RU2396541C1 - Машина для испытания образцов на трение и износ - Google Patents
Машина для испытания образцов на трение и износ Download PDFInfo
- Publication number
- RU2396541C1 RU2396541C1 RU2008152946/28A RU2008152946A RU2396541C1 RU 2396541 C1 RU2396541 C1 RU 2396541C1 RU 2008152946/28 A RU2008152946/28 A RU 2008152946/28A RU 2008152946 A RU2008152946 A RU 2008152946A RU 2396541 C1 RU2396541 C1 RU 2396541C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- samples
- carriage
- machine
- shaft
- friction
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к испытательной технике. Машина содержит станину, на которой установлен электродвигатель, посредством механических передач связанный с нижним образцом через вращающийся датчик момента трения и с верхним образцом, закрепленным на выходном валу откидной каретки, которая установлена на подвижном в осевом направлении суппорте, механизм радиального нагружения образцов и системы измерения параметров испытания. Машина дополнительно снабжена устройством для осевого нагружения образцов. Вал верхнего образца выполнен подвижным в осевом направлении и связан с устройством осевого нагружения образцов через шарнир, ось вращения которого совпадает с осью вращения вала. Технический результат: повышение достоверности, надежности результатов испытаний и расширение области применения 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к испытательной технике, а именно к машинам для испытания образцов на трение и износ (машины трения).
Известны машины трения, обеспечивающие испытания вращающихся образцов в условиях торцевого трения, когда вектор нормальной нагрузки на пару трения совпадает по направлению с осью вращения (см. Основы трибологии. Под редакцией академика А.В.Чичинадзе. М.: Машиностроение. 2001. С.664, стр.580-583).
Недостатком таких машин является ограниченность возможных схем испытаний.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой машине является выбранная в качестве прототипа машина для испытания материалов на трение и износ ИИ 5018, содержащая станину, на которой установлен электродвигатель, посредством механических передач связанный с нижним образцом через вращающийся датчик момента трения и с верхним образцом, закрепленным на выходном валу откидной каретки, которая установлена на подвижном в осевом направлении суппорте, механизм радиального нагружения образцов и системы измерения параметров испытания (см. Браун Э.Д., Горбунов В.Н., Смушкович Б.Л. Методы и оборудование для прогнозирования фрикционно-износных характеристик узлов трения продукции тяжелого машиностроения. Тяжелое машиностроение: 2001, №4, с.15-18. Машина для испытания материалов на трение и износ ИИ 5018. Проспект ОАО «ТОЧПРИБОР», г.Иваново, 2001 г.).
Недостатком прототипа является возможность проведения испытаний только при одной (радиальной) схеме нагружения, что сужает область применения и не позволяет учитывать дополнительные компоненты нагрузки, действующей в реальных условиях.
Задачей настоящего изобретения является повышение достоверности и надежности результатов испытаний и расширение области применения за счет создания новых технических возможностей.
Указанная цель достигается тем, что машина для испытания образцов на трение и износ, содержащая станину, на которой установлен электродвигатель, посредством механических передач связанный с нижним образцом через вращающийся датчик момента трения и с верхним образцом, закрепленным на выходном валу откидной каретки, которая установлена на подвижном в осевом направлении суппорте, механизм радиального нагружения образцов и системы измерения параметров испытания, дополнительно снабжена устройством для осевого нагружения образцов, а вал верхнего образца выполнен подвижным в осевом направлении и связан с устройством осевого нагружения через шарнир, ось вращения которого совпадает с осью вращения вала, последовательно с выходным валом каретки установлен датчик силы, машина также снабжена стопором, фиксирующим каретку в положении, при котором продольные оси обоих образцов совпадают, а расстояния между осью поворота каретки и осью вращения каждого из образцов равны между собой.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая машина отличается тем, что она дополнительно снабжена устройством для осевого нагружения образцов, а вал верхнего образца выполнен подвижным в осевом направлении и связан с устройством осевого нагружения через шарнир, ось вращения которого совпадает с осью вращения вала, последовательно с выходным валом каретки установлен датчик силы, машина также снабжена стопором, фиксирующим каретку в положении, при котором продольные оси обоих образцов совпадают, а расстояния между осью поворота каретки и осью вращения каждого из образцов равны между собой.
