Устройство крепления пары трения "вращающийся ролик - неподвижный ролик"

Предлагаемая полезная модель относится к области машиностроения и позволяет проводить ускоренные триботехнические испытания в условиях трения скольжения по схеме «вращающийся ролик - неподвижный ролик».
Известна пара трения по схеме контактирования «подвижный ролик - неподвижная колодка» в составе машины трения 2070 СМТ-1 для исследования процессов трения /1, 2, 5, 6/. В этом устройстве ролик установлен на шпинделе машины трения и выполняет функцию вала. С роликом контактирует неподвижная колодка, на которую прикладывается нагрузка, и при работе этой пары трения реализуется трение скольжения. Это устройство позволяет проводить триботехнические испытания антифрикционных материалов (покрытий) в условиях трения скольжения ролика по колодке на большой площади контакта, что не позволяет проводить триботехнические испытания, ускоренные по фактору «нагрузка», т.е. при больших удельных нагрузках в точечном (сосредоточенном) контакте.
Известна пара трения в составе машины трения 2070 СМТ-1 по схеме «вращающийся вал - неподвижная втулка» /1, 3, 4, 5/. В этой паре ролик установлен на шпинделе машины и выполняет функцию вала, а втулка неподвижна и охватывает ролик через посадку с зазором и закреплена на кронштейне машины. В работе этой пары реализуется трение скольжения. На основании того, что вал при вращении опирается на неподвижную втулку, эта пара позволяет проводить триботехнические испытания материалов в условиях трения скольжения вала по втулке, но так же, как и в предыдущем примере, не позволяет проводить триботехнические испытания, ускоренные по фактору «нагрузка», т.е. при больших удельных нагрузках в точечном (сосредоточенном) контакте. В качестве прототипа выбрана пара трения «ролик - ролик» /1, 2. 5, 6/. В этой паре вращающийся ролик вала каретки машины нагружает также вращающийся ролик, который установлен на шпинделе машины трения. В работе этой пары в силу параллельного расположения осей контактирующих роликов реализуется трение качения с проскальзыванием в контакте по линии, что также не позволяет проводить триботехнические испытания, ускоренные по фактору «нагрузка», т.е. при больших удельных нагрузках в точечном (сосредоточенном) контакте.
Предлагаемое техническое решение состоит в создании такой пары трения, которая способна реализовать условия трения скольжения вращающегося ролика относительно неподвижного ролика, давая возможность проводить триботехнические испытания в составе машины трения 2070 СМТ-1, ускоренные по фактору «нагрузка», т.е. при больших удельных нагрузках в точечном (сосредоточенном) контакте.
Это достигается созданием устройства крепления пары трения по схеме «вращающийся ролик - неподвижный ролик», отличающегося тем, что ось неподвижного ролика, закрепленного в устройстве, перпендикулярна оси вращающегося ролика, установленного на шпинделе машины трения (фиг. 1), отчего внешние образующие двух роликов контактируют в точке, тем самым ускоряя испытания по фактору «нагрузка». Такие показатели отсутствуют у всех приведенных аналогов. Следовательно, цель - расширение арсенала исследуемой техники на машине трения 2070 СМТ-1 достигнута.
Устройство крепления пары трения «вращающийся ролик - неподвижный ролик» в составе машины трения 2070 СМТ-1 изображено на фиг. 1 (с цилиндрическим роликом). Оно содержит шпиндель 1, на котором установлен подвижный ролик 2 и закреплен гайкой 3. Контртело 4 - «неподвижный ролик» установлен и закреплен болтами 5 с двух сторон в кронштейне 6, удерживаемого гайкой 7 на оси 8 каретки машины трения. Защитный экран 9 предотвращает разбрызгивание смазочного материала 13 (масла) из ванночки 10. Запись температуры выполняется двухканальным самописцем от двух термопар: первая 11 закреплена в контакте кронштейна 6 с неподвижным роликом 4 при его установке, вторая термопара 12 погружена в ванночку 10 с маслом. На фиг. 2 изображена схема контакта вращающегося ролика с неподвижным коническим роликом.
Устройство крепления пары трения «вращающийся ролик - неподвижный ролик» работает следующим образом. Перед проведением триботехнических испытаний на шпинделе 1 машины трения закрепляют подвижный ролик 2, а в кронштейне 6 между болтами 5 крепится неподвижный ролик 4 и термопара 12. Поворотом корпуса каретки машины трения кронштейн 6 с неподвижным роликом 4 вводится в контакт с подвижным роликом 2 и включается вращение привода с одновременным смазыванием контактирующих поверхностей, записью момента трения и температуры в зоне контакта. Этим достигается достоверный результат ускоренных триботехнических испытаний подшипниковых материалов - такого свойства нет ни у одного из рассмотренных аналогов.
Применение пары трения «вращающийся ролик - неподвижный ролик» существенно расширяет технологические возможности машины трения 2070 СМТ-1 при испытании подшипниковых и смазочных материалов с целью обоснованного применения их в реальных узлах трения энергонасыщенной техники.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Машина для испытания материалов на трение и износ 2070 СМТ-1. Техническое описание и инструкция по эксплуатации Гб 2.779.013 ТО, 1980.
2. Гаркунов Д.Н. Триботехника. - М.: Машиностроение, 1985. - 424 с.
3. Полимеры в узлах трения машин и приборов: Справ. / Е.В. Зиновьев и др. - М.: Машиностроение, 1980. - 208 с.
4. Икрамов У.А. Расчетные методы определения абразивного износа. - М.: Машиностроение, 1987. - 288 с.
5. Заславский Ю.С., Артемьева В.П. Новое в трибологии смазочных материалов. - М.: ТУП «Нефть и газ», 2001. - 480 с.
6. Гаркунов Д.Н. и др. Водородное изнашивание деталей машин. - Ухта: УГТУ, 2003. - 199 с.