Зразок для дослідження триботехнічних властивостей матеріалів і покриттів при ударних навантаженнях

Зразок для дослідження триботехнічних властивостей матеріалів і покриттів при ударних навантаженнях, виконаний у вигляді ролика з гладкою циліндричною робочою поверхнею і доповнений СПІВВІСНО встановленим з ним диском ударником, який відрізняється тим, що дискударник має циліндричну форму, в середній по Винахід відноситься до техніки для дослідження триботехнічих властивостей конструкційних, мастильних та інших матеріалів, а також твердопластичних змащувальних, полімерних, металополімерних, металічних та інших покриттів на гладких циліндричних робочих поверхнях роликових зразків при різних режимах їх тертя кочення з відносним проковзуванням Відомий зразок для дослідження триботехнічних властивостей матеріалів і покриттів при ударних навантаженнях, виконаний у вигляді ролика з гладкою циліндричною робочою поверхнею [Гривайло М С , Тривайло П М Устройство для испытания материалов на износ при ударных нагрузках - А с СССР №815591, МКИЗ G01N3/56, 1981, Б И №11] Проте такий роликовий зразок не забезпечує можливості дослідження триботехнічних властивостей матеріалів і покриттів при ударних навантаженнях з фіксованими режимами відносного проковзування між своєю гладкою циліндричною робочою поверхнею і ВІДПОВІДНОЮ поверхнею роликового контрзразка Відомий також зразок для дослідження триботехнічних властивостей матеріалів і покриттів при ударних навантаженнях, виконаний у вигляді ролика з гладкою циліндричною робочою поверхнею і доповненим СПІВВІСНО встановленим з ним дис ширині частині виконаний з кільцевою канавкою, а також з рівномірно розміщеними по колу і паралельно осі зразка наскрізними СПІВВІСНИМИ отворами, доповнений штирями і циліндричними відбійниками з центральними отворами, при цьому штирі своїми кінцями встановлені в СПІВВІСНІ отвори диска-ударника і розміщені рівномірно по колу, циліндричні відбійники частково розміщені в його кільцевій канавці і встановлені з можливістю обертання на штирях, а діаметр гладкої циліндричної робочої поверхні ролика зразка більший зовнішнього діаметра циліндричного дискаударника і менший діаметра кола, описаного навколо ЗОВНІШНІХ поверхонь всіх циліндричних відбійників ком-ударником [Джемелінський В В , Гузенко Ю М Богомол І В Пристрій для дослідження триботехнічних властивостей матеріалів і покриттів при ударних навантаженнях - Деклараційним патент України №36726 А, МПК6 G01N3/56, 2001, Бюл №3] Проте такий зразок не забезпечує можливості дослідження триботехнічних властивостей матеріалів і покриттів при різній КІЛЬКОСТІ (частот) і амплітуді ударних навантажень між гладкою циліндричною робочою поверхнею свого ролика і ВІДПОВІДНОЮ поверхнею роликового контрзразка, а також при значно меншій силі тертя між дискомударником зразка і контрзразком під час їх взаємного співударювання, тому що вказаний дискударник має овальну або еліптичну форму і при контакті своїми виступами з контрзразком викликає тертя ковзання В основу винаходу поставлено задачу розробити такий зразок для дослідження триботехнічних властивостей матеріалів і покриттів при ударних навантаженнях, який би забезпечував можливість настроювати його на необхідну КІЛЬКІСТЬ (частоту) і амплітуду ударних навантажень між гладкою циліндричною робочою поверхнею свого ролика і ВІДПОВІДНОЮ поверхнею контрзразка, а також значно зменшити силу тертя між своїм диском-ударником і контрзразком за рахунок доповнення диска ю 1 ю 57459 ударника окремими відбійниками циліндричної форми, які можуть підбиратися по КІЛЬКОСТІ І зовнішньому діаметру, вільно обертатися навколо своїх осей і при своєму ударному зіткненні з контрзразком замінити тертя ковзання натертя кочення Поставлена задача вирішується тим, що в зразку для дослідження триботехнічних властивостей матеріалів і покриттів при ударних навантаженнях, виконаному у вигляді ролика з гладкою циліндричною робочою поверхнею і доповненому СПІВВІСНО встановленим з ним диском-ударником, новим являється те, що диск-ударник має циліндричну форму, в