Пристрій для дослідження матеріалів на абразивне зношування

1. Пристрій для дослідження матеріалів на абразивне зношування, який містить випробувальну камеру з верхньою рухомою кришкою, абразивне середовище у випробовувальній камері і розміщений у ньому зразок у вигляді диска, утри 3 ржування абразивом. Механізм цього процесу пояснюється тим, що дрібні частинки вдаряючись в поверхню зразка не можуть викликати утворення довгих, помітних подряпин, а формують короткі тупикові мікроподряпини, які закінчуються заглибленням, в які вшаржовуються абразивні частинки [Кащеев В.И. Абразивное разрушение твердых тел. М.: Наука , 1970 , 248 стр.]. Зовнішньою ознакою шаржування робочої поверхні зразка є її покриття темними (подібними до вороніння) шарами, які не розчиняються в ацетоні і спирті. В результаті шаржування при деяких умовах випробувань спостерігається не втрата, а навпаки - приріст маси [Кащеев В.И. Об изнашивании при трении в абразивной массе // Республиканский межведомственный научно-технический сборник «Проблемы трения и изнашивания». Киев: Техніка, 1972, стр. 5359]. Задачею даної корисної моделі є створення пристрою, який дозволив би проводити випробування матеріалів на зношування незакріпленим абразивом при значних питомих тисках абразиву і високому ступені обміну абразивної маси в зоні трибовзаємодії робочої поверхні зразка із абразивом, яка досягається за рахунок його перемішування під дією похилої торцевої поверхні зразка або шайби при обертанні утримувача зразка навколо своєї осі. Поставлена задача досягається тим, що в пристрої для дослідження матеріалів на абразивне зношування, який містить випробувальну камеру з верхньою рухомою кришкою, абразивне середовище у випробовувальній камері і розміщений у ньому зразок у вигляді диску, утримувач зразка, привід обертання утримувача зразка і засіб для стискання абразивного середовища, згідно корисної моделі, що бічна поверхня зразка виконується сферичною, сам зразок встановлений похило до осі обертання утримувача з кутом нахилу 10...30°, а утримувач зразка додатково містить дві циліндричні втулки, один із торців яких зкошений до осі утримувача на кут, рівний куту нахилу зразка. Другий варіант даної корисної моделі додатково містить дві шайби, які встановлені і взаємодіють із торцевими поверхнями зразка. Виконання бічної поверхні зразка сферичною необхідне для забезпечення однакових швидкостей взаємодії всіх точок робочої поверхні зразка із вільним абразивом при обертанні зразка навколо осі утримувача зразка. Встановлення зразка похило до осі обертання утримувача забезпечує перемішування абразивного матеріалу і тим самим підтримує процес поступлення нових (ще не затуплених) абразивних частинок до робочої поверхні зразка На кресленні схематично зображено запропонований пристрій в розрізі. Пристрій містить камеру 1 з кришкою 2, які утворюють порожнину заповнену абразивом 3. Через кришку 2 у цю порожнину заводиться утримувач 4 дискового зразка 5, який встановлюється під кутом до осі утримувача 4, причому бічна 48926 4 поверхня зразка 5 виконується сферичною з радіусом R. Зразок 5 фіксується на утримувачі 4 за допомогою двох втулок 6 і 7 та гайки 8. Торцеві поверхні зразка 5 можуть бути захищені двома шайбами 9 і 10. Утримувач 4 отримує обертання від приводу (на фіг. не показаний). До кришки 2 прикладається зусилля Р, яке створює заданий програмою випробовувань тиск абразивного середовища 3. Пристрій працює наступним чином. Утримувач 4 здійснюючи обертовий рух з частотою n, забезпечує обертання зразка 5 і тим самим реалізується трибовзаємодія робочої поверхні зразка з абразивним середовищем 3 відбувається його зношування, величина якого визначається, наприклад, по втраті маси (проводять зважування зразка 5 на аналітичній вазі до і після випробовувань). Зразок 5 встановлюється на утримувачі 4 під кутом а до осі утримувача. Здійснюється це за рахунок двох циліндричних втулок 6 і 7, однин із торців яких виконується зкошеним до осі на кут рівний куту нахилу зразка а, і гайки 8. Втулки 6 і 7 розміщуються на утримувачі 4 зкошеними поверхнями до торцевих поверхонь зразка 5. Фіксується зразок 5 на утримувачі 4 шляхом затягування гайки 8. Виконання бічної поверхні зразка 5 сферичною із радіусом R, забезпечує постійну швидкість взаємодії зношуваної поверхні із вільним абразивом 3. За рахунок прикладання до кришки 2 сили Р, абразив 3 стискається у камері 1, за рахунок чого створюється заданий програмою випробовувань тиск абразивного середовища 3 на робочу поверхню зразка 5. Розміщення зразка 5 під кутом до осі утримувача 4, при його обертанні викликає інтенсивне перемішування абразиву 3 і тим самим оновлення абразивного матеріалу в робочій зоні, чим забезпечується підтримання стабільних умов випробовування. Величина кута нахилу зразка 5 до осі утримувача 4 вибирається у межах від 10 до 30°, що пояснюється наступним. При куті меншим за 10° перемішування абразиву, а отже і його оновленні буде малим, що, у кінцевому підсумку, призведе до погіршання умов випробовувань, втраті точності і достовірності результатів досліджень. При куті нахилу зразка більшому за 30° у більшій мірі буде зношуватись не бічна поверхня зразка 5, а його торцева поверхня. Оскільки умови взаємодії торцевої поверхні зразка є не постійними (змінна швидкість взаємодії і різний тиск абразиву 3) то і отримані дані випробовувань мають низьку достовірність. Розміщення двох шайб 9 і 10 в контакті із торцевими поверхнями зразка 5, забезпечує при випробовуванні зношування тільки бічної поверхні, де умови випробовувань постійні і контрольовані. В результаті підвищується достовірність і точність випробовувань. 5 Комп’ютерна верстка І.Скворцова 48926 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601