаетс  штифту 9 и сопровождаетс  сжатием пружины 10, так как ее жесткость выбрана намного меньше, чем у пружины 18. После достижени  наконечником 16 штифта 9 рабочей поверхности образца 3 дальнейшее перемещение втулки 20 приводит к сжатию пружины 18, которое ч ерез эксцентриковый вал 19 передаетс  вилке 5 и перемещает ее до достижени  опорами 11 рабочей поверхности образца 3. Дальнейший поворот вала 19 обеспечивает тарированное усилие прижима элементов датчика (опор 11 и наконечника 16 штифта 9) к рабочей поверхности образца 3 и надежное базирование чувствительного элемента 8 относительно образца 3.

Камера 2 герметизируетс  и в нее подаетс  смазочный материал. Включаетс  привод вращени  контробразца k. К валу образца 3 прикладываетс  нагрузка (сначала радиальна , обеспечивающа  необходимое значение силы трени  в сопр жении, а затем тангенци- ональна  дл  создани  проскальзывани  поверхности образца 3 относительно контробразца Ц).

В процессе испытаний изнашиваетс  рабоча  поверхность образца 3, что сопровождаетс  изменением рассто ни  между опорами 7 и наконечником 16 штифта 9 и таким же изменением рассто ни  между поверхностью чувствительного элемента 8 и штифтом 9.

Величина этого изменени  непрерывно регистрируетс  с помощью ЭВМ в виде функции угла поворота и может быт определена по формуле

, ,, где о - износ образца 3;

о,- соответствующее износу о

ремещение вилки 5. Перемещение вилки 5 равно

В, А,0 - .

Из подоби  треугольников и А2БгО следует, что

& -вЬ(А Г

пеЧс (

или

&

sinoi Отсюда следует,

&

Д-&(1

+

так как в процессе измерений неизбежны погрешности, св занные с неравномерностью тепловых деформаций штифта 9 и вилки 5 и вносимые чувствительным элементом 8, то

per

A ±i

погр

Устройство дл  испытани  образца материала на износ, содержащее осно вание, установленную на нем камеру, размещенные в ней держатели образца и контробразца, св занный с держате

где Ь. рег - регистрируемое значение из-35 лем образца узел нагружени , привод

ГР

менени  рассто ни  между чувствительным элементом 8 и штифтом 9, величина погрешности, что

Л лог В результате получим,

Јрег & +

U

погр

+ /sinoib Из последнего соотношени  следует,

что снижение погрешности также зависит от угла pi.

Величина оЈ с одной стороны ограничена условием надежного базировани 

вращени  контробразца, датчик износ и регистрирующую аппаратуру, отл чающеес  тем, что, с целью повышени  точности испытани , оно

40 снабжено установленной в камере с возможностью перемещени  вилкой с осевым отверстием в ножке и установ ленными на зубь х вилки двум  опора ми, предназначенными дл  взаимодей45 стви  с рабочей поверхностью образц а датчик износа установлен в осевом отверстии вилки.

ь

10

15

20

25

вилки на ролик, т.е. значением о( 60°, а с другой стороны - условием отсутстви  заклинивани : oi р , где р - угол трени  дл  данного типа материалов . Например, дл  стальных образца 3, контробразца и вилки 5 рл 7° ч т п 7 ° П 11

f , OJ.1L / -W U,

Тогда значение выражени  (1 + -;),

учитыва , что sin60 0,866, будет измен тьс  в пределах 2-10, т.е. допол- нительно погрешность измерений уменьшаетс  не менее, чем в 2 раза.

При проведении длительных испытаний дл  уменьшени  износа поверхностей штифта 16 и опор 11 поворотом эксцентрикового вала 19 осуществл етс  отвод поверхностей этих элементов от образца 3 и фиксаци  штифта 9 в верхнем положении с помощью пружины 10.

Использование предложенного устройства позвол ет снизить погрешность измерений износа роликовых пар трени  при величинах износа менее 10-20 мкм, автоматизировать процесс измерений при высоких скорост х скольжени .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  испытани  образца материала на износ, содержащее осно1 вание, установленную на нем камеру, размещенные в ней держатели образца и контробразца, св занный с держателем образца узел нагружени , привод

   лем образца узел нагружени , привод

   вращени  контробразца, датчик износа и регистрирующую аппаратуру, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности испытани , оно

   снабжено установленной в камере с возможностью перемещени  вилкой с осевым отверстием в ножке и установленными на зубь х вилки двум  опорами , предназначенными дл  взаимодействи  с рабочей поверхностью образца, а датчик износа установлен в осевом отверстии вилки.

   х

   Л