МАШИНА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТРИБОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ МАТЕРИАЛОВ

Предложенная машина для измерения трибометрических параметров материалов относится к технике экспериментального исследования триботехнических свойств материалов. Известна машина трения, содержащая корпус с направляющими элементами, на котором жестко закреплен шпиндель, кинематически связанный с двигателем вращения и образцедержатель, кинематически соединенный с приводом поступательного движения, в шпинделе и образцедержателе соосно жестко закреплены полые цилиндрические образец-контртело и исследуемый образцы, соответственно, с возможностью сопряжения их торцов при перемещении образцедержателей по направляющим элементам корпуса, узел нагрузки и средство измерения трибометрических параметров на поверхности контакта образцов.
См. Словарь-справочник по трению, износу и смазке деталей машин, Киев, Наукова думка, 1990, 264 с
Машина позволяет испытывать материалы по различным схемам контакта при трении: торцы колец, пальчиковый образец-диск, вал-вкладыш с записью момента трения, температуры на некотором расстоянии от поверхности и определение суммарного износа после остановки машины. Однако, она не позволяет исследовать материалы на длительную фрикционную и электрофрикционную теплостойкость, а также непрерывно измерять электроизносные характеристики трения - общего момента трения, контактной температуры и интенсивности износа на обеих поверхностях трения на ЭВМ.
Техническая задача - создание машины для исследования трения при высоких скоростях и нагрузках с автоматизированными средствами измерения динамических трибометрических параметров.
Указанная задача решается тем, что машина для измерения трибометрических параметров материалов, содержащая корпус с направляющими элементами, на котором жестко закреплен шпиндель, кинематически связанный с двигателем вращения и образцедержатель, кинематически соединенный с приводом поступательного движения, в шпинделе и образцедержателе соосно жестко закреплены полые цилиндрические образец-контртело и исследуемый образцы, соответственно, с возможностью сопряжения их торцов при перемещении образцедержателей по направляющим элементам корпуса, узел нагрузки и средство измерения трибометрических параметров на поверхности контакта образцов, дополнительно оснащена контроллером и электронной вычислительной машиной, тоководами для подвода электрического тока к образцам, средство измерения трибометрических параметров снабжено термопарами для измерения температуры на поверхности контакта образцов, индуктивными датчиками перемещения для измерения суммарного износа образцов и износа подвижного образца, консольно установленные между шпинделем и образцедержателем на корпусе, термопары установлены с возможностью измерения температуры сопрягаемых поверхностей образцов, а средство измерения трибометрических параметров последовательно соединено с контроллером и электронной вычислительной машиной с возможностью перевода аналоговых сигналов датчиков в цифровую.
На фиг.1 представлена схема машины для измерения трибометрических параметров материалов.
На фиг.2 показан узел трения.
Машина для измерения трибометрических параметров материалов (фиг.1) содержит корпус 1 с направляющими элементами, на котором жестко закреплен шпиндель 2 с установленными на нем образцедержателем 3 и образцом 4 (фиг.2). Шпиндель кинематически, через клиноременную передачу связан с двигателем вращения 5. На штоке 6 жестко установлен другой образцедержатель 7, в котором закреплен исследуемый образец 8. Шток через рычаг 9 связан с гибким силоизмерительным устройством 10, подвод тока осуществляется через трансформатор 11, диодный мост 12, токосъемник 13, износ контролируется с помощью датчиков 14 и 15, а температура термопарами 16 и 17. Все датчики измерения момента, интенсивности износа, температуры соединены с контроллером 18 и электронно-вычислительной машиной 19.
1
1
2
2
1
Машина работает следующим образом: вращение шпинделя 2 осуществляется от двигателя вращения 5. С помощью осевого перемещения штока 6, образцедержателя 7 по направляющим элементам корпуса обеспечивается соосное сопряжение полых цилиндрических образцов 4, 8 и постоянство заданного давления. Момент трения с помощью рычага 9 передается на силоизмерительное устройство 10. Электрический ток к образцам 4, 8 подводится от сети через трансформатор 11, диодный мост 12, токосъемник 13, шпиндель 2, образцедержатели 3, 7. При трении с воздействием электрического тока интенсивность суммарного износа обоих образцов измеряется с помощью индуктивного датчика перемещения 14 по изменению расстояния между образцедержателями 3 и 7. Изнашивание по времени вращающегося образца 4 контролируется с помощью датчика 15. Датчики 14 и 15 установлены между образцедержателями 3, 7 и консольно крепятся к корпусу 1. Для одновременного измерения температур сопрягаемых торцевых поверхностей обоих образцов установлены термопары 16 и 17. Все датчики измерения момента, интенсивности износа, температуры соединены с контроллером 18 и электронно-вычислительной машиной 19. Величины аналоговых сигналов термоЭДС (температура), напряжения (крутящий момент) и перемещения (суммарный износ и износ вращающегося образца) контроллер 18 после преобразования их в цифровой вид передает на ЭВМ который переводит их в зависимости температура-время, сила-время, суммарный износ-время, износ образца-время. Например, суммарный износ J и износ вращающегося образца J при трении в условиях пропускания электрического тока измеряют на ЭВМ. Так как J=J+J, автоматически определяется износ второго образца как разность суммарного линейного износа и износа первого образца J=J-J
Предложенная машина для измерения трибометрических параметров материалов позволяет производить измерение триботехнических свойств материалов при высоких скоростях и нагрузках в автоматическом режиме.