На фиг.1 показана принципиальная схема предлагаемой машины, на фиг.2 - узел каретки, на фиг.3 «а-е» - схемы испытаний на машине.
На машине (один из вариантов) испытываются два цилиндрических образца - нижний 1 и верхний 2, один из которых может иметь реборду (фиг.1 и 2).
Оба образца имеют привод от одного электродвигателя 3 через плоскозубчатую ременную передачу 4 и далее через шкив 5 на нижний образец 1 и шкив 6 на верхний образец 2. Шкивы 5 и 6 сменные, с их помощью меняют относительную скорость вращения образцов, т.е. величину проскальзывания.
Нижний образец 1 установлен на валу 7, движение которому передается через датчик 8 момента трения с бесконтактным токосъемом, сигнал с которого, пропорциональный величине момента трения, передается на вторичный измерительный прибор (на чертеже не показан).
Верхний образец 2 установлен на выходном валу 9 откидной каретки 10, уравновешенной пружинным (или грузовым) механизмом 11, и получает вращение через зубчатую передачу 12-13, размещенную внутри каретки. Приложение радиальной нагрузки Рр к образцу осуществляется с помощью нагружающего устройства 14 любого типа (пружинное, как на чертеже, пневматическое или другое) путем поворота каретки 10 вокруг шарниров (подшипников) стоек подвижного суппорта 15.
Таким образом, каретка 10 имеет 2 степени свободы: поворот вокруг оси Ок и осевое перемещение вместе с подвижным суппортом 15 вдоль этой оси, что позволяет вводить или выводить из контакта образцы 1 и 2.
Валы 16 и 17 могут разъединяться путем отключения муфты 18. При этом вал 17 можно стопорить (стопор на чертеже не показан), благодаря чему образец 2 становится неподвижным и коэффициент проскальзывания между образцами, соответственно, равен 100%.
Выходной вал 9 установлен в каретке 10 на подшипниках 19, которые наряду с вращением позволяют также его осевое перемещение. Для этой цели подходят подшипники качения (например, игольчатые, роликовые) или скольжения. Одно из зубчатых колес передачи 12-13, имеющее большую твердость, выполнено шире, чем другое, для компенсации осевого перемещения вала. На одном конце вала 9 крепится верхний образец 2 с ребордой или без нее. В последнем случае реборду имеет образец 1 (показано пунктиром).
На фиг.1 показан также дополнительный вариант установки вала 9 с возможностью только осевого перемещения, например на шлицах или шпонке, внутри полого стакана, вращающегося в подшипниках 19 от зубчатой передачи 12-13.
К корпусу каретки 10 крепится нагружающее устройство 20. Оно может быть пневматическим, как показано на чертеже, но также пружинным, гидравлическим, рычажно-грузовым и т.п.
Подвижный шток 21 пневмоцилиндра 22 (мембранного или поршневого типа) через шарнир 23 (шарик или упорный подшипник) передает осевую нагрузку Р0 на пару трения 1-2. Ось вращения шарнира 23 совпадает с линией действия осевой нагрузки и осью вращения вала 9 верхнего образца 2, благодаря чему шарнир не препятствует вращению вала.
Последовательно с выходным валом 9 верхнего образца установлен датчик осевой нагрузки 24 (непосредственно на валу 9 или на штоке 21, как на чертеже).
Выключение осевого перемещения вала 9 может осуществляться, например, стопорной вилкой 25.
Конструкция обеспечивает высокую точность передачи радиальной нагрузки Р0 на реборду, так как потери в подшипниках 19 при осевом перемещении вала 9 минимальны в связи с тем, что скорость его поступательного перемещения (по мере износа пары реборда - торец колеса) мала по сравнению с окружной скоростью в подшипнике.
Все части машины установлены на станине 26.
Каретка 10 (фиг.2) имеет два начальных рабочих положения: нижнее I и верхнее II.
В нижнем положении она может жестко фиксироваться относительно станины 26, например, съемным стопором 27, так чтобы оси O1 (вал 7 и образец 1) и О2 (вал 9 и образец 2) совпали. Это возможно, если расстояния между осью поворота каретки Ок (вал 17) и осью вращения каждого из образцов O1 и О2 одинаковы и равны R.
Положения каретки I и II симметричны относительно горизонтальной оси, проходящей через ось поворота каретки Ок, т.е. центры образцов O1 и О2 расположены на равном расстоянии d/2 от этой горизонтальной оси (здесь d - диаметр образца).
