СТЕНД ИСПЫТАНИЯ НА ИЗНОС ПАНЕЛЕЙ ПОЛА
TEAR-RESISTANCE TEST STAND OF FLOOR PANELS

Область техники.
Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для испытания на износ плоских поверхностей, и, преимущественно, может быть использовано при испытании панелей пола, в том числе сотовых панелей, с целью выбора наиболее эффективного материала, эксплуатируемого в условиях воздействия на него со стороны роликовых опор объектов, перемещаемых по полу.
Уровень техники.
Известна машина для испытания на контактную выносливость, содержащая приводной вал, контактные пары, расположенные вокруг приводного вала и включающие приводимые во вращение испытуемые образцы, имеющие форму тел вращения, и взаимодействующие с поверхностями образцов контактные элементы. Нагрузка на каждый образец передается грузом через рычаг (см. SU 176111 А1). Известная машина предназначена для испытания одновременно большого числа образцов различной формы и типоразмеров и не может быть использована при испытании покрытия пола при воздействии на него находящимися под нагрузкой роликовыми опорами.
Известно устройство для испытаний на контактную выносливость плоских поверхностей, содержащее вертикальный приводной вал, на конце которого расположен держатель со сферическими опорами, воздействующими при вращении вала одновременно на два испытуемых плоских образца (верхний и нижний). Сила прижима сферических опор к поверхностям испытуемых образцов регулируется грузами (см. RU 2357230 С1). В известном устройстве конструктивное выполнение узла крепления опор обусловлено использованием опорных элементов сферической формы и обеспечением контактирования опор одновременно с двумя образцами, что и является особенностью конструкции этого устройства и что не может быть применено для испытания покрытия пола на износ роликовыми опорами объектов, перемещаемых по полу. Кроме того, в описании к патенту RU 2357230 упоминается о возможности регулировки силы прижима сферических опор к испытуемым образцам, однако средства, которые обеспечили бы возможность такой регулировки, в патенте не проработаны и не показаны.
Ближайшим аналогом к заявляемому изобретению является стенд для испытания панелей пола на износ и истирание роликовыми опорами, содержащий пространственный каркас с размещенными и закрепленными на нем узлами стенда, включающими мотор-редуктор, вертикальный приводной вал, связанный с мотор-редуктором, держатель роликовых опор, имитирующих роликовые опоры объектов, перемещаемых по полу. Предусмотрен также узел создания вертикальной нагрузки на роликовые опоры, обеспечивающий определенную силу прижима опор к испытуемой панели пола (см. PL 211940 В1). Узел создания нагрузки включает пружинные блоки, оттарированные на определенное усилие прижима с целью создания необходимой нагрузки на опоры. Однако такое выполнение узла нагружения не рассчитано на возможность изменения нагрузки на роликовые опоры в соответствии с программой испытаний. Для такого изменения потребуется демонтировать пружинные блоки, оттарированные на одну нагрузку, и заменить их на пружинные блоки, оттарированные на другую нагрузку, что является крайне неэффективным с точки зрения затрат на монтажные работы при замене блоков.
Раскрытие изобретения.
Задачей заявляемого изобретения является создание конструкции стенда для испытания панелей пола на износ роликовыми опорами, в котором обеспечено создание заданной нагрузки на роликовые опоры, взаимодействующие с испытуемым образцом.
Технический результат, который может быть достигнут при реализации заявляемого изобретения, заключается в расширении технологических возможностей стенда за счет обеспечения изменения нагрузки на роликовые опоры в широком диапазоне, а также в упрощении обслуживания стенда при изменении нагрузки на роликовые опоры за счет исключения необходимости демонтажа узлов стенда и обеспечения удобного беспрепятственного доступа к сменным грузам узла создания нагрузки на роликовые опоры.
Для достижения указанного технического результата предлагается конструкция стенда для испытаний панелей пола на износ, содержащего пространственный каркас, имеющий опорное основание, служащее для закрепления на нем испытуемого образца панели пола, вертикальный приводной вал, связанный с мотор-редуктором, смонтированным на каркасе, закрепленный на конце приводного вала держатель с роликовыми опорами, установленными с возможностью обкатывания испытуемого образца, и узел создания вертикальной нагрузки на роликовые опоры для прижатия их к испытуемому образцу с заданным усилием. Узел создания вертикальной нагрузки на роликовые опоры включает рычаг, установленный посредством скрепленного с ним опорного узла, имеющего симметрично расположенные относительно оси приводного вала боковины, на оси с возможностью поворота в вертикальной плоскости и опирающийся через два тензодатчика, закрепленных на боковинах, на дисковую пяту с основанием в форме сферического сегмента, сидящим в ответном гнезде корпуса роликового конического подшипника, установленного на приводном валу и передающего усилие на указанный вал. На плече рычага закреплена подвеска, несущая съемные грузы.
Краткое описание чертежей.
Изобретение поясняется чертежами, где
на фиг.1 изображен общий вид предлагаемого стенда в аксонометрии;
на фиг.2 - фрагмент приводного вала;
на фиг.3 - вид по А-А на фиг.2.
Осуществление изобретения.
Предлагаемый стенд содержит пространственный силовой каркас 1, включающий вертикальную раму 2, горизонтальную раму 3, стойки 4, установленные на раме 3, и опорное основание 5. Опорное основание 5 служит для закрепления на нем испытуемого образца 6 панели пола.
На стойке 4 каркаса подвешен мотор-редуктор 7, сообщающий через втулку 8 вращение вертикальному приводному валу 9, который направляется подшипниковым узлом 10.
