SU1548705A1 - Method and apparatus for testing materials in abrasive compound - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области испытаний материалов на изнашивание и может быть использовано дл  оценки работоспособности деталей сельхозмашин. Цель изобретени  - повышение точности за счет стабилизации усили  перемещени  образцов относительно абразивной массы. Устройство содержит барабан 1 с полостью дл  абразивной массы 2, внутри которой установлены с возможностью вращени  относительно валов образцы 6. К валу 8 присоединен электрический генератор 10, в электрическую цепь которого включен вольтметр 12. При вращении барабана 1 абразивна  масса 2 уплотн етс  и увлекает помещенные в ней образцы 6, вращение которых индуцирует ЭДС. В процессе испытани  значени  ЭДС поддерживают посто нными. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.The invention relates to the field of testing materials for wear and can be used to assess the performance of parts of agricultural machinery. The purpose of the invention is to improve accuracy by stabilizing the effort of moving the samples relative to the abrasive mass. The device contains a drum 1 with a cavity for an abrasive mass 2, inside which samples 6 are mounted for rotation relative to the shaft. An electric generator 10 is connected to the shaft 8 and a voltmeter 12 is connected to the electrical circuit. When the drum 1 rotates, the abrasive mass 2 condenses and carries the placed there are 6 samples in it, the rotation of which induces an emf. During the test, the EMF values are kept constant. 2 sec. and 1 z. p. f-ly, 4 ill.

Description

Изобретение относитс  к области испытаний материалов на изнашивание и может быть использовано дл  оценки работоспособности деталей сельхозмашин .The invention relates to the field of testing materials for wear and can be used to assess the performance of parts of agricultural machinery.

Цель изобретени  - повышение точности за счет стабилизации усили  перемещени  образцов относительно абразивной массы и приближени  условий испытани  к реальным.The purpose of the invention is to improve the accuracy by stabilizing the effort of moving the samples relative to the abrasive mass and bringing the test conditions to real.

На фиг,, 1 изображено устройство дл  реализации способа; на фиг. 2 - зависимость износа образца от продолжительности испытани ; на фиг. 3 - зависимость изменени  напр жени  з электрической цепи электродвигател  (генератора) от продолжительности испытани ; на фиг. 4 - характер износа образцов предлагаемым и известным способами.Fig, 1 shows a device for implementing the method; in fig. 2 shows the dependence of sample wear on the test duration; in fig. 3 - dependence of voltage variation from the electric circuit of an electric motor (generator) on the duration of the test; in fig. 4 - the nature of the wear of the samples proposed and known methods.

Устройство содержит барабан 1 с полостью дл  абразивной массы 2, приводной двигатель 3 дл  вращени  барабана 1, жестко св занный с приводным валом 4 на котором установлен фланец 5 барабана 1, Внутри полости барабана 1 размещены образцы и Закрепленные в держател х 7 вала 8 дл  вращени  образцов 6, который жестко св зан с  кооем 9 электрического генератора 10, установленного соосно с приводным двигателем 3. В электрическую цепь генератора 10 включено разгрузочное сопротивлениеThe device contains a drum 1 with a cavity for abrasive mass 2, a drive motor 3 for rotating the drum 1, rigidly connected to the drive shaft 4 on which the flange 5 of the drum 1 is mounted. samples 6, which is rigidly connected with coi 9 of the electric generator 10 installed coaxially with the driving motor 3. The discharge circuit of the generator 10 is connected to the electrical circuit

11 и вольтметр 12. i11 and a voltmeter 12. i

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

Включают двигатель 3 и начинают вращать барабан 1 с заданной угловой скоростью. Абразивна  масса 2 под действием центробежных сил уплотн етс  и увлекает за собой размещенные в ней образцы 6, которые вместе с держателем 7 и жестко св занной с ним осью 8 начинают вращатьс  с той же скоростью, что и барабан 1. При этом изнашивание образцов 6 не происходит , так как относительно абразив™ ной массы 2 они неподвижные После стабилизации скорости вращени  барабана 1 включают нагрузочное сопротивление 11 в цепь генератора 10„ При этом скорость вращени   кор  9, жестко св занного с осью 8, уменьшитс . Соответственно уменьшитс  и скорость вращени  образцов 6Р установленных на кронштейне, жестко св -анном с осью 8. Благодар  возникшей разностиTurn on the engine 3 and begin to rotate the drum 1 with a given angular velocity. The abrasive mass 2 under the action of centrifugal forces compresses and carries samples 6 placed in it, which, together with the holder 7 and the axis 8 rigidly connected with it, begin to rotate at the same speed as the drum 1. At the same time, the wear of the samples 6 This happens because they are motionless relative to abrasive mass 2. After the rotational speed of the drum 1 stabilizes, load resistance 11 is connected to the generator circuit 10 In this case, the rotational speed of the core 9, which is rigidly connected to the axis 8, decreases. Accordingly, the speed of rotation of the 6P specimens mounted on a bracket rigidly connected to the axis 8 will decrease. Due to the difference

