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 G01M 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 в зависимости от величины и конфигурации цилиндрического зазора оно либо плавно переходит в стационарный режим, либо происходит ряд повышений и понижений давления в зазоре.
Недостатком известного устройства является невозможность подробного исследования динамики изменения давления жидкости в кольцевом цилиндрическом зазоре, так как его конструкция позволяет замерять давление только на фиксированном расстоянии от начала цилиндрического зазора и делает невозможным измерение величины давления в нескольких точках для отслеживания динамики изменения давления на протяжении цилиндрического 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 всем протяжении кольцевых цилиндрических зазоров различной величины и конфигурации.
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, оно снабжено вторым датчиком давления, размещенным на одной образующей с другими датчиками, вал установлен в корпусе с возможностью осевого перемещения, а на цилиндрической поверхности втулки перпендикулярно ее оси выполнены кольцевые канавки.
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, а расположение одного из датчиков давления соответствует начальному краю первой кольцевой канавки.
3. В устройстве по п.1, согласно полезной модели, кольцевые канавки расположены на цилиндрической поверхности втулки равномерно.
4. В устройстве по пп.1, 2, 3, согласно полезной модели, датчики давления размещены на образующей вкладыша на расстоянии, кратном расстоянию от начала одной кольцевой канавки до начала следующей.
5. В устройстве по п.1, согласно полезной модели, кольцевые канавки расположены на цилиндрической поверхности втулки с периодически меняющейся шириной и расстоянием между ними.
6. В устройстве по пп.1, 2, 5, согласно полезной модели, датчики давления размещены на образующей вкладыша на расстоянии, равном длине периода изменения ширины кольцевых канавок и расстояния между ними.
Снабжение устройства для исследования полей давления жидкости в зазоре трущихся поверхностей вторым датчиком давления, размещенным на одной образующей с другими датчиками, установление вала в корпусе с возможностью осевого перемещения и выполнение на цилиндрической поверхности втулки перпендикулярно ее оси кольцевых канавок позволяет исследовать динамику изменения давления жидкости на всем протяжении кольцевых цилиндрических зазоров различной величины и конфигурации 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, а расположение одного из датчиков давления может соответствовать начальному краю первой кольцевой канавки.
При этом кольцевые канавки могут быть расположены на цилиндрической поверхности втулки равномерно.
При этом датчики давления могут быть размещены на образующей вкладыша на расстоянии, кратном расстоянию от начала одной кольцевой канавки до начала следующей.
При этом кольцевые канавки могут быть расположены на цилиндрической поверхности втулки с периодически меняющейся шириной и расстоянием между ними.
При этом датчики давления могут быть размещены на образующей вкладыша на расстоянии, равном длине периода изменения ширины кольцевых канавок и расстояния между ними.
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. оно снабжено вторым датчиком давления, размещенным на одной образующей с другими датчиками, вал установлен в корпусе с возможностью осевого перемещения, а на цилиндрической поверхности втулки перпендикулярно ее оси выполнены кольцевые канавки,
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, а расположение одного из датчиков давления соответствует начальному краю первой кольцевой канавки,
3. кольцевые канавки расположены на цилиндрической поверхности втулки равномерно,
4. датчики давления размещены на образующей вкладыша на расстоянии, кратном расстоянию от начала одной кольцевой канавки до начала следующей,
5. кольцевые канавки расположены на цилиндрической поверхности втулки с периодически меняющейся шириной и расстоянием между ними,
6. датчики давления размещены на образующей вкладыша на расстоянии, равном длине периода изменения ширины кольцевых канавок и расстояния между ними.
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 чертежами, где представлены на:
Фиг.1. Общий вид устройства в разрезе.
Фиг.2. Варианты выполнения кольцевых канавок.
Устройство для исследования полей давления жидкости в зазоре трущихся поверхностей, представленное на чертеже (см. Фиг.1), 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.
На цилиндрической поверхности втулки 4 перпендикулярно ее оси выполнены кольцевые канавки 5 (см. Фиг.2), расположенные на цилиндрической поверхности или равномерно - с одинаковым расстоянием h/2 между канавками 5, равным ширине h/2 канавок (см. вид а) на Фиг.2), где h - расстояние от начала одной канавки 5 до начала следующей, или с периодически меняющейся шириной и расстоянием между ними, когда ширина второй канавки 5 меньше ширины первой, а размеры третьей и четвертой канавок 5 соответственно равны размерам первой и второй (см. вид б) на Фиг.2). При этом расстояние h1/2 от первой канавки 5 до второй равно ширине h1/2 первой канавки 5, а расстояние h2/2 от второй канавки 5 до третьей равно ширине h2/2 второй, далее все повторяется с периодом H, равным сумме h1 и h2. Поперечный профиль кольцевых канавок 5 может быть прямоугольным, треугольным или иметь другую конфигурацию.
Во вкладыше 2 на одной образующей размещены два датчика 6 давления и датчик 7 зазора, причем датчики 6 давления размещены на образующей вкладыша 2 на расстоянии или кратном расстоянию от начала одной кольцевой канавки 5 до начала следующей при равномерном расположении канавок 5, или же на расстоянии, равном длине периода изменения ширины кольцевых канавок 5 и расстояния между ними, при периодически меняющемся выполнении их на цилиндрической поверхности втулки 2.
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, а расположение одного из датчиков давления 6 соответствует начальному краю первой кольцевой канавки 5.
Отверстие подвода жидкости бака 1 гидравлически связано с насосом 8, а отверстие отвода жидкости - 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, а расположение первого из датчиков давления 6 соответствует начальному краю первой кольцевой канавки 5. 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 11 датчики 6 давления и датчик 7 зазора измеряют соответственно величины давления жидкости и величину зазора, соответствующего измеренным датчиком 6 давлениям.
Затем отключают насос 8 и прекращают вращение вала 3. Перемещают вал 3 в осевом направлении по направлению движения жидкости на расстояние, при котором расположение первого из датчиков давления 6 соответствует конечному краю первой кольцевой канавки 5. 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 давлений жидкости и величину зазора при прохождении жидкости через кольцевой цилиндрический зазор 11, после чего снова отключают насос 8 и прекращают вращение вала 3.
Таким образом, пошагово перемещая согласно вышеописанному вал 3 и проводя замеры давлений и величины зазора в нужном числе точек кольцевого цилиндрического зазора 11, осуществляют исследование полей давления жидкости на всем протяжении цилиндрического зазора.
Заявляемое устройство для исследования полей давления жидкости в зазоре трущихся поверхностей по сравнению с прототипом имеет более широкие функциональные возможности, так как позволяет исследовать динамику изменения давления жидкости на всем протяжении кольцевых цилиндрических зазоров трущихся поверхностей различной величины и конфигурации.