ПАРА ТРЕНИЯ "ВРАЩАЮЩАЯСЯ ВТУЛКА-НЕПОДВИЖНЫЙ ВАЛ" ДЛЯ ТРИБОТЕХНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ В СОСТАВЕ МАШИНЫ ТРЕНИЯ 2070 СМТ-1

Предлагаемая полезная модель относится к области машиностроения и позволяет проводить триботехнические испытания антифрикционных материалов деталей в коробках передач и дифференциалах ведущих мостов автотракторной техники, блоках распределительных шестерен и масляных насосах двигателей внутреннего сгорания и др. в условиях скольжения втулки по валу.
Известна пара трения по схеме контактирования «ролик-колодка» в составе машины трения 2070 СМТ-1 для исследования процессов трения /1, 2, 5, 6/. В этом устройстве ролик установлен на шпинделе машины трения и выполняет функцию вала. С валом контактирует неподвижная колодка, на которую прикладывается нагрузка, и при работе этой пары трения реализуется трение скольжения. Это устройство позволяет проводить триботехнические испытания антифрикционных материалов (покрытий) в условиях скольжения вала по колодке, потому что вращается вал (ролик) относительно неподвижной колодки, но не позволяет; проводить триботехнические испытания в условиях скольжения колодки по валу.
Известна пара трения в составе машины трения 2070 СМТ-1 по схеме контактирования «ролик-ролик» /1, 2, 5, 6/. В этой паре вращающийся ролик вала каретки машины нагружает также вращающийся ролик, который установлен на шпинделе машины трения. В работе этой пары реализуется трение качения с проскальзыванием с целью проведения триботехнических испытаний антифрикционных материалов в условиях трения качения с проскальзыванием ролика по ролику, но не позволяет испытать материалы при вращении втулки относительно неподвижного вала.
В качестве прототипа выбрана пара трения по схеме контактирования «вал-втулка» в составе машины трения 2070 СМТ-1 /1, 3, 4, 5/. В этой паре
ролик установлен на шпинделе машины и выполняет функцию вала, а втулка неподвижна и охватывает ролик через посадку с зазором и закреплена на кронштейне машины. В работе этой пары реализуется трение скольжения. На основании того, что вал при вращении опирается на неподвижную втулку эта пара позволяет проводить триботехнические испытания материалов в условиях трения скольжения вала по втулке, но не в условиях скольжения вращающейся втулки по поверхности неподвижного вала, которые широко применяются в коробках передач и дифференциалах ведущих мостов автотракторной техники, блоках распределительных шестерен и масляных насосах двигателей внутреннего сгорания и др.
Предлагаемое техническое решение состоит в создании такой пары трения, которая способна реализовать условия трения скольжения вращающейся втулки относительно неподвижного вала, давая возможность проводить триботехнические испытания антифрикционных материалов, которые широко применяются в коробках передач и дифференциалах ведущих мостов автотракторной техники, блоках распределительных шестерен и масляных насосах двигателей внутреннего сгорания и расширить условия испытаний различных сочетаний материалов в составе машины трения 2070 СМТ-1.
Это достигается созданием пары трения по схеме «вращающаяся втулка - неподвижный вал», отличающаяся тем, что втулка для вращения установлена и закреплена на шпинделе машины, а контртело -«неподвижный вал» - установлено на фланце нагружающей каретки машины (фиг.1).
В этой паре трения неподвижный вал, изготовленный из стали или чугуна, контактирует с вращающейся втулкой из антифрикционного материала. Такие показатели отсутствуют у всех приведенных аналогов. Следовательно, цель - расширение арсенала исследуемой техники на машине трения 2070 СМТ-1 достигнута.
Пара трения «вращающаяся втулка - неподвижный вал» в составе машины трения 2070 СМТ-1 изображена на фиг. Она содержит шпиндель 1, на котором установлена втулка 2 и закреплена гайкой 3. Контртело 4 -«неподвижный вал» установлено и закреплено точечной сваркой на фланце 5 нагружающей каретки машины трения. Через внутреннюю полость неподвижного вала 4 по штуцеру 6 из емкости, расположенной уровнем выше, подается смазочный материал (масло). Защитный чехол 7 предотвращает разбрызгивание смазочного материала (масла), который через штуцер 8 отводится в пустую емкость, расположенную уровнем ниже.
Пара трения «вращающаяся втулка - неподвижный вал» работает следующим образом. Втулка 2, изготовленная из материала, необходимого для проведения испытаний (бронза, сплавы алюминия, сталь, чугун, металлокерамика, полимерное покрытие на металлической матрице и др.), устанавливается и закрепляется на шпинделе 1 машины трения гайкой 3 на резьбовом участке. Деталь 4, выполняющую роль контртела, также изготавливают из стали или чугуна и закрепляют на фланце 5 каретки машины точечной сваркой. Установленные штуцеры 6 и 8 позволяют осуществить подвод и отвод смазочного материала (масла). Существующий продольный ход S каретки машины трения позволяет в осевом направлении ввести деталь 4 внутрь втулки 2 на период испытания и вывести из контакта по окончании испытания. После включения привода машины трения шпиндель 1 вращается с заданной скоростью , а винтовым механизмом машины трения исследователь задает нормальную нагрузку N и равномерно распределенную нагрузку q в зоне контактирования деталей пары трения, как того требует план проведения испытания. Этим достигается достоверный результат триботехнических испытаний материала вращающейся втулки 2 относительно неподвижного вала 4 - такого свойства нет ни у одного из рассмотренных аналогов.
Применение пары трения «вращающаяся втулка - неподвижный вал» существенно расширяет технологические возможности машины трения 2070 СМТ-1 при испытании подшипниковых и смазочных материалов с целью обоснованного применения их в реальных узлах трения энергонасыщенной техники.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Машина для испытания материалов на трение и износ 2070 СМТ-1. Техническое описание и инструкция по эксплуатации Гб 2.779.013 ТО, 1980.
2. Гаркунов Д.Н. Триботехника. - М.: Машиностроение, 1985. - 424 с.
3. Полимеры в узлах трения машин и приборов: Справ. / Е.В.Зиновьев и др. - М. Машиностроение, 1980. - 208 с.
4. Икрамов У.А. Расчетные методы определения абразивного износа. - М. Машиностроение, 1987. - 288 с.
5. Заславский Ю.С., Артемьева В.П. Новое в трибологии смазочных материалов. - М.: ГУП «Нефть и газ», 2001. - 480 с.
6. Гаркунов Д.Н. и др. Водородное изнашивание деталей машин. -Ухта: УГТУ, 2003. - 199 с.