ЭЛЕКТРОННЫЙ РЕГУЛЯТОР ТРЕНИЯ

Полезная модель относится к области машиностроения и энергетики, и может быть использована для регулирования трения в механизмах самого различного назначения, в том числе и в бытовой технике.
Известно устройство - узел трения трибологического стенда с регулятором температуры поверхности скольжения [Патент Польши №174480], в котором регулируют трение за счет изменения температуры поверхности образца. В наружном комплексе узла на валу установлен испытуемый образец в виде втулки. В корпусе со стороны действия внешней нагрузки имеется полукольцевая выемка, имеющая входной и выходной патрубки. При пропускании среды через выемку можно регулировать температуру поверхности трения, а значит воздействовать на фрикционные характеристики трибосопряжения.
Недостатками данного устройства являются сложность технического использования и, как следствие, сложность применения в реальных узлах, невозможность управления процессами приработки.
Известно устройство управления системой смазки [Патент RU №2249757], выбранное в качестве прототипа, которое регулирует процесс трения и износа путем дозированной подачи специальных смазочных материалов в определенные периоды процесса трения. Состоит из устройства задания цикла смазки и продолжительности подачи, системы периодической подачи смазки, системы дополнительной подачи смазки, термодатчиков, преобразователя сигналов от тензодатчиков и термодатчиков, устройства дистанционного определения износа, устройства дозированной подачи присадок, микропроцессорного устройства.
Недостатками данного устройства являются громоздкость схемы, инерционность регистрации и воздействия на процессы трения и износа.
Задачей полезной модели является создание устройства, позволяющего увеличить износостойкость и продлить ресурс работы узлов трения различной конструкции.
Техническим результатом использования полезной модели является уменьшение износа материалов, снижение коэффициентов трения, сокращение времени приработки, ингибирование коррозионных процессов, препятствие водородному и эрозионному изнашиванию, усиление адгезии смазочных материалов к рабочим поверхностям трения.
Поставленная задача решается с помощью электронного регулятора трения, содержащего термодатчик, выход которого соединен с блоком усиления сигнала, блок усиления сигнала через блок управления электрическим полем соединен со входом устройства подачи постоянного электрического напряжения на узел трения.
На фиг.1 изображена структурная схема электронного регулятора трения,
где термодатчик 1, выходом соединен с блоком усиления сигнала 2, блок усиления сигнала 2 через блок управления электрическим полем 3 соединен со входом устройства подачи постоянного электрического напряжения 4 на узел трения.
На фиг.2 представлена зависимость весового износа М от величины и знака, подаваемого потенциала V.
Рассмотрим работу электронного регулятора трения. Электронный регулятор трения подключается к узлу трения. В процессе работы в узле трения выделяется некоторое количество теплоты, которое нагревает поверхности узла трения и напрямую связана с величиной коэффициента трения. Температура поверхностей трения фиксируется термодатчиком 1, автоматически преобразуясь в электрический сигнал. Данный сигнал несет информацию о фрикционных процессах, происходящих в зоне трения, усиливается блоком усиления сигнала 2 и через блок управления электрическим полем 3 задает величину и направление внешнего электрического поля подаваемого на узел трения устройством подачи постоянного электрического напряжения 4.
Электрическое поле, воздействуя на плазменные и постплазменные процессы, происходящие в области трения, влияет на величину адгезионной составляющей силы трения, ускоряет процессы формирования в зоне трения смазочных структур. Последнее сокращает время приработки, уменьшает интенсивность изнашивания, повышает ресурс и работоспособность узлов трения, в несколько раз.
Исследование поверхности контртел (тело о которое осуществляется трение) показало, что снижение износа истираемого индентора (тела трения) происходит параллельно с усилением формирования смазочных слоев и уменьшением разрушения материала контртела.
Пример действия электронного регулятора трения на трение и износ металлополимерного сопряжения поясняет график, приведенный на фиг.2, который получен для полиэтилена (а), для полипропилена (б), для полиамида (в) и показывает зависимость весового износа М от величины и знака, подаваемого потенциала V. Знак соответствует знаку потенциала, создаваемого на металлическом контртеле.
Таким образом, предложенный электронный регулятор трения позволяет уменьшить износ материалов, снизить коэффициенты трения, сократить время приработки, ингибировать коррозионные процессы, препятствовать водородному и эрозионному изнашиванию, усилить адгезию смазочных материалов.