УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛЕЙ ДАВЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ В ЗАЗОРЕ ТРУЩИХСЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Полезная модель относится к области испытательной техники, в частности, к конструкциям устройств для испытания подшипников скольжения с торцовым подводом смазки.
Известно устройство для исследования полей давления жидкости в зазоре трущихся поверхностей, описанное в авторском свидетельстве Российской Федерации №1163178 на изобретение «Устройство для исследований зависимости гидродинамических давлений в масляном слое трущихся поверхностей» по классу G01М 13/04, заявленном 29.09.1983 года и опубликованном 23.06.1985 года.
Указанное устройство для исследования полей давления жидкости в зазоре трущихся поверхностей содержит корпус с отверстиями подвода и отвода жидкости и концентрично размещенными в корпусе вкладышем и валом, а также датчики давления и зазора, при этом оно снабжено втулкой, установленной с эксцентриситетом на валу, датчики давления и зазора размещены во вкладыше на одной образующей, а втулка выполнена с отверстием, ось которого расположена под углом к образующей.
При поступлении смазывающей жидкости в кольцевой цилиндрический зазор между вкладышем и втулкой давление жидкости падает, причем на начальном участке зазора давление падает скачкообразно, а затем плавно переходит в стационарный режим.
Недостатком известного устройства является невозможность подробного исследования динамики изменения давления жидкости на начальном участке кольцевого цилиндрического зазора, так как его линейный размер сопоставим с размером датчика давления, что делает невозможным измерение величины давления в нескольких точках начального участка для отслеживания изменения давления на протяжении указанного участка зазора.
Задачей заявляемой полезной модели является расширение функциональных возможностей устройства для исследования полей давления жидкости в зазоре трущихся поверхностей.
Техническим результатом, позволяющим решить указанную задачу, является обеспечение возможности исследования динамики изменения давления жидкости на начальном участке кольцевого цилиндрического зазора.
Указанный результат достигается тем, что:
1. В известном устройстве для исследования полей давления жидкости в зазоре трущихся поверхностей, содержащем корпус с отверстиями подвода и отвода жидкости, концентрично установленные в корпусе вкладыш и вал, втулку, закрепленную на валу с эксцентриситетом, и размещенные во вкладыше на одной образующей датчики давления и зазора, согласно полезной модели, вал установлен в корпусе с возможностью осевого перемещения.
2. В устройстве по п.1, согласно полезной модели, вал установлен в корпусе таким образом, что в его начальном положении входная торцевая поверхность втулки расположена в одной плоскости с соответствующей торцевой поверхностью вкладыша.
3. В устройстве по п.1, согласно полезной модели, вал установлен в корпусе таким образом, что в его начальном положении входная торцевая поверхность втулки сдвинута относительно плоскости соответствующей торцевой поверхности вкладыша на двадцатикратную величину зазора по направлению движения жидкости.
Установление вала в корпусе с возможностью осевого перемещения позволяет исследовать динамику изменения давления жидкости на начальном участке кольцевого цилиндрического зазора между вкладышем и втулкой и расширяет тем самым функциональные возможности устройства для исследования полей давления жидкости.
При этом вал может быть установлен в корпусе таким образом, что в его начальном положении входная торцевая поверхность втулки расположена в одной плоскости с соответствующей торцевой поверхностью вкладыша.
При этом вал может быть установлен в корпусе таким образом, что в его начальном положении входная торцевая поверхность втулки сдвинута относительно плоскости соответствующей торцевой поверхности вкладыша на двадцатикратную величину зазора по направлению движения жидкости.
Предлагаемая совокупность существенных признаков сообщает заявляемому устройству новые свойства, позволяющие решить поставленную задачу.
Заявляемое устройство для исследования полей давления жидкости в зазоре трущихся поверхностей обладает новизной по сравнению с прототипом, отличаясь от него тем, что:
1. вал установлен в корпусе с возможностью осевого перемещения,
2. вал установлен в корпусе таким образом, что в его начальном положении входная торцевая поверхность втулки расположена в одной плоскости с соответствующей торцевой поверхностью вкладыша,
3. вал установлен в корпусе таким образом, что в его начальном положении входная торцевая поверхность втулки сдвинута относительно плоскости соответствующей торцевой поверхности вкладыша на двадцатикратную величину зазора по направлению движения жидкости.
Заявляемое устройство для исследования полей давления жидкости в зазоре трущихся поверхностей может найти широкое применение в области испытательной техники, в частности, в конструкциях устройств для испытания подшипников скольжения с торцовым подводом смазки, поэтому оно соответствует критерию «промышленная применимость».
Заявляемое устройство для исследования полей давления жидкости в зазоре трущихся поверхностей иллюстрируется чертежом, где представлен общий вид устройства в разрезе.
