МАШИНА ТРЕНИЯ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ ДЕТАЛЕЙ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИХ МАШИН НА АБРАЗИВНЫЙ ИЗНОС

Полезная модель относится к испытательной технике, в частности к устройствам для испытания материалов деталей почвообрабатывающих машин, работающих в условиях абразивного изнашивания.
Известна машина трения для испытания на абразивный износ [1]. Она содержит емкость с абразивом, привод ротора, рычажное устройство для регулирования давления абразива на испытуемые образцы, которые расположены на роторе. Эта машина имеет ограниченные технологические возможности, так как предназначена для имитации работы кузовов самосвалов, бункеров и т.п. и не позволяет имитировать условия работы деталей почвообрабатывающих машин.
Известна установка [2] для испытания на износ материалов рабочих органов почвообрабатывающих машин. Она содержит станину, привод возвратно-поступательного перемещения, который связан с держателем образцов, образцы закрепляются на держателе. С помощью механизма привода и узла нагружения осуществляется взаимодействие образцов с абразивной смесью. В процессе испытания образцов на данной установке держатель совершает возвратно-поступательное движение. При этом образцы вместе с держателем под воздействием узла нагружения углубляются в имитатор почвы, в результате абразивная смесь вытесняется из зоны контакта с образцами, не создается достаточного давления абразива на испытываемую поверхность для получения эффекта микрорезания, царапания поверхности образца. Это увеличивает время испытаний и снижает степень достоверности полученных результатов испытаний.
В качестве прототипа выбрана конструкция стенда [3]. Этот стенд представляет собой цилиндрический барабан, который неподвижно
закреплен на раме. Внутри барабана на подшипниках установлен вал, на котором на равных расстояниях один от другого размещены рычаги-кронштейны. В проточках рычагов закрепляются испытываемые образцы. Конструктивное смещение кронштейнов на 90° один относительно другого способствует перемешиванию абразивной массы во время испытания, но не способствует получению достаточного уплотнения абразивной массы и созданию необходимого давления на испытываемую поверхность для получения качественного истирания образцов. Следовательно, условия при испытании образцов на этом стенде значительно отдалены от реальных условий эксплуатации деталей почвообрабатывающих машин.
Предлагаемое техническое решение состоит в возведении испытаний на максимально высокий уровень приближения к реальным условиям эксплуатации сменных рабочих органов почвообрабатывающих машин, увеличении производительности испытаний путем создания адекватных условий силового взаимодействия испытуемого образца с абразивной массой. Это достигается расположением испытываемых образцов от 1 до 8 штук на цилиндрической поверхности ротора, который установлен вертикально в неподвижном контейнере с абразивной смесью. Во время вращения ротора происходит процесс уплотнения абразивной смеси, что способствует активному микрорезанию поверхности образца. При этом циклический характер нагружения и возникающее давление со стороны абразивной смеси на образец в ограниченном объеме контейнера способствуют интенсивному съему материала с поверхности образца. Угол охвата цилиндрической поверхности ротора сыпучим абразивом (200÷210)° определяет путь трения испытываемых образцов в абразивной смеси, а счетчик оборотов позволяет определить наработку образцов. Возможность применения при испытаниях сменных роторов разного диаметра, варьирования числа оборотов вала электродвигателя и изменения передаточного числа коробки передач позволяет получать ускоренные результаты испытаний образцов при разных скоростных режимах изнашивания. Перечисленные возможности
предлагаемой конструкции отсутствуют у ранее рассмотренных аналогов и работают на получение достоверных результатов, и создают необходимые условия испытания материалов для рабочих органов почвообрабатывающих машин.
Машина трения для испытания материала деталей почвообрабатывающих машин на абразивный износ (фиг.1) содержит раму 1, на которой закреплен контейнер 2 с ротором 3 и электропривод, состоящий из электродвигателя 4, муфты 5 и коробки передач 6. Ротор закреплен на выходном валу коробки передач и имеет возможность вращения внутри контейнера. Испытываемые образцы 7 закреплены на цилиндрической поверхности ротора в количестве от 1 до 8 штук, что позволяет значительно сократить время получения результата сравнительных испытаний. В контейнере находится абразивная смесь 9. Угол охвата цилиндрической поверхности ротора 3 абразивной смесью 9 (200÷210)° определяет путь трения испытываемых образцов 7, а счетчик оборотов 8 определяет наработку образцов.
Машина трения на абразивный износ работает следующим образом. Вращение ротора 3 с закрепленными на нем испытуемыми образцами 7 осуществляется от электродвигателя 4 через муфту 5 и коробку передач 6. Путем включения одного из зацеплений зубчатых колес в коробке передач обеспечивается требуемая частота вращения ротора 3 и линейная скорость движения образцов 7 в абразивной смеси 9. Возможность применения при испытаниях сменных роторов 3 разного диаметра и изменения числа оборотов электродвигателя 4 также расширяет скоростные режимы исследования абразивного износа.
При вращении ротора 3 с угловой скоростью ω происходит непрерывное пересыпание, перемешивание и втягивание абразивной смеси 9 в начальную зону контакта с поверхностью образца 7 (фиг.2). Этим обеспечивается уплотнение абразивной смеси и создание давления абразивных частиц на поверхность образца для обеспечения процессов микрорезания и царапания.
Величина давления  абразивной смеси на образец в процессе изнашивания
изменяется циклически, что характерно для работы деталей почвообрабатывающих машин. Необходимый угол охвата ротора абразивной смесью (200÷210)° обеспечивается уровнем абразивного материала в контейнере. Чем больше угол охвата ротора, тем больше путь трения образца в абразивной смеси и тем меньше время испытания образцов на износ. Такого свойства нет ни у одного из рассмотренных аналогов.
Применение машины трения на абразивный износ предлагаемой конструкции обеспечивает возведение испытаний на максимально высокий уровень приближения к реальным условиям эксплуатации сменных рабочих органов почвообрабатывающих машин, работающих в условиях абразивного изнашивания. При исследованиях в таких условиях повышается достоверность результатов испытаний и качество прогнозирования при применении тех или иных конструкционных материалов.
АНАЛОГИ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ:
1. Патент РФ №2071602 С1, кл. G01N 3/56, 10.01.1997.
2. Патент РФ №2089879 С1, кл. G01N 3/56, 10.09.1997.
3. Рейш А.К. Повышение износостойкости строительных и дорожных машин. - М.: Машиностроение, 1986, с.36, рис.14.