На машине возможно испытание различных пар трения при разных коэффициентах проскальзывания в диапазоне от 0 (качение) до 100%.
Основные схемы испытаний показаны на фиг.3 «а-е».
Для наглядности, независимо от вида образца, образцы, закрепленные на валу 7, имеют выноску 1, а на валу каретки 9 - выноску 2.
Испытание по схеме 3а «диск 1 - диск 2» при разных коэффициентах проскальзывания образцов является базовым для данного типа машин и сохраняется в предлагаемой конструкции. Реализация остальных схем возможна только с использованием предлагаемой конструкции.
Схема 3б моделирует пару трения «колесо с ребордой (образец 2) - рельс (образец 1)». Испытание осуществляется при двухкомпонентном нагружении: радиальной Рр и осевой Ро нагрузками.
Испытания по схеме «вал - втулка» проводятся в режиме прямой «вал 1 - втулка 2» (фиг.3в) или обратной «вал 2 - втулка 1» (фиг.3г) пары трения. Втулка выполнена самоустанавливающейся и фиксируется в корпусе захвата 28 штифтом 29. При этом положение каретки определяется вхождением образца «вал» в образец «втулка». На образцы действует только радиальная нагрузка Рр.
Испытания по схемам 3д и 3е осуществляются при жестко фиксированном с помощью стопора 27 положения каретки, в котором оси образцов 1 и 2 совпадают. Нагрузка только осевая Ро. В качестве примера показана схема 3д - испытание кольцевых образцов 1 и 2 при трении по торцам. Она соответствует, например, испытаниям на фрикционную теплостойкость и характеризуется коэффициентом взаимного перекрытия 1. Головки 30 и 31 стандартизованные и обеспечивают самоустанавливаемость образцов.
Испытания по схеме 3е «диск - палец» соответствуют коэффициенту взаимного перекрытия 0. Три образца «палец» устанавливаются на одинаковом радиусе r в диске 32 под углом 120°. Радиус может меняться. Диск 2 является истирающим. Он связан с компенсационной муфтой 33, имеющей осевую и угловую податливость при высокой крутильной жесткости, благодаря чему обеспечивается самоустанавливаемость диска 2 в процессе испытаний.
Работа на машине осуществляется следующим образом. На валы 7 и 9 устанавливаются образцы 1 и 2. Затем путем поворота и осевого перемещения каретки 10 образцы приводятся в соприкосновение (контакт) при минимальной нагрузке, образуя выбранную пару трения. Включают привод машины и плавно увеличивают нагрузку на образцы до заданной. Рабочему режиму может предшествовать режим притирки, например, до стабилизации момента трения.
В процессе испытания измеряются параметры трения, в т.ч.: момент трения, сила прижима образцов, частота вращения, путь трения, работа трения, температура. Износ определяется взвешиванием образцов или другими известными методами.
Переустановка образцов на валах 7 и 9 осуществляется, например, с помощью сменных оправок 33 и 34, как показано на фиг.3.
Направления вращения образцов n1 и n2 (фиг.2) всегда противоположны, причем n1>n2. Но линейные скорости v1 и v2 совпадают по направлению, т.е. вычитаются, в положении I каретки и, наоборот, противоположны по направлению, т.е. суммируются, в положении II каретки. Поэтому в положении II каретки можно добиться увеличения вдвое относительной скорости образцов.
Таким образом, предлагаемая конструкция обеспечивает двухкомпонентное (радиальное и(или) осевое) нагружение пары трения, возможность работы в двух положениях каретки (верхнем и нижнем), и за счет этого обеспечивается расширение технических возможностей машины в части моделирования различных пар трения.
Claims (3)
1. Машина для испытания образцов на трение и износ, содержащая станину, на которой установлен электродвигатель, посредством механических передач связанный с нижним образцом через вращающийся датчик момента трения и с верхним образцом, закрепленным на выходном валу откидной каретки, которая установлена на подвижном в осевом направлении суппорте, механизм радиального нагружения образцов и системы измерения параметров испытания, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена устройством для осевого нагружения образцов, а вал верхнего образца выполнен подвижным в осевом направлении и связан с устройством осевого нагружения образцов через шарнир, ось вращения которого совпадает с осью вращения вала.
2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что последовательно с выходным валом каретки установлен датчик силы.