5five

00

скоростей вращени  абразивной массы 2 и образцов 6 последние начинают i изнашиватьс . По истечении некоторого времени начинают измен тьс  услови  взаимодействи  образцов 6 и абразивной массы 2, т.е. измен ютс  услови  износа, что  вл етс  следствием измельчени  абразивных зеренJ изменени  формы и размеров образцов, температурь и влажности в зоне трени  и других факторов. В конечном итоге мен етс  вращающий момент, который пропорционален силе трени  между абразивной массой 2 и рабочей поверхностью образцов 6. При возрастании силы трени  увеличиваетс  вращающий момент и, наоборот, при ее снижении момент уменьшаетс . Изменение условий износа фиксируетс  включенным в цепь генератора 10 вольтметром 12, напр жение которого увеличиваетс  или уменьшаетс  в зависимости от числа оборотов  кор  9,The rotational speeds of the abrasive mass 2 and samples 6 last begin to wear out. After some time, the conditions of interaction between the samples 6 and the abrasive mass 2 begin to change, i.e. the conditions of wear are changed, which is a consequence of the grinding of abrasive grains; changes in the shape and size of samples, temperature and humidity in the zone of friction, and other factors. Ultimately, the torque changes, which is proportional to the friction force between the abrasive mass 2 and the working surface of the samples 6. As the friction force increases, the torque increases and, conversely, as it decreases, the torque decreases. The change in wear conditions is recorded by a 10 voltmeter 12 connected to the generator circuit, the voltage of which increases or decreases depending on the number of revolutions of the core 9,

Таким образом, чтобы сохранить заданные услови  износа, т.е. вращающий момент на  коре 9 генератора 10 (или силу трени  между образцами 6 и абразивной массой 2), необходимо, ползу сь показани ми вольтметра 12, восстановить первоначальную величину числа оборотов  кор  9. Дл  этого измен ют скорость вращени  вала приводного двигател  3, т.е. барабана 1 с абразивной массой 2,Thus, in order to maintain the specified wear conditions, i.e. the torque on the core 9 of the generator 10 (or the friction force between the samples 6 and the abrasive mass 2), it is necessary, by crawling with the readings of the voltmeter 12, to restore the original speed number of the core 9. To do this, change the speed of rotation of the drive motor shaft 3, t. e. drum 1 with an abrasive mass of 2,

Пример. Дл  испытани  были изготовлены образцы в сюрме клина с отверстием дл  креплени  на кронштейне; одна сторона которого была упрочнена сплавом Сормайт-1 наплавкой угольным электродом вручную и сглажена шлифовкой до толщины 0,5 мм. Материал образцов - Ст.З (эта марка стали, как наименее износостойка , 5 выбрана дл  ускорени  испытаний и получени  наиболее  рко выраженного эффекта самозатачивани  клина. Угол клина вначале испытаний у всех образцов составл л 60°„ Размеры нерабочейExample. For testing, specimens were made in a surmet wedge with a hole for mounting on a bracket; one side of which was reinforced with Sormaite-1 alloy by manual welding with a carbon electrode and smoothed by grinding to a thickness of 0.5 mm. Sample material — St3 (this steel grade, as the least wear-resistant, 5 is selected to accelerate the tests and obtain the most pronounced self-sharpening effect of the wedge. The wedge angle at the beginning of the tests for all samples was 60 °

5five

00

5five

00

части образцов в поперечном сечении 15 х 20 мм„ Перед началом испытаний образцы взвешивались на весах АДВ- 200 М„ Кроме того, начальный профиль клина фиксировалс  на миллиметровой бумаге (дл  сравнени  с профилем изношенного образца). Испытанию подвергались одновременно два образца.parts of samples in cross section 15 x 20 mm. Before testing, the samples were weighed on an ADV-200 M scale. In addition, the initial profile of the wedge was fixed on graph paper (for comparison with the profile of a worn sample). Two samples were tested simultaneously.