На конце приводного вала 9 закреплен держатель с тремя роликовыми опорами 11, которые во время работы стенда обкатывают испытуемый образец 6.
Держатель образован консолями 12, на каждой из которых установлена соответствующая роликовая опора 11. Каждая консоль 12 может быть выполнена поворотной в вертикальной плоскости для обеспечения подъема роликовых опор 11 в нерабочее положение. Держатель с роликовыми опорами 11 приводится во вращение валом 9.
В конструкции стенда предусмотрен узел для создания вертикальной нагрузки на роликовые опоры. Этот узел включает рычаг 13, на плече которого закреплена подвеска 14. На подвеску навешиваются сменные легкосъемные грузы 15 в виде дисков. Для передачи нагрузки от консольно подвешиваемых грузов 15 строго по оси приводного вала 9 на роликовые опоры 11 (что обеспечивает равномерное воздействие нагрузки на все роликовые опоры), рычаг 13 жестко монтируется в точке 16 (фиг.3) с опорным узлом 17, установленным на оси 18 поворота рычага 13. Ось 18 установлена в стойке 19 (фиг.2, 3), закрепленной на каркасе стенда.
Опорный узел 17 имеет симметрично расположенные относительно оси 20 приводного вала 9 боковины 21 и 22. На боковинах 21 и 22 установлены вилки 23 и 24 с Z-образными тензодатчиками 25 и 26. Тензодатчики дают на регистрирующий прибор (не показан) сигнал, фиксирующий величину нагрузки на роликовые опоры 11, обкатывающие образец 6.
Вилки 23 и 24 предназначены для обеспечения постоянного положения тензодатчиков 25 и 26 относительно рычага 13, которое достигается перемещением фиксатора 27, 28 по радиусному пазу 29, 30 в вилке 23, 24. Центр радиуса радиусного паза 29, 30 находится в центре (на оси) 31, относительно которого поворачивается рычаг 13. Для того, чтобы точка опоры рычага была постоянной, в основании вилки 23, 24 выполнены симметричные скосы 32, сходящиеся по линии контакта 33.
Тензодатчики 25 и 26 опираются через опоры 34 на дисковую пяту 35 с основанием в форме сферического сегмента 36. Сферический сегмент 36 дисковой пяты 35 входит в ответное гнездо 37, выполненное в корпусе 38 роликового конического подшипника 39, передающего усилие на приводной вал 9. Корпус 38 подшипника 39 закреплен на стойке 4 каркаса стенда.
Передача крутящего момента от мотор-редуктора 7 на приводной вал 9 осуществляется через узел 40, включающий гайку 41, фиксируемую неподвижно стопором 42 на втулке 8, закрепленной на выходном валу мотор-редуктора 7. Втулка имеет противолежащие сквозные окна 43. В теле гайки 41 выполнена сквозная полость 44, поперечная оси 45 вала 9. Внутри полости расположена пара роликов 46, сидящих на одной оси 47, проходящей сквозь приводной вал 9, перпендикулярно его оси, и через окна 43 во втулке 8.
Для обеспечения требований техники безопасности предусмотрены съемные панели 48 из оргстекла, предназначенные для ограждения рабочей зоны и фиксируемые на каркасе.
Стенд используется следующим образом.
Испытуемый образец 6 панели пола устанавливают на опорное основание 5 и закрепляют прижимами. В процессе установки образца 6 консоли 12 с роликовыми опорами 11 приподнимают путем их поворота в вертикальной плоскости и фиксируют в этом положении, не препятствуя установке образца, После закрепления образца 6 консоли 12 поворачивают в рабочее положение. Для обеспечения контакта роликовых опор 11 с образцом 6 освобождают стопор 42 и вращают гайку 41 до образования зазора между роликами 46 и деталью 49, что свидетельствует об опускании вала 9 до обеспечения контакта роликовых опор 11 с образцом 6.
Устанавливают и закрепляют панели 48 ограждения. Включают электропитание стенда и приборы на пульте (не показан). Задают необходимое число оборотов мотор-редуктора 7. Включают мотор-редуктор. Вносят в протокол время начала испытаний, величину нагрузки на роликовые опоры и число оборотов. Манипулируя дисками грузов 15, устанавливают необходимую нагрузку на роликовые опоры 11. Эта нагрузка через вилки 23 и 24, два Z-образных датчика 25, 26 и опоры 34 передается на дисковую пяту 35 с основанием в форме сферического сегмента, которая, опираясь на гнездо 37 в корпусе 38 подшипника 39, передает усилие через конические ролики подшипника на вращающийся вал 9 и, следовательно, на роликовые опоры 11. Роликовые опоры 11, перемещаясь по кругу и находясь под действием заданной нагрузки, воздействуют на поверхность испытуемого образца 6 в течение заданного времени, которое зависит от технических условий на испытания.
После прохода заданного числа циклов контактного нагружения испытания завершают. Выворачивают гайку 50 на стойке 51, которая в результате упирается в рычаг 13 и приподнимает его на заданную высоту, освобождая при этом от нагрузки приводной вал 9. Это дает возможность приподнять приводной вал 9 вместе с роликовыми опорами 11, чтобы между опорами 11 и образцом 6 образовался зазор в несколько мм. Такой подъем вала обеспечивается узлом 40. При вращении гайки деталь 49 вступает в контакт с сидящими на оси 47 роликами 46 и, воздействуя на них в вертикальном направлении, вверх поднимает приводной вал 9 вместе с роликовыми опорами, освобождая образец 6. Фиксируют стопором 42 узел 40 относительно втулки 8 и следовательно и вал 9 в поднятом положении. Образец извлекают из стенда и подвергают лабораторным исследованиям.