ТРИБОМЕТР

Полезная модель относится к области испытаний материалов в среде чистых углеводородных жидкостей и содержащих специальные присадки, изменяющие физические свойства жидкостей.
Известен прибор HFRR, состоящий из пары трения: подвижного образца (шарика) и неподвижного образца (пластинки). При совершении возвратно-поступательного движения с высокой частотой шарика относительно пластинки, под действием нагружающих сил, происходит изнашивание поверхности шарика и пластинки. На практике такая конструкция имеет существенный недостаток, так как не позволяет испытывать и оценивать эффективность магнитных присадок (см. кн. Т.Н. Митусова, Е.В. Полина, М.В. Калинина. Современные дизельные топлива и присадки к ним. - М., Изд. «Техникам ООО «ТУМА ГРУПП», 2002 г., стр. 28).
Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемой полезной модели является устройство для определения эффективности противоизносных магнитных присадок (прототип), содержащее подвижный и неподвижный образцы, помещенные в камеру с испытуемой жидкостью, неподвижный образец нижней частью через магнитопровод соединен с постоянными магнитами, выполненными в форме цилиндров, заключенных в боковую диамагнитную оболочку, причем полярность магнита в центре противоположна полярности окружающих его магнитов (патент RU №2348025, 2009 г.).
Недостатками данного устройства являются отсутствие автоматического отключения прибора по истечению времени проведения эксперимента, а также отсутствие автоматического регулирования температуры испытуемой углеводородной среды в заданных пределах.
Техническая задача - создание устройства, позволяющего оценить износ пары трения в углеводородной среде, содержащей магнитную присадку, в зависимости от характеристик магнитного поля, действующего на смазочную среду.
Технический результат - повышение уровня автоматизации устройства за счет совершенствования конструкции.
Он достигается тем, что в известном устройстве, содержащем корпус, ванночку, в которую помещена пара трения, представленная неподвижной пластиной и подвижным шариком, вибратор, нагрузочное устройство, обойму с постоянными магнитами, нагревательный элемент, дополнительно имеется таймер для контроля времени проведения эксперимента, снабженный реле автоматического отключения вибратора, электрически соединенное с вибратором, а нагревательный элемент, жестко закрепленный на внешней поверхности ванночки в нижней ее части, выполнен в виде гибкого ленточного нагревателя в водонепроницаемой оболочке из полиэтилена и снабжен автоматическим терморегулятором, жестко закрепленным на корпусе.
В процессе работы данного устройства металлоплакирующие частицы магнитной присадки осаждаются на металлических поверхностях трения и удерживаются на них под действием магнитного поля. При изменении напряженности магнитного поля изменяется и толщина смазывающего слоя, чем достигаются оптимальные смазывающие свойства магнитных присадок.
Таймер, снабженный реле автоматического отключения вибратора, необходим для строгого соблюдения времени проведения эксперимента (45 минут) и повышения общего уровня автоматизации и удобства в эксплуатации при проведении трибологических исследований с помощью предлагаемого устройства.
Нагревательный элемент выполнен в виде гибкого ленточного нагревателя в водонепроницаемой оболочке из полиэтилена и снабжен автоматическим терморегулятором с целью автоматического регулирования температуры испытуемой среды и обеспечения постоянства температуры испытуемой среды (25 или 60°С) в процессе проведения экспериментов.
На чертеже изображено предлагаемое устройство.
Оно имеет корпус 1, ванночку 2 с углеводородной средой 3, в которую помещена пара трения, представленная неподвижной пластиной 4 и подвижным шариком 5. Подвижный шарик 5 жестко прикреплен к вибратору 6 и совершает возвратно-поступательное движение с высокой частотой. Нагрузочное устройство 7 обеспечивает необходимую нагружающую силу на подвижном шарике 5. Ванночка 2 установлена на обойме с постоянными магнитами 8, которые создают необходимую напряженность магнитного поля в зоне трения образцов 4 и 5. Нагревательный элемент 9, выполненный в виде гибкого ленточного нагревателя в водонепроницаемой оболочке из полиэтилена и снабженный автоматическим терморегулятором 10, жестко закреплен на внешней поверхности ванночки 2 в нижней ее части и обеспечивает нагревание углеводородной среды 3 до оптимальной температуры, которая регулируется и поддерживается автоматическим терморегулятором 10, жестко закрепленным на боковой внутренней поверхности корпуса 1. Таймер 11 для контроля времени проведения эксперимента жестко закреплен на боковой внешней поверхности корпуса 1 и снабжен реле автоматического отключения 12 вибратора 6.
Устройство работает следующим образом. По поверхности неподвижной пластины 4 подвижный шарик 5 совершает возвратно-поступательное движение высокой частоты с помощью вибратора 6. Нагрузочным устройством 7 создается нагрузка в зоне трения образцов 4 и 5. Обойма с постоянными магнитами 8, создающими магнитное силовое поле, расположена таким образом, чтобы обеспечивать стабильную намагниченность неподвижной пластины и образования на нем смазывающего слоя определенной толщины. Эти параметры можно изменять, либо устанавливая различные по своим характеристикам магниты, либо изменяя количество магнитов в обойме. При изменении режима работы нагревательного элемента 9, изменяется температура испытуемой углеводородной среды 3, которую необходимо поддерживать в определенном диапазоне с помощью автоматического терморегулятора 10 (например, 60±1°С). В процессе работы устройства частицы магнитной присадки притягиваются к поверхности трения неподвижной пластины 4. Каждый эксперимент длится ровно 45 минут, что контролируется установленным на корпусе 1 таймером 11, снабженным реле автоматического отключения 12 вибратора 6. По истечению 45 минут эксперимента устройство автоматически отключается и под микроскопом измеряется диаметр пятна износа на неподвижной пластины 4. Чем меньше диаметр пятна износа, тем меньше интенсивность изнашивания и, следовательно, лучше смазочные свойства топлива.
2
4
Главными достоинствами прибора являются его простота в обращении, отсутствие электропроводящих элементов внутри прибора (повышается безопасность во время проведения опыта), его относительно простая конструкция. Диапазон необходимой напряженности магнитных силовых линий, создаваемых прибором, 10-10 А/м.
Положительный эффект предлагаемого устройства - повышение уровня автоматизации устройства при проведении трибологических исследований.