РОЛИКОВЫЙ ОБРАЗЕЦ
ROTATING BEAM SPECIMEN

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при исследованиях работы реальных зубчатых колес механических передач, работающих со смазыванием.
Известен роликовый образец в виде уширенного диска со сквозным посадочным отверстием, выполненным по его центру, - см., например, Елманов И.М. Особенности градуировки машин трения типа «Амслер»: монография / И.М. Елманов, Г.В. Даровской; Рост. гос. ун-т путей сообщения. - Ростов н/Д, 2010. - 157 с.: ил. - Библиогр.: 62 назв., стр. 24, рис. 12 а. Пара взаимно сопряженных подобных роликовых образцов выполняет функцию аналога зубьев пары сопряженных зубчатых колес механической (зубчатой) передачи.
Недостаток данной конструкции роликового образца состоит в том, что взаимный контакт рабочих поверхностей дорожек качения пары сопряженных роликов постоянен, в то время как зубчатые венцы пары сопряженных зубчатых колес сопрягаются между собой отдельными зубьями дискретно. Поэтому и поведение смазочного материала на зубьях сопряженных реальных зубчатых колес отличается от поведения смазочного материала на рабочих поверхностях сопряженных роликовых образцов: на рабочих поверхностях образцов нанесенный на них смазочный материал подвергается непрерывному раскатыванию по этим поверхностям. И исследование реального массопереноса смазочного материала на подобных роликовых образцах, моделирующих зубья реальных зубчатых колес, весьма затруднено.
В качестве прототипа взята конструкция роликового образца по АС СССР №1606451, кл. G01М 13/02, опубл. 23.11.90 г., бюл. №43. Сущность его состоит в том, что он содержит центральный диск, выполненный с рабочей поверхностью в виде чередующихся выступов и впадин, два крайних диска, профили рабочих поверхностей которых имеют вид окружности, диаметр каждой равен диаметру окружности выступов центрального диска, и размещенные между центральным и крайними дисками промежуточные диски, профили которых имеют вид окружности диаметром, равным диаметру окружности впадин центрального диска. А на боковых поверхностях промежуточных дисков, на их участках, примыкающих к границам между выступами и впадин центрального диска, расположены перемычки, примыкающие к центральному и крайним дискам, а высота этих перемычек равна разнице между радиусами окружностей выступов и впадин центрального диска. При исследованиях работы реальных зубчатых колес со смазыванием посредством их аналогов - пары подобных роликовых образцов, отдельные выступы на центральном диске моделируют отдельные зубья реального зубчатого колеса. Впадины между зубьями и участки промежуточных дисков, ограниченные перемычками, являются смазочными резервуарами для сбора смазочного материала (в частности - пластичного), вытесняемого с выступов центрального диска, что позволяет исследовать процессы массопереноса смазочного материала на зубьях реальных зубчатых колес. Крайние диски обеспечивают при этом постоянство плавного контакта сопряженных роликовых образцов при их работе.
Недостаток прототипа состоит в том, что центральный диск роликового образца имеет фиксированную ширину, которая может моделировать одну ширину зубьев только одного реального зубчатого колеса. А для моделирования работы реальных зубчатых колес с зубьями разной ширины потребуется изготовление роликовых образцов с центральными дисками разной ширины, т.е. определенного их количества, равного количеству зубьев с разной их шириной, в то время как одни и те же крайние и промежуточные диски роликовых образцов применимы при исследованиях зубьев реальных зубчатых колес с зубьями любой ширины.
Изобретением решается задача расширения функциональных возможностей роликового образца и снижения материальных издержек при проведении испытаний.
Для этого роликовый образец содержит центральный диск, выполненный с рабочей поверхностью в виде чередующихся выступов и впадин, два крайних диска диаметром, равным диаметру окружности выступов центрального диска, и размещенные между центральным и крайними дисками промежуточные диски, диаметры которых равны диаметрам окружностей впадин центрального диска; на боковой поверхности промежуточных дисков - на границах перехода выступов во впадины и, наоборот, на рабочей поверхности центрального диска - расположены перемычки, ширина которых равна ширине промежуточных дисков, а высота их равна высоте выступов относительно впадин на центральном диске. Причем центральный диск выполнен по своей ширине составным, состоящим из совокупности идентичных друг другу по своим профилям элементов. Все диски роликового образца сопряжены между собой посредством стяжного крепежа, устанавливаемого в сквозных соосных отверстиях, выполненных в дисках. А ширина промежуточных дисков задается исходя из условий работы роликового образца с центральным диском максимальной ширины.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: роликовый образец - вид сбоку (фиг. 1), то же, вид с торца (фиг. 2), тот же роликовый образец в разрезах - вид сбоку (фиг. 3 и 4).
п
На чертеже показаны: составные элементы 1 центрального диска, выступы 2, впадины 3, крайние диски 4 и 5, промежуточные диски 6 и 7, перегородки 8, винты 9, соосные отверстия 10, гайки 11, посадочное отверстие 12; ширина В центрального диска; ширина в составного элемента (1); ширина в промежуточных дисков (6 и 7).
Роликовый образец содержит центральный диск, выполненный по своей ширине (В) наборным, состоящим из совокупности отдельных, идентичных по своему профилю составных элементов 1 шириной в. Профиль каждого элемента (его боковой поверхности) выполнен в виде чередующихся выступов 2 и впадин 3. Кроме того, роликовый образец содержит два крайних диска 4 и 5, профиль боковой поверхности которых имеет вид окружности, диаметр которой равен диаметру окружности выступов 2 центрального диска. А между центральным диском (элементами 1) и крайними дисками 4 и 5 расположена пара промежуточных дисков 6 и 7, диаметры которых равны диаметру окружностей впадин центрального диска. На боковой поверхности промежуточных дисков 6 и 7, на участках их примыкания к переходам выступов 2 во впадины 3 и, наоборот, центрального диска (элементов 1), расположены перемычки 8, примыкающие по прямым углом к центральному диску (его внешним торцом) и крайним дискам 4 и 5; высота перемычек 8 равна разнице между радиусами окружностей выступов 2 и впадин 3 центрального диска.
п
При исследованиях работы смазываемых реальных зубчатых колес смазываемых зубчатых передач используют пару сопряженных подобных роликов. Ширину В центрального диска задают исходя из ширины моделируемых реальных зубьев зубчатых колес, для чего собирают этот диск из отдельных составных элементов 1, ширина каждого из которых - в (эта ширина - в - может варьироваться для каждого составного элемента в отдельности исходя из размеров ширины реальных зубьев моделируемых зубчатых колес). Крайние диски 4, 5 и промежуточные диски 6, 7 с выполненными на них перегородками 8 могут быть выполнены за одно, без их взаимного разделения. Роликовый образец собирается в одно целое посредством стяжного крепежа - винтов 9, устанавливаемых в соосные отверстия 10, выполненные во всех дисках, составляющих роликовый образец, и стягиваемых гайками 11. Образец устанавливается на приводном валу посредством сквозного посадочного отверстия 12, выполненного в образце. Ширина в промежуточных дисков 6 и 7 задается исходя из условий работы роликового образца с шириной В центрального диска максимального размера - для обеспечения без потерь смазочного материала в смазочных резервуарах образца.
По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция роликового образца позволяет расширить функциональные возможности роликового образца и снизить материальные издержки при проведении испытаний.