Устройство для испытания образцов на абразивное изнашивание

Полезная модель относится к испытательной технике, а именно к машинам для испытания образцов на стойкость к абразивному изнашиванию - машинам трения.
Известны машины трения, в которых вращающиеся образцы испытываются в условиях торцевого биения, когда ось вращения совпадает с вектором нормальной нагрузки на пару трения (Основы трибологии. Под редакцией академика А.В. Чичинадзе. М.: Машиностроение. 2001. с. 664, стр. 580-583) Недостатком машин данного типа является ограничение возможных схем испытаний.
Известно устройство для определения относительной износостойкости материалов при абразивном изнашивании, где осуществляется трение скольжения об абразивную шкурку (трение о закрепленные абразивные частицы) сравниваемых образцов (эталонного и исследуемого), определяются их износы и находится износостойкость исследуемого образца относительно эталонного (А.С. SU 1613929 AI G01N 3/56).
Недостаток указанного решения - отсутствие технологической возможности исследовать износостойкость материалов с высокой твердостью, так как рекомендуемая нагрузка при стандартных испытаниях составляет 3 Н, что недостаточно для твердых материалов, так как величина износа будет минимальна. В случае увеличения нагрузки происходит либо разрушение основы абразивной шкурки, либо срыв абразивного слоя с основы.
Известна установка ИМ-01 для испытания на износостойкость металлических материалов и покрытий при трении о нежестко закрепленные абразивные частицы (BY 10222 U МПК G01N 3/56 заявл. 24.12.2013; опубл. 30.08.2014. авторы Дашкевич В.Г. и Щербаков В.Г.)
Установка позволяет проводить испытания в условиях нагружения при действии значительных контактных давлений на образце. Для охлаждения образца применяется охлаждающее устройство.
Недостатком данного технического решения является возможность закрепления в державке только образцов типа «пластина».
Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому устройству является известное из уровня техники приспособление для проведения износных испытаний (Патент RU №105454 МПК G01N 3/56).
Данное приспособление состоит из цилиндрической оправки с одной стороны, которая имеет хвостовик для крепления к приводному механизму машины трения, с другой - ограничительную реборду и резьбу, предназначенные для крепления контртел.
Основным недостатком указанного устройства является то, что при его использовании испытания можно проводить только с одним типом образцов - диском.
Из анализа известных аналогичных технических решений выявлено, что технической проблемой в данной области является необходимость расширения арсенала средств, для испытания образцов на абразивное изнашивание.
Технический результат полезной модели - повышение универсальности устройства за счет увеличения номенклатуры испытуемых образцов, в частности обеспечение возможности проведения испытаний на деталях типа «втулка», при повышении достоверности и надежности результатов испытаний.
Для решения указанной проблемы и достижения заявленного технического результата устройство снабжено державкой, установленной с возможностью поворота вокруг оси посредством двух радиальных подшипников, зафиксированных винтами, которые, кроме того, дают возможность регулировки вылета державки по оси крепления. При этом державка снабжена двумя конусными втулками для установки исследуемой детали с внутренним диаметром отверстия от 8 до 39 мм, и внешним диаметром до 100 мм.
Для пояснения устройство представлено на чертежах:
На фиг. 1 общий вид устройства; на фиг. 2 - вид сверху; на фиг. 3 - вид В; на фиг. 4 разрез А-А; на фиг. 5 разрез Б-Б.
Предлагаемое устройство состоит из державки 1, проставочного кольца 2, которое служит для увеличения жесткости системы за счет увеличения опорной поверхности, элемента фиксации испытуемых образцов состоящих из двух соосно расположенных конусных втулок 3 между которыми зажимается исследуемая втулка 4, двух радиальных подшипников 5, которые необходимы для установки державки 1 на установку ИМ-01 и обеспечения возможности поворота вокруг оси. Винты 6 необходимы для фиксации подшипников 5 в державке 1, так же они дают возможность регулировки вылета державки 1 по оси крепления, исследуемая втулка 4 зажимается между двумя конусными втулками 3 с помощью болта 7 и гайки 8.
Конструкция предлагаемого устройства позволяет проводить испытания на деталях типа «втулка» с диаметром отверстия от 8 до 39 мм и внешним диаметром до 100 мм.
Устройство работает следующим образом: с помощью двух радиальных подшипников 5 и проставочного кольца 2 (служит для увеличения жесткости системы за счет увеличения опорной поверхности) устройство устанавливается на шток установки ИМ-01. С помощью винтов 6 осуществляется фиксация подшипников и регулировка вылета державки по оси штока. Регулировка позволяет проводить испытания на исследуемых втулках различной толщины. Между двумя конусными втулками 3 зажимается исследуемая деталь 4 (втулка) с помощью болта 7 и гайки 8. К державке 1 крепится груз согласно ГОСТ 23.208-79 и зажимается гайками (на фигуре не показано). В процессе проведения испытаний груз обеспечивает постоянное контактное давление между испытываемым образцом и вращающимся роликом.
По сравнению с прототипом устройство позволит повысить универсальность установки за счет увеличения номенклатуры испытуемых образцов, а также увеличить достоверность результатов за счет приближения механизма изнашивания к протекающему в реальных парах трения.