МАШИНА ТРЕНИЯ

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности, к устройствам для испытаний материалов в среде чистых углеводородных жидкостей и содержащих специальные присадки, изменяющие физические свойства жидкостей.
Известна машина трения СМТ-1 (см. ГОСТ Р 51860-2002. Обеспечение износостойкости изделий. Оценка противоизносных свойств смазочных материалов методом «шар-цилиндр»), содержащая основание, установленную на нем закрытую масляную ванну, размещенный в ней цилиндрический контробразец, вал с приводом вращения, кинематически соединенный с контробразцом, узел нагружения, соединенный с ним держатель неподвижного шарового образца, образующего с цилиндрическим контробразцом пару трения.
Нагружение неподвижного сферического образца выполняется при помощи винтового устройства, отсчет пути трения в течение всего цикла испытания производится при помощи индуктивного датчика на валу машины трения.
Недостатком данной машины трения является невозможность контроля линейного износа неподвижного сферического образца в течение всего цикла противоизносного испытания.
Наиболее близкой по технической сути к предлагаемому устройству является машина трения, содержащая корпус, в котором размещены шаровой образец и составляющий с ним пару трения контробразец в виде цилиндра, привод вращения контробразца, узел статического нагружения, держатель контробразца и держатель шарового образца в виде обоймы (см. А.с. СССР №1587415, 1990 г.).
Недостатком указанной машины трения является необходимость сложной подготовки шарового образца к испытаниям путем его точного осевого сверления для возможности последующей связи с элементом держателя образца. Кроме того, установка предназначена только для испытания пластичных смазочных материалов.
Техническая задача - создание устройства, позволяющего контролировать линейный износ пары трения «шар-цилиндр» в углеводородной среде, содержащей противоизносные присадки.
Технический результат - усовершенствование конструкции устройства за счет улучшения контроля изнашивания пары трения «шар-цилиндр» в процессе проведения испытаний.
Он достигается тем, что известное устройство, содержащее корпус, в котором размещены шаровой образец и составляющий с ним пару трения контробразец в виде цилиндра, привод вращения контробразца, узел статического нагружения, держатель контробразца и держатель шарового образца в виде обоймы, дополнительно содержит масляную ванну закрытого типа, жестко соединенную с корпусом, направляющую, жестко соединенную с корпусом и выполненную с отверстием в средней части, гладкий шток, соединенный с держателем шарового образца и движущийся возвратно-поступательно в отверстии направляющей, и индикатор часового типа, жестко соединенный измерительным стержнем с горизонтальной планкой, жестко соединенной с гладким штоком.
Масляная ванна обеспечивает возможность смазывания контробразца трения и нанесения смазки на неподвижный шаровой образец.
Гладкий шток дает возможность нагружать соединенный с ним резьбовым способом держатель неподвижного образца и сам неподвижный образец от системы рычагов статического нагружающего устройства.
Направляющая обеспечивает строго поступательное перемещение гладкого штока вместе с держателем неподвижного образца и изнашивающимся в процессе испытаний неподвижным образцом.
Индикатор часового типа, имеющий подвижный измерительный стержень, дает возможность контролировать величину перемещения гладкого штока, и, тем самым, контролировать величину линейного износа неподвижного цилиндрического образца.
На чертеже изображена машина трения (фиг. 1 - вид спереди, фиг. 2 - схематичное изображение линейного износа шарового образца).
Машина трения содержит корпус 1, установленную и жестко закрепленную на нем масляную ванну 2 закрытого типа, вал 3 с многоскоростным приводом вращения (на рисунке не показан). На валу 3 многоскоростного привода вращения размещен цилиндрический контробразец 4 с держателем (на рисунке не показан), образующий пару трения с неподвижным шаровым образцом 6, размещенном в держателе 5 шарового образца 6. В держателе 5 шарового образца 6 жестко закреплен гладкий шток 7, возвратно-поступательно перемещающийся в отверстии направляющей 8, жестко закрепленной на корпусе 1. Верхний конец гладкого штока 7 связан с узлом статического нагружения в виде системы рычагов 9 и 10 и штанги 11 с набором грузов 12. Рычаг 9 осуществляет статическое нагружение гладкого штока 7, рычаг 10 жестко закреплен на корпусе 1. Рычаги 9 и 10 шарнирно связаны между собой в левой части, в правой части на конец рычага 10 подвешена штанга 11 с набором грузов 12. Гладкий шток 7 жестко соединен с горизонтальной планкой 13, которая жестко соединена с измерительным стержнем 14 индикатора часового типа 15, измеряющего величину износа шарового образца 6. Головка 16 измерительного стержня 14 индикатора часового типа 15 жестко соединена с корпусом 1 машины трения.
a
Устройство работает следующим образом. В держателе 5 устанавливается неподвижный шаровой образец 6, гладкий шток 7 закручивается до упора в образец 6. На валу 3 многоскоростного привода закрепляется цилиндрический контробразец 4. На верхний конец штока 7 накладывается рычаг 9, нагружаемый штангой 11 с подвешенным грузом 12. Реакция R в случае приложенной на конце плеча  рычага нагрузки G определяется по следующей формуле:
a
a
R=G(+b)/
a
где  и b - плечи рычага 9, G - нагрузка на конце плеча b рычага 9 (см. ГОСТ Р 51860-2002. Обеспечение износостойкости изделий. Оценка противоизносных свойств смазочных материалов методом «шар-цилиндр»).
При проведении противоизносных испытаний в масляную ванну закрытого типа 2 заливается или закладывается испытуемый смазочный материал, шкала индикатора часового типа 15 устанавливается на нулевое значение. Приводят в движение вал 3 с контробразцом 4. При истирании образцов 4 и 6 гладкий шток 7 опускается вертикально по направляющей 8. Одновременно с гладким штоком 7 опускается измерительный стержень индикатора часового типа 15 и отражает на шкале величину линейного перемещения l штока. Величина линейного перемещения l численно совпадает с величиной h линейного износа шарового образца 6 (фиг. 2).
0
Индикатор часового типа 15 имеет цену деления 10 мкм по контролируемому параметру. В результате этого производится оперативный расчет величины пятна износа d неподвижного шарового образца 6 по формуле:
0
2
2
d=√D-(D-2h)
где D - номинальный диаметр шарового образца, мм, h - контролируемая по индикатору величина линейного износа, мм (см. ГОСТ Р 51860-2002. Обеспечение износостойкости изделий. Оценка противоизносных свойств смазочных материалов методом «шар-цилиндр»).
Положительный эффект предлагаемого устройства - машина трения позволяет контролировать величину линейного износа неподвижного образца на протяжении всего цикла противоизносного испытания.