Пристрій для дослідження матеріалів на тертя та зношування при зворотно-поступальному русі

Пристрій для дослідження матеріалів на тертя та зношування при зворотно-поступальному русі, що містить платформу, привід зворотнопоступального руху, зразок, контрзразок, кріплення для зразків, вузол навантаження зразків та кріплення для контрзразка і робочого зразка, який відрізняється тим, що він додатково містить котушку індуктивності, до якої підключені генератор сигналів та осцилограф, магнітопровід для створення імпульсного магнітного поля з потрібною 3 додатково містить котушку індуктивності, до якої підключені генератор сигналів та осцилограф; магнітопровід для створення імпульсного магнітного поля з потрібною магнітною індукцією; платформу з напрямними, на яких розташована ємність для робочого середовища; змінні металеві наконечники, в одному з яких розташований робочий зразок і тензодатчик для зняття частотної характеристики, що з'єднаний з приладом, що реєструє та комп'ютером для відображення частотної характеристики; амперметр та трансформатор, що підключені до котушки індуктивності; лічильник циклів навантаження, що приєднаний до робочого зразка; пристрій для вимірювання коефіцієнту тертя, який розташований на важелі передачі руху і навантаження; під контртілом міститься мікроскоп для спостерігання поверхні тертя та для вимірювання зносу робочого зразка та фотокамера для опрацювання і фіксації зображення поверхні робочого зразка на екрані комп'ютера, при цьому контрзразок виготовлений з фотографічного скла. За допомогою пристрою для дослідження матеріалів на тертя та зношування при зворотнопоступальному русі є можливість провести моніторинг зміни топографії поверхні тертя під дією рівномірного магнітного поля, оцінити кількісні параметри утворених плівок окислів і їх геометричні розміри в залежності від величини магнітного поля. Робочі характеристики пристрою дають змогу заздалегідь підбирати матеріали з урахуванням робочих параметрів вузла тертя і навколишнього середовища. На Фіг.1 зображено схему пропонованого пристрою для дослідження матеріалів на тертя та зношування при зворотно-поступальному русі. На Фіг.2 зображено схему вимірювання коефіцієнту тертя: 2 - кулачок; 18 - тяга; 24 - компенсуючи пружина; 4 - ємність для робочого середовища та контр тіла; 6 - контрзразок; 7 - робочий зразок; 25 - джерело живлення; 26 - міст; 27 - пружина сприйняття опору; 28 - вольтметр; 29 - потенціометр. На Фіг.3 показана схема фотографування робочого зразка. Пристрій для дослідження матеріалів на тертя та зношування при зворотно-поступальному русі (Фіг.1) складається із електродвигуна 1, кулачка 2, платформи 3 з напрямними, ємності для робочого середовища 4, кріплення 5 для контрзразка 6; робочого зразка 7, навантаження 8, котушки індуктивності 9, магнітопроводу 10, змінних наконечників 11, амперметру 12, трансформатора 13, лічильника циклів навантаження 14, генератору сигналів 15, осцилографу 16, пристрою для вимірювання коефіцієнту тертя 17, важелі передачі руху 18 і навантаження 19, мікроскопу 20, фотокамери 21, комп'ютеру для відображення частотної характеристики 22, комп'ютеру для відображення поверхні робочого зразка 23 (поз.12, 13, 14, 15, 16, 17, 20,21, 22, 23 на Фіг.1 не вказано). Електродвигун 1 винесено за межі платформи 3, кулачковий механізм 2 переміщує через важіль передачі руху 18 ємність для робочого середовища 4 з контрзразком 6 так, що можливо плавно змінювати швидкість від 0,05 до 0,5м/сек, а робо 45574 4 чий зразок 7 розташовано в змінному наконечнику 11 нерухомо. Коефіцієнт тертя вимірюють за схемою, що зображена на Фіг.2: пружина 27 сприймає опір, який виникає між робочим зразком 7 та контрзразком 6. Через потенціометр 29 опір передається на міст 26, а далі на відтарований прилад 28. Ємність з контрзразком розташовують горизонтально, що дає можливість проводити експеримент в змащувальних, корозійних середовищах та в повітрі. Контрзразок являє собою прозору скляну пластину з фотографічного скла, яка пропускає крізь себе світло без заломлення. Навпроти робочого зразка, через скло, вмонтовано об'єктив мікроскопу 20 (Фіг.3), через систему лінз якого світло фокусується в фотокамеру 21 «Quick Cam Express» (Фіг.3) зі стандартним програмним забезпеченням для опрацювання та фіксації на екрані комп'ютеру 23 і записування на електронні носії стану і якості поверхонь тертя. Ця система дає змогу контролювати умови тертя металевих поверхонь (робочого зразка) по «абсолютно» твердому контрзразку 6 (Фіг.3), яким є електрично нейтральне скло. Оскільки після напрацювання на поверхні скла завжди залишається слід від металевого матеріалу, то можна зробити експрес-аналіз продуктів зношення, їх величин на металографічному мікроскопі. В процесі тертя випромінюються акустичні хвилі, тому пристрій для дослідження матеріалів на тертя та зношування при оберненопоступальному русі обладнаний акустичним мікрофоном для зняття частотної характеристики, що виводиться на екран комп'ютера 22 за допомогою стандартної програми Spectrum LAB з можливістю запису на магнітні носії. Час нарощування окисних плівок супроводжується додатковою силою звуку, яка виглядає як підняття загальної частотної кривої по всій довжині звукового сигналу. У момент зриву окисної плівки з поверхні металу на середніх та високих частотах 10...20кГц спостерігається сплеск частотної складової у вигляді піків. Технологія проведення експерименту значно спрощується за одночасного записування частотних даних та фотографування поверхні тертя. Дослідження матеріалів на тертя та зношування при зворотно-поступальному русі здійснюють наступним чином: поверхню робочого зразка притирають на абразивній шкурці-мікронці, після чого промивають спиртом і зважують на аналітич-4 них терезах АДВ-200 М з точністю до 10 грама. Далі робочий зразок 7 розмішають в змінному наконечнику 11 і встановлюють необхідне навантаження за допомогою важеля передачі навантаження 19. Змінний наконечник 11 закріплюють на магнітопроводі 10. Ємність для робочого середовища 4 заповнюють необхідною рідиною. Далі вмикають трансформатор 13 і за допомогою амперметру 12 встановлюють необхідну величину магнітного поля, за допомогою генератора сигналів 15 регулюють частоту поля, характер якої спостерігають на осцилографі 16. Вмикають привід зворотно-поступального руху 1, 2 та встановлюють необхідну швидкість. Зміни на поверхні тертя фіксують фотокамерою «Quick Cam Express» 21 з 5 послідуючою обробкою на комп'ютері 23. Отримання зображення поверхні робочого зразка на комп'ютері здійснюють по променю світла, що спрямовується від мікроскопа 20 Метам Р-1 «ЛОМО», відбивається від поверхні робочого зразка і повертається до мікроскопу, а з нього до фотокамери з наступною обробкою на комп'ютері. Одночасно за допомогою акустичного мікрофону запи 45574 6 сують частотну характеристику, яка виводиться на екран комп'ютера 22 стандартною програмою Spectrum LAB з можливістю запису на магнітні носії. Знос вимірюють на мікроскопі способом міток, які роблять мікротвердоміром ПМТ-3, до і після досліду, не розбираючи пристрій в процесі досліду. 7 Комп’ютерна верстка А. Рябко 45574 8 Підписне Тираж 28 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