УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ТРЕНИЕ И ИЗНОС

Полезная модель относится к испытательной технике и предназначена для исследования триботехнических характеристик конструкционных и смазочных материалов.
Известна машина трения (см. а.с. СССР № 1772684 Кл. 5 б-01 А/ 3/56, 1992 г.), содержащая станину, привод вращения, держатели образцов, систему нагружения и механизм регулирования взаимного положения держателей, позволяющая получить высокую точность в процессе всего цикла испытаний за счет приложения к образцам постоянной нагрузки, созданной сшивальной системой нагружения.
Недостатком этой конструкции является ее сложность и невозможность проведения испытаний образцов на износ.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому решению является машина трения (см. патент РФ № 2036463 Кл. 6 G 01 fl 3/56, 1995 г.), содержащая основание, привод, включающий электродвигатель и редуктор, вал, захваты для удержания испытываемых образцов, масляную камеру и систему нагружения.
Недостатком этой конструкции является низкий уровень функциональных возможностей, в частности невозможность проведения испытаний по определению линейного, массового износа образцов, а также интенсивности их износа при различных режимах движения и нагружения.
Целью предлагаемой модели является расширение функциональных возможностей устройства.
Указанная цель достигается тем, что машина трения, содержащая основание, привод, приводящий в движение через приводной вал подвижный захват для удержания испытываемого образца, систему нагружения, создающую усилие на неподвижном захвате, предназначенном для удержания испытываемого контробразца, масляную камеру с рабочей жидкостью, в которую помещены захваты, снабжена газовой камерой, установленной над маСйяной камерой, датчиками угловой скорости относительного
скольжения и момента трения контактирующих поверхностей, установленными на приводном валу, датчиками для измерения температуры в стыке элементов пары трения и линейных перемеще НИИ, установленными на неподвижном захвате, при этом на конце неподвижного захвата выполнены шлицы, а в днище масляной камеры установлена магнитная пробка.
Предлагаемая конструкция позволяет получить зависимость момента трения, возникающего на контактирующей поверхности испытываемых образцов, от относительной угловой скорости образцов и нагрузки (удельного давления на поверхности трения) за счет одновременного измерения указанных параметров, что достигается специальным расположением датчиков. Момент трения измеряется непосредственно датчиком момента, установленным на приводном валу устройства, т.к. приводной вал в предлагаемой модели нагружен только моментом трения на сопрягаемой поверхности образцов. Угловая скорость измеряется датчиком угловой скорости, установленным на приводном валу, удельное давление на контакте рассчитывается, исходя из веса калибро ванных грузов на рычаге механизма нагружения.
Предлагаемая модель позволяет судить о толщине масляной пленки испытываемой рабочей жидкости в стыке трения образцов по температуре контактных поверхностей образцов, измеряемой датчиком температуры, установленным на неподвижном захвате. Толщина масляной пленки в стыке элементов пары трения определяет режим трения при заданных скорости относительного скольжения и нагрузке.
Предлагаемая конструкция позволяет получить характеристики линейного износа образцов за счет непосредственного его измерения датчиком линейных перемещений, установленным на неподвижном захвате, и массового износа по количеству и величинам частиц износа, собранных магнитной пробко, установленной в днище масляной камеры. Кроме этого, можно определить интенсивность износа отношением линейного износа и пути трения, который рассчитывается, исходя из величины относительной скорости элементов пары трения:
- 2 где Т - интенсивность износа; /1,- линейный износ; / - радиус трения;
- относительная угловая скорость скольжения испытываемых образцов; 7 - время испытаний.
Предлагаемая модель благодаря -наличию газовой камеры позволяет определить свойства рабочей жидкости, используемой при проведении испытаний, в частности, ее способность к деструкции. Кроме того, по составу воздушной среды, собранной в газовой камере, определяют наличие составляющей водородного износа контактирующих поверхностей.
В результате по сравнению с прототипом предлагаемая конструкция обладает дополнительными возможностями определения таких триботехнических характеристик образцов, как зависи мость момента трения от нагрузки и относительной скорости скольжения элементов пары трения, линейный, массовый износ материалов и интенсивность износа, а также позволяет определить свойства рабочей жидкости, режим трения и наличие сое тавляющей водородного износа испытываемых материалов.
На фиг. изображена конструктивная схема предлагаемой модели .
Устройство со| ержит основание I, привод, включающий электродвигатель 2 и редуктор 3, приводной вал 4, соединенный с подвижным захватом 5, в котором размещен образец б, непод вижный захват 7 с контробразцом 8, имеющий шяицевое окончание 9, на которое действует сила нагружающего устройства, содержащего калиброванные грузы 10 и рычаг II, масляную камеру 12, заполненную рабочей жидкостью, газовую камеру 13, магнитную пробку 14, датчик температуры 15, датчик линейных перемещений 16, датчики момента 17 и угловой скорости 18.
Машина трения работает следующим образом. Подвижный образец б получает вращение от электродвигателя 2 через редуктор 3, вал 4 и подвижный захват 5 и контактирует при испытаниях с неподвижным контробразцом 8, зажатым в неподвижном захвате 7, передающем нагрузку, пропорциональную весу калиброванных грузов 10 нагружающего устройства, через рычаг II и шлицевой вал 9 на контактирующую поверхность образцов б, 8. Относитель
- 3 ное вращение образцов происходит в масляной ванне 12, при этом с датчиков снимается информация, позволяющая получить полную картину трения испытываемых конструкцио1Н1ьи- материалов.
- 4
Руководитель патентного подразделения . Авторы: Е.П.Серкина  0. В. Ко сору ко ва Сг Г. В. Кузнецова В.В.Котов А.В.Дмитриев