Устройство для исследования полей давления жидкости в зазоре трущихся поверхностей, представленное на чертеже, содержит корпус 1 с отверстиями подвода и отвода жидкости. В корпусе 1 концентрично установлены вкладыш 2 и вал 3. На валу 3, установленном в корпусе 1 с возможностью осевого перемещения, с эксцентриситетом закреплена втулка 4. Во вкладыше 2 на одной образующей размещены датчик 5 давления и датчик 6 зазора, причем датчик 5 давления расположен на конце начального участка зазора 7, длина которого, определяемая опытным путем, составляет 5-10 мм, то есть примерно десятикратную величину зазора 7.
Вал 3 установлен в корпусе 1 таким образом, что в его начальном положении входная торцевая поверхность втулки 4 расположена в одной плоскости с соответствующей торцевой поверхностью вкладыша 2.
Для более полного исследования динамики изменения давления жидкости на начальном участке кольцевого цилиндрического зазора 7 при разных конфигурациях зоны, предшествующей входу жидкости в зазор 7, вал 3 устанавливают в корпусе 1 таким образом, что в его начальном положении входная торцевая поверхность втулки 4 сдвинута относительно плоскости соответствующей торцевой поверхности вкладыша 2 на двадцатикратную величину зазора 7 по направлению движения жидкости, что составляет примерно 10-20 мм.
Отверстие подвода рабочей среды бака 1 гидравлически связано с насосом 8, а отверстие отвода рабочей среды - с баком 9, гидравлически связанным с насосом 8. Фиксирующее средство 10 предназначено для фиксации положений вала 3 при его осевом перемещении.
Работает устройство для исследования полей давления жидкости в зазоре трущихся поверхностей следующим образом.
Устанавливают вал 3 в корпусе 1 таким образом, что входная торцевая поверхность насаженной на него втулки 4 расположена в одной плоскости с соответствующей торцевой поверхностью вкладыша 2 и с помощью средства 10 фиксируют положение вала 3. Запускают вращение вала 3 с закрепленной на нем втулкой 4, затем включают насос 8, который начинает перекачивать жидкость из бака 9 в полость корпуса 1.
При прохождении жидкости через кольцевой цилиндрический зазор 7 датчик 5 давления и датчик 6 зазора измеряют соответственно величину давления жидкости и величину зазора, соответствующего измеренному датчиком 5 давлению.
Затем отключают насос 8 и прекращают вращение вала 3. Перемещают вал 3 в осевом направлении по направлению движения жидкости на расстояние, соответствующее нужному числу измерений на протяжении начального участка кольцевого цилиндрического зазора 7, но не менее половины диаметра входного отверстия датчика 5 давления, равного 1 мм. С помощью средства 10 фиксируют положение вала 3.
Снова запускают вращение вала 3 с закрепленной на нем втулкой 4 и включают насос 8. Повторно измеряют величину давления жидкости и величину зазора при прохождении жидкости через кольцевой цилиндрический зазор 7, после чего снова отключают насос 8 и прекращают вращение вала 3.
Перемещают вал 3 в том же направлении еще раз и на то же расстояние, фиксируют его положение. Опять с помощью датчика 5 давления и датчика 6 зазора производят измерение величин давления жидкости и зазора. Процесс перемещения вала 3 и измерений повторяют несколько раз до достижения исследования величины давления жидкости в нужном числе точек на протяжении начального участка кольцевого цилиндрического зазора 7. На практике, исходя из потребностей исследований, число измерений на начальном участке зазора 7 может достигать 10-20, что позволяет подробно исследовать поля давления жидкости на всем его протяжении.
Для исследования динамики изменения давления жидкости на начальном участке зазора 7 в зависимости от конфигурации зоны, предшествующей входу в него жидкости, вал 3 устанавливают в корпусе 1 таким образом, что в его начальном положении входная торцевая поверхность втулки 4 сдвинута относительно плоскости соответствующей торцевой поверхности вкладыша 2 на двадцатикратную величину зазора 7 по направлению движения жидкости, после чего фиксируют положение вала 3.
Затем запускают вращение вала 3 с закрепленной на нем втулкой 4, включают насос 8 и производят измерение величин давления жидкости и зазора. Дальнейшее измерение величин давления жидкости и зазора производят в нужном числе точек кольцевого цилиндрического зазора 7, осуществляя пошаговое осевое перемещение вала 3 и замеры величин давления жидкости и зазора аналогично вышеописанному.
Заявляемое устройство для исследования полей давления жидкости в зазоре трущихся поверхностей по сравнению с прототипом имеет более широкие функциональные возможности, так как позволяет исследовать поля давления жидкости на начальном участке кольцевого цилиндрического зазора трущихся поверхностей.