УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ИЗНОСА ДЕТАЛЕЙ МАШИН
INSTALLATION FOR THE RESEARCH OF THE WEARING PROCESSES OF MACHINE PARTS

Изобретение относится к испытательной технике, а именно, к машинам для испытания материалов на трение и износ.
Известна машина для испытания материалов на трение и износ, содержащая два диска, на торцевых поверхностях которых закреплены образцы. Один из дисков имеет привод вращения от размещенного в станине электродвигателя, другой установлен в корпусе на нагружающем штоке и соединен гибкой связью с охватывающим шток полым валом, на котором установлен рычаг, взаимодействующий с датчиком момента трения, закрепленным на корпусе, а также узел силонагружения, системы измерения и управления. Причем датчик момента трения, работающий на сжатие установлен так, чтобы его силовая ось проходила на постоянном расстоянии от оси вращения полого вала и совпадала с линией действия силы от рычага, передающего момент трения от образцов (Патент РФ RU 2381481 C1, 10.02.2010).
Недостатком таких машин является ограниченность настроек режимов испытания образцов, а также отсутствие устройства, определяющего наработку.
Известен стенд для оценки износостойкости рабочих органов почвообрабатывающих машин на базе токарно-винторезного станка, включающий в себя насаженные на стержень шлифовальные круги, которые зажимаются между передней и задней бабкой токарно-винторезного станка, станок снабжен датчиками: усилия прижатия, износа, температуры в зоне износа, а также датчиком оборотов, все показатели с которых сначала поступают в контроллер, а затем в компьютер для обработки данных с помощью программы (Патент РФ RU №98815 U1, 27.10.2010) (прототип).
Недостатком таких машин является непостоянство усилия прижатия испытываемых образцов к абразивным кругам, зависящее от натяжения пружины и глубины износа материала, а также отсутствие устройства, регулирующего усилие постоянного и равномерного прижатия образцов к абразивным кругам.
Задачей предполагаемого изобретения является увеличение функциональных возможностей за счет обеспечения широкого диапазона нагрузок, повышение точности контроля постоянной нагрузки на протяжении всего опыта и компенсации естественного износа как системы нагружения, так и испытываемого образца.
Технический результат достигается с помощью гидрораспределителя с электронным управлением и датчиков износа, присоединенных к контроллеру и к персональному компьютеру.
Сущность изобретения поясняется чертежами: на фиг. 1 изображена схема установки для исследования процессов износа деталей машин на базе токарно-винторезного станка; на фиг. 2 - вид сверху установки; фиг. 3 - вид сбоку установки.
Установка располагается на базе токарно-винторезного станка, имеет общее питание гидравлической системы и системы подачи СОЖ станка, гидрораспределитель с электронным управлением, регулирующий равномерное постоянное прижатие образцов к абразивным кругам, датчик оборотов, датчики температуры в зоне трения образцов и абразивных кругов, датчики износа, подсоединенные к контроллеру и к персональному компьютеру.
Насаженные на стержень 1 абразивные круги 2 с одной стороны закреплены в трехкулачковый патрон 3 токарно-винторезного станка 4, а с другой стороны задней бабкой 5. На задней бабке закреплен датчик оборотов 6. Вместо резцедержателя токарно-винторезного станка установлена станина 7 стенда. В корпусе станины на четырех ползунках 8 установлено три держателя образцов 9, на которых закреплены, с помощью винта 10, испытываемые образцы 11 размером 100×80 мм и толщиной от 4 до 12 мм. Каждый образец прижимается к двум абразивным кругам 2 с помощью нагружающего устройства, в которое входит гидроцилиндр 12, закрепленный, одной стороной в корпусе станины 7, а другой упирается в держатель образцов 9, через штуцер 13 соединяется с трубопроводом 14, который, в свою очередь, подключается к гидрораспределителю с электронным управлением 15. Гидрораспределитель с электронным управлением 15 подключается к гидросистеме токарно-винторезного станка 4 через гидрораспределительный клапан 16, который регулирует подачу масла в гидросистеме станка и гидросистеме нагружающего устройства, а также подключается к компьютеру 17 с помощью соединительных проводов 18. В зависимости от давления масла регулируется усилие прижатия образцов, нагружение можно производить бесступенчато. Управление происходит с помощью компьютера 17. На каждом образце в зоне трения установлен датчик температуры 19. Датчик износа 20 с одной стороны закреплен в корпусе станины 7, а с другой стороны подведен к держателю образцов 9. Все датчики подсоединены с помощью соединительных проводов 18 к контроллеру 21, который в свою очередь подключен к компьютеру 17. Защитный кожух 22 крепится к задней части станины 6 с помощью двух кронштейнов 23. В защитном кожухе имеется смотровое окно 24 и механизм подачи СОЖ 25, который присоединяется к трубопроводу подачи СОЖ 26 токарно-винторезного станка 4. Защитный кожух открывается за ручку 27 и фиксируется с помощью фиксатора 28.
Установка для исследования процессов износа деталей машин работает следующим образом. Устанавливают установку на токарно-винторезный станок 4. Закрепляют испытываемые образцы 11 в держатели образцов 9. Закрепляют на образцах датчики температуры 19. Подключают гидрораспределительный клапан 16 к гидросистеме токарно-винторезного станка 4, с помощью соединительных трубопроводов 14 подключают гидрораспределитель с электронным управлением 15 и гидроцилиндры 12 нагружающего устройства образцов. Гидрораспределитель с электронным управлением 15 с помощью соединительных проводов 18 подключают к компьютеру 17. Подводят образцы вместе со станиной поперечным перемещением суппорта 29 к абразивным кругам 2, насаженным на стержень 1. Подсоединяют датчики температуры 19, износа 20 и датчик оборотов 6 к контроллеру 21, который в свою очередь подключен к компьютеру 17. Запускают программу и производят калибровку данных датчиков. Датчики износа 20 выставляют на нулевое значение. В рамках испытания выставляют требуемое усилие прижатия образцов, воздействуя на гидроцилиндры 12 нагружающего устройства с помощью гидрораспределителя с электронным управлением 15, контролируя показания на компьютере. Закрывают защитный кожух 22, подсоединив к нему трубопровод подачи СОЖ 25. В зависимости от того, какая выбрана скорость вращения шпинделя и усилие прижатия испытываемого образца, будет меняться скорость износа. Включают нужную скорость вращения шпинделя станка, запускают станок, проводят испытания и анализируют данные.
Применение установки для исследования процессов износа деталей машин предлагаемой конструкции обеспечивает проведение испытаний при минимальных затратах и в короткие сроки. При исследованиях в таких условиях повышается достоверность результатов испытаний и качество прогнозирования при применении тех или иных конструкционных материалов. Широкое применение предлагаемой конструкции установки обеспечит экономический эффект за счет использования наиболее прочных и износостойких материалов деталей машин.