середній по своїй ширині частині виконаний з кільцевою канавкою, а також з рівномірно розміщеними по колу і паралельно осі зразка наскрізними СПІВВІСНИМИ отворами, доповнений штирями і циліндричними відбійниками з центральними отворами, при цьому штирі своїми кінцями вставлені в СПІВВІСНІ отвори диска-ударника і розміщені рівномірно по колу, циліндричні відбірники частково розміщені в його кільцевій канавці і встановлені з можливістю обертання на штирях, а діаметргладкої циліндричної робочої поверхні ролика зразка більший зовнішнього діаметра циліндричного диска-ударника і менший діаметра кола, описаного навколо ЗОВНІШНІХ поверхонь всіх циліндричних відбійників Виконання в такому зразку диска-ударника циліндричної форми з кільцевою канавкою і рівномірно розміщеними по колу отворами, а також доповнення цього диска-ударника штирями і циліндричними відбійниками дозволяє настроювати зразок на необхідну КІЛЬКІСТЬ (частоту) і амплітуду ударних навантажень між гладкою циліндричною робочою поверхнею ролика зразка і ВІДПОВІДНОЮ поверхнею роликового контрзразка при значно меншій силі тертя між диском-ударником і контрзразком під час їх ударного зіткнення, тому що при певній КІЛЬКОСТІ отворів диска-ударника можна використовувати необхідну КІЛЬКІСТЬ штирів і встановлених на них циліндричних відбійників, від якої залежить КІЛЬКІСТЬ (частота) ударних навантажень, використовувати набори циліндричних відбійників з різними ЗОВНІШНІМИ діаметрами, від чого при однаковому діаметрі кола їх розміщення залежить амплітуда ударних навантажень, а також замінити тертя ковзання на тертя кочення між диском-ударником зразка і контрзразка при вільному обертанні циліндричних відбійників на штирях На фіг 1 схематично показано вузол тертя з використанням запропонованого зразка для дослідження триботехнічних властивостей матеріалів і покриттів при ударних навантаженнях, на фіг 2 показано вид на фіг 1 в перерізі А-А, на фіг З показано один з варіантів виконання запропонованого зразка для регулювання КІЛЬКОСТІ (частоти) ударних навантажень, на фіг 4 показано один з варіантів виконання запропонованого зразка для регулювання амплітуди ударних навантажень Вузол тертя для дослідження триботехнічних властивостей матеріалів і покриттів при ударних навантаженнях складається із зразка 1 і контрзразка 2, які закріплені СПІВВІСНО на своїх паралельно розміщених валах відповідної машини тертя з забезпеченням між їх робочими поверхнями необхідного зовнішнього навантаження, а також необ хідного режиму їх тертя кочення з відносним проковзуванням При цьому зразок 1 і контрзразок 2 мають паралельні між собою і перпендикулярні до своїх центральних осей обертання торці Зразок 1 виконаний у вигляді ролика 3 з гладкою циліндричною робочою поверхнею діаметром Di і доповнений СПІВВІСНО встановленим з ним диском-ударником 4 Крім цього, диск-ударник 4 має циліндричну форму діаметром D2, в середній по своїй ширині а частині виконаний з кільцевою канавкою 5, а також з рівномірно розміщеними по колу діаметром D3 і паралельно осі зразка 1 наскрізними СПІВВІСНИМИ отворами 6, доповнений штирями 7 і циліндричними відбійниками 8 з центральними отворами, при цьому штирі 7 своїми кінцями встановлені в СПІВВІСНІ отвори 6 дискаударника 4 і розміщені рівномірно по колу діаметром D3, циліндричні відбійники 8 частково розміщені в його кільцевій канавці 5 і встановлені з можливістю обертання на штирях 7, а діаметр Di гладкої циліндричної робочої поверхні ролика З зразка 1 більший зовнішнього діаметра D2 дискаударника 4 і менший діаметра D4 кола, описаного навколо ЗОВНІШНІХ поверхонь всіх циліндричних відбійників 8 Контрзразок 2 також виконаний у вигляді ролика з гладкою циліндричною робочою поверхнею діаметром D5 При цьому загальна ширина b ролика 3 і диска-ударника 4 зразка і менше ширини с робочої поверхні контрзразка 2 Працює вузол тертя з використанням запропонованого зразка для дослідження триботехнічних властивостей матеріалів і покриттів при ударних навантаженнях наступним чином Спочатку зразок 1 гладкою циліндричною робочою поверхнею