Устройство для ускоренных испытаний образцов на износостойкость
DEVICE FOR ACCELERATED TESTING OF SAMPLES FOR WEAR RESISTANCE

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использована для проведения испытаний образцов на износостойкость.
Известно устройство для сравнительных испытаний материалов на стойкость к абразивному изнашиванию при их перемещении в незакрепленном абразиве (патент РФ № 2654951, МПК G01N 3/56, 2017). Несколько испытуемых образцов крепятся к поверхности цилиндрической оправки под определенным углом относительно плоскости ее вращения равноудаленно по оси в разных сечениях, образуя на ней винтовую линию. Оно дает возможность проведения ускоренных сравнительных испытаний на абразивную износостойкость нескольких образцов одновременно.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является принятое в качестве прототипа «Устройство для испытания образцов на абразивную износостойкость» (Авторское свидетельство СССР № 1633344, «Устройство для испытания материалов на изнашивание», опубл. 07.03.1991, МПК G01N 3/56), состоящее из основания, механизма протяжки абразивной ленты, опорного элемента, механизма нагружения и держателя образца.
Устройство работает по принципу защемления абразивной ленты между вращающимся образцом и опорным элементом в виде барабана.
Известные устройства имеет ряд недостатков. В частности, для обеспечения стабильных условий испытания материала необходимо обеспечить постоянный контакт поверхности образца с абразивной лентой, в течении всего времени испытания, такое возможно только при использовании специально подготовленных образцов, имеющих цилиндрическую форму. Нарушение стабильности условий испытания при проведении опыта на неподготовленном образце не позволяет обеспечить точность результатов абразивного износа.
Технической задачей предлагаемого изобретения является упрощение конструкции и обеспечение стабильности испытаний за счет исключения неравномерности подачи абразива в зону контакта.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для ускоренных испытаний образцов на износостойкость, содержащем ротор с осью и устройством для шлифования с абразивной лентой и держатель образцов, согласно изобретению, держатель выполнен в виде подпружиненной пластины с радиальной подачей до контакта с абразивной лентой и смонтировано на одной платформе станка.
Изобретение поясняется чертежом, на котором представлено устройство для ускоренных испытаний образцов на износостойкость, вид сбоку.
Устройство для ускоренных испытаний образцов на износостойкость содержит ротор с осью 1, устройство для шлифования с абразивной лентой 2, держатель 3, пластину 4 с прикрепленным образцом, электродвигатель с регулятором оборотов 5, пружину 6 и суппорт 7 (часть станка). Все части устройства основаны на одной платформе станка.
На корпусе держателя 3 установлена пластина 4 с прикрепленным образцом и пружиной 6. Пружина 6 давит на пластину 4 с регулируемой нагрузкой. Корпус 3 установлен на суппорте 7 для обеспечения радиальной подачи и контакта с абразивной лентой 2. Ротор с осью 1 предназначен для крепления и передачи вращательного движения на гриндер с абразивной лентой 2. Пластина 4 предназначена для  закрепления образца и для передачи на него усилия за счет тарированных пружин. Измерение силы прижатия образца к абразивной ленте 2 производится по величине  деформации пружины 6.  Пятно контакта абразивной ленты 2 и пластины 4 с закрепленным образцом должно быть расположено по центру образца на пластине 4. Образец плоский и (или) любой формы с нанесённым покрытием предназначен для испытаний на износостойкость. Крепление образца к пластине 4 может быть механическим или магнитным. Устройство для шлифования с абразивной лентой с шириной 10-30 мм, изнашивающим образец 4.
Устройство работает следующим образом.
Включают электродвигатель на выбранных оборотах, суппорт 7 с образцом 4 подводят к движущейся абразивной ленте 2 на оси 1 до соприкосновения с образцом 4, с усилием, контролируемым по деформации пружин 6. Через промежуток времени, достаточный для получения нужного износа пластины 4 (обычно 1-5 минут) выключают электродвигатель. Пластину 4 (образец) демонтируют, и проводят исследования по определению характеристик износа для сравнения с эталоном. Процесс повторяют для следующего образца.
Устройство позволяет упростить конструкцию, обеспечить укоренные сравнительные испытания образцов и улучшить стабильность за счет обеспечения стабильной нагрузки контакта получения характеристик износа за сравнительно короткое время (при практическом применении устройства затраты времени на испытание одного образца составили около 5 минут).
Применение абразивных лент 2 обеспечивает стабильность характеристик процесса изнашивания образца за счет неизменной структуры и величины зерна рабочего тела, постоянства нагрузки в зоне контакта и скорости взаимодействия образца и инструмента.
Применение абразивных лент 2 различной зернистости обеспечит, разнообразие применения устройства для широкого спектра задач определения сравнительной износостойкости материалов.