3. Машина по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена стопором, фиксирующим каретку в положении, при котором продольные оси обоих образцов совпадают, а расстояния между осью поворота каретки и осью вращения каждого из образцов равны между собой.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008152946/28A RU2396541C1 (ru) | 2008-12-31 | 2008-12-31 | Машина для испытания образцов на трение и износ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008152946/28A RU2396541C1 (ru) | 2008-12-31 | 2008-12-31 | Машина для испытания образцов на трение и износ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008152946A RU2008152946A (ru) | 2010-07-10 |
RU2396541C1 true RU2396541C1 (ru) | 2010-08-10 |
Family
ID=42684363
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008152946/28A RU2396541C1 (ru) | 2008-12-31 | 2008-12-31 | Машина для испытания образцов на трение и износ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2396541C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104792636A (zh) * | 2014-01-21 | 2015-07-22 | 华东理工大学 | 一种可变环境的胶辊摩擦磨损试验装置 |
RU176180U1 (ru) * | 2017-04-17 | 2018-01-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Устройство для триботехнических испытаний пар трения из конструкционных материалов |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106769587A (zh) * | 2017-02-28 | 2017-05-31 | 上海核工程研究设计院 | 一种多试样磨损试验装置 |
CN108152120A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-06-12 | 东北大学 | 一种滑动摩擦疲劳试验机 |
CN109030269B (zh) * | 2018-09-11 | 2023-10-27 | 四川省机械研究设计院(集团)有限公司 | 一种宽温可控气氛原位球盘摩擦磨损试验机 |
-
2008
- 2008-12-31 RU RU2008152946/28A patent/RU2396541C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104792636A (zh) * | 2014-01-21 | 2015-07-22 | 华东理工大学 | 一种可变环境的胶辊摩擦磨损试验装置 |
CN104792636B (zh) * | 2014-01-21 | 2017-09-22 | 华东理工大学 | 一种可变环境的胶辊摩擦磨损试验装置 |
RU176180U1 (ru) * | 2017-04-17 | 2018-01-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Устройство для триботехнических испытаний пар трения из конструкционных материалов |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008152946A (ru) | 2010-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2396541C1 (ru) | Машина для испытания образцов на трение и износ | |
RU188751U1 (ru) | Устройство для определения трибологических характеристик материалов | |
CN101832898B (zh) | 一种卧式端面摩擦磨损试验机 | |
CN105021338B (zh) | 一种用于微型拉扭疲劳试验机的扭矩测量装置及方法 | |
US11422061B2 (en) | Test bench arrangement for testing a multi-plate clutch | |
US10281388B2 (en) | Tester to estimate co-efficient of friction and determine properties of a sample lubricant | |
JP5873125B2 (ja) | 摩擦試験機及び摩擦試験方法 | |
JP2014167471A (ja) | 軸受試験装置 | |
US4092855A (en) | Dynamometer and coupling for a test stand | |
CN109632161A (zh) | 一种滚动轴承摩擦力矩测试机 | |
CN108896425A (zh) | 一种高速重载摩擦磨损测试装置及其测试方法 | |
CN109540782A (zh) | 一种销盘式摩擦磨损试验机 | |
JP7230210B2 (ja) | 試験スタンドおよび軸受を試験するための方法 | |
CN110887590B (zh) | 一种高速轴承摩擦试验机 | |
JP2001502807A (ja) | 潤滑油の機能有効性を検出する方法 | |
US3797304A (en) | Torque load applying testing apparatus | |
CN106840672A (zh) | 配对轴承差动保持架动态特性试验装置 | |
CN107991045A (zh) | 线接触滑动摩擦振动噪声试验台 | |
RU2381481C1 (ru) | Машина для испытания материалов на трение и износ | |
RU2379654C1 (ru) | Машина для испытания материалов на трение и износ | |
RU2344399C2 (ru) | Стенд для испытания подшипников качения на долговечность | |
RU203203U1 (ru) | Устройство для определения коэффициента трения смазочных материалов | |
JPH01136048A (ja) | 摩耗試験機 | |
PL223397B1 (pl) | Urządzenie do bezstykowego badania tarcia w skojarzeniach ciernych i łożyskach ślizgowych | |
RU2743496C1 (ru) | Машина для определения усталостно-фрикционных свойств материалов |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120101 |