В качестве барабана дл  абразивной массы использовалась автопокрышка от мотокол ски. Приводным двигателем служит электродвигатель посто нного тока, питаемый через выпр митель и ЛАТР, а генератором 10 - генератор от легкового автомобил  (с номинальным напр жением 12В). В качестве сопротивлени  11 в цепи генератора 10 использован проволочный реостат . Напр жение измер ли вольтметром с ценой делени  0,1 В. В качестве абразивной массы 2 использовалс  однородный мелкодисперсный речной песок . Дл  каждого испытани  (опыта) в барабан 1 засыпали свежую порцию песка массой 4 кг.As a drum for the abrasive mass, a tire from a motor bike was used. The driving motor is a direct current electric motor fed through a rectifier and a LATR, and the generator 10 is a generator from a passenger car (with a nominal voltage of 12V). As resistance 11, a wire resistor is used in the generator circuit 10. The voltage was measured with a voltmeter with a division value of 0.1 V. Homogeneous fine river sand was used as the abrasive mass 2. For each trial (experiment), a fresh portion of sand weighing 4 kg was poured into the drum 1.

Раскручивание барабана 1 с абразивной массой 2 (песок) производили постепенно (при помощи ЛАТРа) и доводили до 500 об/мин. Во всех опытах данна  скорость вращени  барабана 1 прин та начальной (при испытани х по известному способу эта скорость была посто нной до конца опыта). Пос- ле стабилизации оборотов  кор  9, увлекаемого абразивной массой 2 через образцы 6 (через 3-5 с), на него подавалась нагрузка. Величина нагрузки выбиралась условно, так, чтобы напр жение на вольтметре 12 было равным 5 В. Таким образом, началом испытани  прин того считать момент, когда вал приводного двигател  3 вращаетс  со скоростью 500 об/мин, а напр жение в цепи генератора 5 В.The unwinding of the drum 1 with an abrasive mass of 2 (sand) was made gradually (using LATR) and brought to 500 rpm. In all experiments, this speed of rotation of the drum 1 was accepted (when tested by a known method, this speed was constant until the end of the experiment). After stabilization of the revolutions of the core 9, carried by the abrasive mass 2 through samples 6 (in 3-5 s), a load was applied to it. The magnitude of the load was chosen conditionally, so that the voltage on the voltmeter 12 was 5 V. Thus, the beginning of the test took the moment when the shaft of the driving motor 3 rotates at 500 rpm and the voltage in the generator circuit is 5 V.

По иезультатам испытаний были составлены графики зависимости износа от времени работы (фиг. 2), а также изменени  напр жени  во времени (фиг. 3) при испытани х предлагаемым и известным способами.According to the test results, the graphs of the dependence of wear on the operation time (Fig. 2), as well as changes in voltage over time (Fig. 3) were compiled when tested using proposed and known methods.

Как видно из фиг. 2, графики износа предлагаемым и известным способами расход тс . Это было достигнуто тем, что режимы испытаний предлагаемым способом непрерывно корректировались , т.е. величина напр жени  посто нно поддерживалась равной 5 В (фиг. 3), а при износе известным способом режимы испытаний были -установлены вначале и не корректировались до конца опыта. Одинаковое увеличение износа в первые 3-4 ч объ сн етс  интенсивностью затуплени  (скругле- ни ) режущей кромки клина (лезви ). Затем напр жение в цепи генератора возрастает, т.е. происходит увеличение числа оборотов  кор , которое  вл етс  следствием увеличени  силыAs can be seen from FIG. 2, the wear schedules proposed and by known methods are consumed. This was achieved by the fact that the test modes of the proposed method were continuously adjusted, i.e. the voltage value was constantly maintained at 5 V (Fig. 3), and when worn in a known manner, the test modes were set first and were not corrected until the end of the experiment. The same increase in wear in the first 3-4 hours is explained by the intensity of blunting (rounding) of the cutting edge of the wedge (blade). Then the voltage in the generator circuit increases, i.e. There is an increase in the number of revolutions of the core, which is a consequence of an increase in the strength

трени  между образцами и абразивной массой (фиг. 3, Изв)..Дальнейший износ без изменени  режимов приводит к падению напр жени , так как в этом случае начинаетс  уменьшение размеров образцов и измельчение частиц песка (абразивной массы), что приводит к уменьшению силы трени  между образцами и абразивной массой.friction between the samples and the abrasive mass (Fig. 3, Izv) .. Further wear without changing the modes leads to a drop in voltage, since in this case the sample sizes decrease and the grinding of sand particles (abrasive mass) begins, which leads to a decrease in the friction force between samples and abrasive mass.

