Устройство для измерения износа образцов на машине трения

Полезная модель относится к области испытаний материалов на износ и может быть использована для измерения суммарного линейного износа конструкционных материалов.
Известно устройство для измерения износа образцов на машине трения, описанное в способе измерения износа образцов на машине трения и содержащее исследуемые образцы, колодку, ролик, ведущий вал, нагрузочное устройство, датчик линейного износа, регистрирующий прибор и ванночку с маслом для смазывания образцов (см. пат. РФ №2141107, G01N 3/56.
Недостаток данного устройства заключается в определении суммарного линейного износа только в пределах одного испытания, после чего образец необходимо снимать и взвешивать, тем самым необходимо прирабатывать триботехническую пару заново. Также указанное устройство не позволяет учитывать изменение линейных размеров за счет температуры.
Техническая задача полезной модели заключается в сокращении затрат времени, необходимого для проведения измерений износа исследуемого образца, а также в обеспечении возможности учитывать изменение линейных размеров за счет температуры.
Поставленная задача решается тем, что в известном устройстве для измерения суммарного линейного износа на машине трения, содержащем колодку, ролик, ведущий вал, нагрузочное устройство, датчик линейного износа, согласно изменению, датчик линейного износа представляет собой упругую пластину, на которой закреплены два тензосопротивления, по одному на верхней и нижней плоскости пластины, электрически соединенные друг с другом по мостовой схеме, и выполнен с возможностью подключения к схеме измерения электрического сопротивления и обработки информации, причем упругая пластина одним концом жестко закреплена к машине трения, а вторым опирается на верхнюю поверхность колодки.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
- на фиг. 1 схематично изображено заявляемое устройство;
- на фиг. 2 схематически изображена электрическая схема соединения тензосопротивлений между собой;
- на фиг. 3 схематично изображена тарировка тензосопротивления.
Устройство для измерения износа образцов на машине трения содержит колодку 1 для крепления исследуемого образца (на фиг. не показан), ролик 2 (фиг. 1), датчик линейного износа, который представляет собой тензобалку 3 (фиг. 1, 3) в виде упругой пластины из пружинной стали, например, марки 40КХНМ (ГОСТ 10994-74) с высоким модулем упругости (Е=200000 МПа). Упругая пластина 3 одним концом жестко закреплена к машине трения, а вторым опирается на верхнюю поверхность колодки 1, к нижней поверхности которой прикреплен исследуемый образец. На упругой пластине 3 закреплены два тензосопротивления 4 (фиг. 1, 3), например, марки 2ПКБ-10-200 (ТУ 2Б-01-100-68) по одному на верхней и нижней плоскости пластины 3. Датчик линейного износа выполнен с возможностью подключения к схеме измерения электрического сопротивления и обработки информации, включающей тензоусилитель 5, цифровой вольтметр 6, блок сопряжений 7 и ЭВМ 8 (фиг. 1). Тензосопротивления 4 соединены электрически между собой по мостовой схеме (фиг. 2) и подключены к тензоусилителю 5.
Заявляемое устройство обеспечивает увеличение его чувствительности за счет расположения тензосопротивлений в зоне растягивающих и сжимающих напряжений, а также позволяет учитывать изменение линейных размеров за счет температуры. Корректировка температурных изменений производится переменным сопротивлением до тех пор, пока показания вольтметра не станут равны нулю. В данном устройстве для усиления сигнала может быть использован тензоусилитель 8АНЧ-7М.
Устройство для измерения износа образцов на машине трения работает следующим образом.
После установки образцов в рабочее положение на корпус машины трения устанавливается датчик износа таким образом, чтобы предварительный прогиб тензобалки 3 составил 1 мм, что примерно соответствует 3В по цифровой индикации вольтметра 6. Пару трения нагружают по оси силы N (фиг. 1). В процессе исследования по мере стирания исследуемого образца тензобалка 3 изгибается вслед за опускающейся колодкой 1. Информация об образующимся изгибе тензобалки 3 передается на электронно-вычислительный комплекс посредством цифрового вольтметра 6, который преобразует аналоговую информацию в цифровую и передает ее на ЭВМ 8 через блок сопряжений 7, где происходит статистическая обработка информации и выдача результатов в виде цифровой информации.
Тарировка тензосопротивлений 4 производится за счет выставления в ноль тензобалки 3 индикатором 9 и микрометрическим винтом 10 (фиг. 3). Цифровая информация с тензосопротивления фиксируется вычислительным комплексом.
Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет сократить затраты времени, необходимого для проведения измерений износа исследуемого образца, а также обеспечить возможность учитывать изменение линейных размеров за счет температуры. Кроме того, заявляемое устройство обеспечивает увеличение его чувствительности за счет расположения тензосопротивлений в зоне растягивающих и сжимающих напряжений.