свого ролика 3 з необхідним ЗОВНІШНІМ навантаженням Р прижимається до гладкої циліндричної робочої поверхні роликового контрзразка 2 Після цього, зразок 1 і контрзразок 2 приводяться в обертальний рух ш одночасною подачею мастильного матеріалу в зону їх контакта, а також забезпеченням між ними необхідного режиму тертя кочення з відносним проковзуванням В результаті, з гладкою циліндричною робочою поверхнею контрзразка 2 зразок 1 по черзі взаємодіє гладкою циліндричною робочою поверхнею свого ролика 3 і циліндричними відбійниками 8 свого диска-ударника 4 При цьому диск-ударник 4 разом з своїми циліндричними відбійниками 8 виконує роль генератора ударних навантажень між гладкими циліндричними робочими поверхнями ролика 3 зразка 1 іконтрзразка 2 Сила ударних навантажень між гладкими циліндричними робочими поверхнями ролика 3 зразка 1 і роликового контрзразка 2 залежить від величини зовнішнього навантаження Р Це навантаження забезпечується з допомогою пружини стиснення або вантажу, які через рухому каретку відповідної машини тертя діють на вал з закріпленим на ньому зразком 1 КІЛЬКІСТЬ (частота) ударних навантажень між гладкими циліндричними робочими, поверхнями ролика 3 зразка 1 і контрзразка 2 в межах кожного їх оберту залежить від КІЛЬКОСТІ циліндричних відбійників 8 диска-ударника 4 В зв'язку з цим 57459 КІЛЬКІСТЬ вказаних циліндричних відбіиників 8 в кожному конкретному випадку вибирається індивідуально Амплітуда ударних навантажень між гладкими циліндричними робочими поверхнями ролика З зразка 1 і контрзразка 2 залежить від висоти h розташування циліндричних відбіиників 8 дискаударника 4 зразка 1 над гладкою циліндричною робочою поверхнею свого ролика 3, а одночасно і від висоти піднімання ролика 3 зразка 1 над гладкою циліндричною робочою поверхнею роликового контрзразка 2 Тому при однаковому діаметрі D3 кола, по якому розміщені штирі 7 в диску-ударнику 4, амплітуда ударних навантажень в кожному конкретному випадку вибирається в залежності від діаметра d ЗОВНІШНІХ поверхонь встановлених на штирях 7 циліндричних відбіиників 8 Якщо в диску-ударнику 4 зразка 1 виконати шість СПІВВІСНИХ отворів 6, то в них можна вставити один, два, три або шість рівномірно розміщених по колу діаметром D3 штирів 7, встановити на них таку ж саму КІЛЬКІСТЬ циліндричних відбіиників 8 і в межах кожного оберту забезпечити таку ж саму КІЛЬКІСТЬ ударних навантажень між гладкою циліндричною робочою поверхнею ролика 3 зразка 1 і ВІДПОВІДНОЮ поверхнею контрзразка 2, сім отворів 6 забезпечують один або сім таких ударних навантажень, ВІСІМ отворів 6 забезпечують один, два, чотири або ВІСІМ таких ударних навантажень, де в'ять отворів 6 забезпечують один, три або дев'ять таких ударних навантажень і десять отворів 6 забезпечують один, п'ять або десять таких ударних навантажень При різних діаметрах di і d2 ЗОВНІШНІХ поверхонь циліндричних відбіиників 8 дискаударника 4 зразка 1 забезпечується різна висота hi і гі2 їх розташування над гладкою циліндричною робочою поверхнею його ролика З При виконанні циліндричних відбіиників 8 диска-ударника 4 з центральними отворами і встановлення їх на штирях 7 з можливістю обертання навколо своїх осей забезпечується можливість значно зменшити тертя між вказаними циліндричними відбійниками 8 і гладкою циліндричною робочою поверхнею роликового контрзразка 2 Викликано це тим, що під час їх ударного зіткнення між ними відбувається тертя кочення Таким чином, виконання в запропонованому зразку диска-ударника циліндричної форми з кільцевою канавкою і рівномірно розміщеними по колу отворами, а також доповнення цього дискаударника штирями і циліндричними відбійниками дозволяє настроювати зразок на необхідну КІЛЬКІСТЬ (частоту) і амплітуду ударних навантажень між гладкою циліндричною робочою поверхнею свого ролика і ВІДПОВІДНОЮ поверхнею роликового контрзразка при забезпеченні тертя кочення між диском-ударником зразка і контрзразком під час їх ударного зіткнення А Комп'ютерна верстка Л Ціхановська Підписано до друку 05 07 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна