ЛАБОРАТОРНЫЙ СТЕНД ДЛЯ ОЦЕНКИ ПРОТИВОИЗНОСНЫХ СВОЙСТВ КАНАТНОЙ ПРОВОЛОКИ, ПРОВОЛОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ И СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
LABORATORY STAND FOR EVALUATION OF ANTIWEAR PROPERTIES OF ROPE WIRE, WIRE COATING AND LUBRICANTS

Изобретение относится к технике исследования триботехнических свойств канатной проволоки, проволочных покрытий и смазочных материалов.
Известна машина трения (RU № 2290622, G01N 3/56, 27.12.2006), содержащая основание, установленные на нем держатель контробразца, каретку горизонтального перемещения и держатель испытуемого образца, совершающие движение от возвратно-поступательного привода, нагружающее устройство и привод нагружения. Машина трения снабжена кареткой вертикального перемещения, установленной на каретке горизонтального перемещения, с закрепленным на ней держателем образца, уравновешивающим устройством, связанным с кареткой вертикального перемещения, управляющим компьютером, согласующим устройством, блоком управления приводом возвратно-поступательного движения, блоком управления приводом нагружения, измерителем силы нагружения, усилителем аналогового сигнала и аналого-цифровым преобразователем.
Недостатком известного устройства является исследование триботехнических свойств смазочных материалов в ограниченных условиях.
Известен испытательный стенд "RSV - канатная проволока" (Комбалов В.С. Методы и средства испытаний на трение и износ конструкционных и смазочных материалов: справочник. М.: Машиностроение, 2008, стр.384), состоящий из двух пар шкивов, с закрепленными на них проволочными нитями, которые вращаются относительно оси на заданном расстоянии, перемещаясь таким образом, что нити совершают продольное движение друг относительно друга. Приложение нагрузки осуществляется путем увеличения веса, действующего на плечи рычага и шкивы, т.е. по принципу свободного ролика. К местам скручивания проволочных нитей (на 360°) через поворотное смазочное устройство, состоящее из двух фетровых подушек, подается смазочный материал. Он нагнетается в прядь каната путем смещения поперечного сечения канатного соединения под действием растягивающих сил и при попеременном изгибании линий соприкосновения отдельных проволочных нитей в областях пониженного давления. Привод осуществляется от электродвигателя с червячной и клиноременной передачей.
Признаки данного устройства, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения:
- проволочные нити (образцы);
- нагрузка;
- смазочное устройство.
Недостатками известного устройства является сложность конструкции.
Задачей изобретения является упрощение проведения испытаний, упрощение и оптимизация конструкции за счет выполнения направляющих роликов на каретке, совершающей возвратно-поступательное движение, и перемещающих место скручивания проволочных образцов.
Поставленная задача достигается тем, что испытательный стенд, состоящий из механизма возвратно-поступательного движения, груза с проволочными образцами и устройства подачи смазочного материала, согласно изобретению выполнен в виде опорной рамы, с закрепленными неподвижно на ней проволочными образцами и вертикальными направляющими, с возможностью возвратно-поступательного движения по ним каретки, с установленными на ней направляющими роликами и соединенной с механизмом возвратно-поступательного движения.
Существенными признаками заявленного устройства, отличительными от прототипа, являются:
- вертикальные направляющие;
- каретка;
- направляющие ролики.
Направляющие ролики обеспечивают продольное перемещение места узла трения (места скручивания проволочных образцов), препятствуют раскручиванию проволочных образцов и позволяют регулировать угол контакта проволочных образцов.
Существо устройства поясняется чертежом, где изображен лабораторный стенд для оценки противоизносных свойств проволочных покрытий и смазочных материалов (далее - лабораторный стенд).
Лабораторный стенд представляет собой опорную раму 1, с вертикальными направляющими 2, с возможностью возвратно-поступательного движения по ним каретки 3, с установленными на ней направляющими роликами 4, скрученными относительно друг друга проволочными образцами 5, неподвижно зафиксированными на раме 1 и соединенными с грузами 6, расположенными в нижней части лабораторного стенда, и механизмои возвратно-поступательного движения 7, расположенным в верхней части лабораторного стенда, соединенным с кареткой 3.
Лабораторный стенд работает следующим образом. Проволочные образцы 5, скручиваются относительно друг друга на 360° и неподвижно фиксируются на раме 1, свободный конец проволочных образцов 5 нагружается заданным весом грузов 6. Направляющие ролики 4 и натяжение проволочных образцов 5 препятствуют их самораскручиванию. В зону контакта проволочных образцов 5 наносится смазочный материал, затем запускается механизм возвратно-поступательного движения 7. В процессе циклического перемещения каретки 3, посредством механизма возвратно-поступательного движения 7, узел трения (место скручивания проволочных нитей) совершает продольное перемещение, за счет чего происходит износ проволочных образцов 5.
До и после испытаний проволочные образцы 5 обезжиривают, взвешивают и определяют суммарный износ при различной совокупной нагрузке по формулам (1) и (2).
i
где И - износ одного проволочного образца;
1
B - вес проволочного образца до испытания;
2
В - вес проволочного образца после испытания.
сум
И - суммарный износ проволочных образцов;
1
И - износ первого проволочного образца;
2
И - износ второго проволочного образца.
Следует отметить, что для создания требуемого угла контакта проволочных образцов 5 направляющие ролики 4 могут устанавливаться на плите каретки 3 в требуемом месте, которое определяется конструктивно, а также для создания постоянного режима смазывания проволочных образцов 5. В зоне контакта проволочных образов 5 может устанавливаться устройство постоянной подачи смазочного материала (на чертеже не показано), представляющее собой емкость для смазочного материала с отверстиями для проволочных нитей, либо фетровые подушки для жидких смазок.
В таблице представлены результаты испытаний износостойкости канатной проволоки диаметром 1 мм, по ГОСТ 7372-79 «Проволока стальная канатная. Технические условия», Испытания проводились с использованием канатных смазок и без смазки. Значение весового износа оценивалось в идентичных условиях после 3000 циклов перемещения каретки.
Таблица
Результаты испытаний, проведенных на лабораторном стенде для оценки противоизносных свойств канатной проволоки, проволочных покрытий и смазочных материалов
Смазка
№ исп.
Суммарный износ, гр 10<sup>-5</sup>
Без смазки
1
340,000
2
345,000
3
343,000
Смазка 1
1
33,500
2
30,000
3
31,500
Смазка 2
1
73,500
2
75,000
3
70,000
Как видно из таблицы, суммарный износ проволочных образцов без смазки на порядок выше, чем при использовании смазок, таким образом, устройство позволяет оценивать, путем сравнения результатов, противоизносные свойства канатной проволоки, проволочных покрытий и смазочных материалов.
Итак, заявленное изобретение позволяет упростить проведение испытаний за счет упрощения и оптимизации конструкции устройства.