Установка для испытаний материалов на изнашивание при фреттинг-коррозии

Полезная модель относится областимашиностроения, в частности к испытательной технике для исследования изнашивания материалов при фреттинг-коррозии.
Известна установка для испытания изделий на фреттинг (патент РФ № 2303250, МПК G01N3/00, 2007), содержащая основание, на котором закреплен цилиндрический корпус с направляющими качения поступательно подвижного и вращающегося основания нижнего стола с возможностью приведения в движение от двигателя ходового винта через две обгонные муфты. Необходимое положение основания нижнего стола обеспечено устройством фиксации через технологическое окно, при этом верхний и нижний столы установлены на переналаживаемых рессорах и соединены с пьезоприводами. Кроме того, пьезоприводы установлены под верхним и нижним столами и являются как источниками вибраций, так и датчиками измерения приложенной нагрузки.
Известно устройство для испытания на трение и изнашивание сопряжений типа вал – втулка (патент РФ № 2173846, МПК G01N3/56, 2001), которое содержит основание, боковину, горизонтальную плиту, фиксирующее устройство, устройство нагружения, три вилки, трубчатую тягу, систему компенсаторов, включающую в себя кронштейн с цанговым зажимом для фиксации контробразца втулки, тросовую растяжку и сферический подпятник, внутри контробразца втулки установлен подвижный образец-палец, закрепленный в первой вилке с помощью фиксирующего устройства. Первая и вторая вилки ввернуты в трубчатую тягу, на которой установлены четыре силоизмерительных элемента, во второй и третьей вилках на пальцах установлены соответственно первый и второй несущие барабаны, в пазы которых уложена тросовая растяжка, третья вилка расположена в боковине в правой части основания и прикреплена к сферическому подпятнику.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является установка для испытания материалов на изнашивание при фреттинге и фреттинг-коррозии (ГОСТ 23.211-80. Обеспечение износостойкости изделий. Метод испытаний материалов на изнашивание при фреттинге и фреттинг-коррозии. - М.: Изд-во стандартов, 1980.-16 с.), принятая за прототип, содержащая электродвигатель, нагружающее устройство, самоцентрирующиеся цанги для закрепления подвижного и неподвижного образцов, прибор для регистрации частоты вращения и количества оборотов. Установка также содержит эксцентрик с регулируемым эксцентриситетом, шатун, подстроечное устройство регулировки амплитуды перемещения образца, установленное на кулисе вала, передающего движение самоцентрирующейся цанге, используемой для установки и закрепления подвижного образца.
Недостатком известных устройств является невозможность измерения в процессе испытания момента силы трения и коэффициента трения – основных параметров, характеризующих процесс трения и изнашивания.
Задачей заявляемой полезной модели является расширение функциональных возможностей установки за счет контроля исследуемых параметров в процессе изнашивания при фреттинг-коррозии.
Техническая задача достигается тем, что в установке для испытаний материалов на изнашивание при фреттинг-коррозии, содержащей электродвигатель, нагружающее устройство, самоцентрирующиеся цанги для закрепления подвижного и неподвижного образцов, согласно полезной модели, нагружающее  устройство снабжено силоизмерительным датчиком тензометрического типа, подключенным через аналого-цифровой преобразователь и контроллер к блоку управления посредством USB-интерфейса.
Заявленная полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 приведена принципиальная схема установки; на фиг. 2 –схема приводного вала;  на фиг. 3 –механизм возвратно-вращательного движения; на фиг. 4 –нагружающее устройство.
Установка для испытаний материалов на изнашивание при фреттинг-коррозии содержит основание 1, электродвигатель 2, передающий посредством ременной передачи вращение приводному валу 3, механизм возвратно-вращательного движения 4, нагружающее устройство 5, к которому через рычаг 6 прикреплен силоизмерительный датчик 7.
Приводной вал 3, закрепленный на основании 1, состоит из вала 8 с эксцентриситетом, установленного в подшипниковых опорах 9. На валу 8 закреплены шкив ременной передачи 10 и гильза 11. На гильзе 11 установлены кольцо 12, плоские шатуны 13 и крышки 14.
Механизм возвратно-вращательного движения 4 содержит вилку 15, верхняя часть которой соединена с плоским шатуном 13, а нижняя закреплена в опоре 16. На средней ее части установлен кронштейн 17, который через петли 18 соединен с аналогичным кронштейном 17, расположенном на шатуне 19. Шатун 19 верхней частью закреплен в цанговой опоре 20, которая размещена на стойке 21. Самоцентрирующаяся цанга 22 подвижного образца установлена в верхней части шатуна 19.
Нагружающее устройство 5, установленное на основании 1 соосно с механизмом возвратно-вращательного движения 4, состоит из стола 23, на котором размещены кронштейн 24 с нагружающим винтом 25 и корпус 26. В корпусе 26 посредством держателей 27 и пружин 28 закреплен нагружающий вал 29, передающий нагрузку на самоцентрирующуюся цангу 30 неподвижного образца. К столу 23 также крепится силоизмерительный датчик 7.
Устройство работает следующим образом.
При выключенной установке в цанги  22 и 30 устанавливают соответственно цилиндрические образец и контробразец (на фиг. не показаны).  Нагружающее устройство 5 перемещается по основанию 1 вдоль оси вращения подвижного образца до соприкосновения торцов образцов. Образцы нагружают заданным усилием посредством нагружающего винта 25, которое контролируют при помощи динамометра.
При включении установки электродвигатель 2 передает вращательное движение через ременную передачу и шкив 10 валу 8 с эксцентрисететом. Расположенный на валу 8 плоский шатун 13 передает колебательное движение вилке 15, которая приводит в возвратно-вращательное движение шатун 19 с закрепленным в нем подвижным цилиндрическим образцом. Под действием силы трения, возникающей между соприкасающимися торцами образцов, происходит деформация силоизмерительного датчика 7. Сигнал с датчика 7 через аналого-цифровой преобразователь и контроллер передается блоку управления посредством USB-интерфейса. Блок управления фиксирует значение силы трения в каждый момент времени и графически отображает его на мониторе, что позволяет изучать природу процесса изнашивания при фреттинг-коррозии.
Использование установки позволит расширить функциональные возможности за счет контроля исследуемых параметров в процессе изнашивания при фреттинг-коррозии.