Испытани  на износ предлагаемым способом показали возможность создани  наиболее благопри тных условий самозатачивани  в лабораторных услови х „ Стабилизаци  усили  перемещени  образцов относительно абразивной массы позвол ет уменьшить затуплени  кромки образца в процессе изнашивани  и приблизить услови  испытани  к реальным услови м изнашивани . На фиг. 4 показаны изменени  формы кромки образца на различных стади х испытани .The wear tests of the proposed method showed the possibility of creating the most favorable conditions for self-sharpening under laboratory conditions. Stabilization of the movement of the samples relative to the abrasive mass reduces the dull edge of the sample during wear and brings the test conditions closer to actual wear conditions. FIG. Figure 4 shows the changes in the shape of the edge of the sample at various stages of testing.

5five

Claims (3)

1. Способ испытани  материалов в абразивной массе, заключающийс  в том, что, размещают образцы на валу,1. Method of testing materials in the abrasive mass, which consists in placing the samples on the shaft, вращают образцы, осуществл ют уплот- - нение абразивной массы ее вращением и перемещение образцов относительно абразивной массы, регулируют скорость перемещени  образцов относительно абразивной массы независимо от скорости перемещени  абразивной массы и определ ют износ образцов, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности за счет стабилизации усили  перемещени  образцов относительно абразивной массы, соедин ют вал образцов с валом электрического генератора, вращение образцов осуществл ют за счет уплотнени  вращающейс  абразивной массы, задают тормоз щий момент на валу генератора , регистрируют соответствующее электрическое напр жение, создаваемое генератором, и поддерживают это напр жение в процессе испытани  посто нным.rotate the samples, compress the abrasive mass by rotating it and moving the samples relative to the abrasive mass, adjust the speed of moving the samples relative to the abrasive mass regardless of the speed of the abrasive mass, and determine the wear of the samples, characterized in that stabilizing the movement of the samples relative to the abrasive mass, connect the shaft of the samples with the shaft of the electric generator, the samples are rotated by compaction of the rotating ab azivnoy mass, the brake torque is set at the generator shaft register corresponding electrical voltage generated by the generator, and this voltage is maintained during the test constant. 2. Устройство дл  испытани  материалов в абразивной массе, содержащее корпус, барабан с полостью дл  абразивной массы, установленный в2. An apparatus for testing materials in an abrasive mass, comprising a body, a drum with an abrasive mass cavity, installed in корпусе с возможностью вращени , привод вращени  барабана, держатели образцов , размещенные в полости барабана , и вал, установленный- с возможностью вращени  относительно корпуса и жестко соединенный с держател ми, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности за счет стабилизации усили  перемещени  образцов относительно абразивной массы, оно снабжено электрическим генератором,  «орь которого соединен с валом, реостатом , включенным в электрическую rotatably, the drum rotates, the sample holders placed in the drum cavity, and the shaft mounted rotatably relative to the housing and rigidly connected to the holders, characterized in that, in order to improve the accuracy by stabilizing the movement force of the samples relative to abrasive mass, it is equipped with an electric generator, “which is connected to the shaft, a rheostat, included in the electric цепь генератора, дл  регулировани  тока в цепи и приспособлением дл  регистрации электрического напр жени , создаваемого генератором, вклю- ченным в электрическую цепь.a generator circuit for regulating the current in the circuit and a device for registering the electrical voltage generated by the generator included in the electrical circuit. 3. Устройство по п. 2, отличающеес  тем, что стенки полости барабана выполнены эластичными.3. A device according to claim 2, characterized in that the walls of the cavity of the drum are made elastic. Ю 75U 75 cpuz.Zcpuz.Z W t.uac.W t.uac. Характер износа образцовSample wear Предлагаемым способомThe proposed method Избестн способомFest way НачалоStart СормайглSormeigl (НКС55) I(NCS55) I измерениеmeasurement II измерениеmeasurement ЖF измерение .measurement Ю 75 Фиг.ЗYu 75 Fig.Z ZQ t.vac.ZQ t.vac. ч Ш§h w§ tintin Щ$U $ II §1II §1 й-ss §1th-ss §1 xj xj ИAND S Qi l SvS Qi l Sv SteSStes .. ttflttfl