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 диском овальної або еліптичної форми, при цьому допоміжний диск жорстко закріплений на торці ролика двома діаметрально розміщеними штирями, а отвори для штирів в допоміжному диску розташовані вздовж великої осі його овальної або еліптичної поверхні, який відрізняється тим, що на торці ролика виконаний кільцевий виступ, внутрішня поверхня кільцевого виступу розташована СПІВІСНО ролику і має однаковий діаметр з його центральним отвором, а зовнішня поверхня кільцевого виступу ролика і внутрішня поверхня центрального отвору допоміжного диска розташовані ексцентрично відносно їх осі обертання на однакову величину, допоміжний диск встановлений на кільцевому виступі ролика, має однакову з цим виступом ширину, діаметр свого центрального отвору і величину ексцентриситету, довжина великої осі овальної або еліптичної поверхні допоміжного диска дорівнює зовнішньому діаметру робочої поверхні ролика, а отвори ролика для штирів розташовані рівномірно по колу, яке співпадає з колом розташування отворів для штирів в допоміжному диску, при цьому коло розташування отворів для штирів в ролику і допоміжному диску також розміщене ексцентрично відносно їх осі обертання, зміщене на величину ексцентриситету зовнішньої поверхні кільцевого виступу і внутрішньої поверхні центрального отвору допоміжного диска, а повздовжня вісь його ексцентричного зміщення проходить через центральні осі двох пар діаметрально розташованих отворів для штирів в ролику і допоміжному диску О Винахід відноситься до техніки для дослідження триботехнічних 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 (Тривайло М С, Тривайло П М Устройство для испытания материалов на износ при ударных нагрузках А с СССР, №815591, МКИЗ G01N3/56, 1981, БИ №11, С 184) Проте такий роликовий зразок не забезпечує можливості дослідження триботехнічних властивостей матеріалів і покриттів при ударних наван таженнях 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 доповнений диском овальної або еліптичної форми, ігри цьому допоміжний диск жорстко закріплений на торці ролика двома діаметрально розміщеними штирями, а отвори для штирів в допоміжному диску розташовані вздовж великої осі його овальної або еліптичної поверхні (Джемелінський З В , Гузенко Ю М , Богомол І В Пристрій для дослідження триботехнічних властивостей матеріалів і покриттів при ударних навантаженнях - Деклараційним патент України №36726А, МПК6 G01 N3/56, 2001, Бюл №3-11, С 152) ю о о> ю 59050 Проте такий зразок не забезпечує можливості дослідження триботехнічних властивостей матеріалів і покриттів при різній амплітуді ударних навантажень між гладкою циліндричною робочою поверхнею свого ролика і ВІДПОВІДНОЮ поверхнею роликового контрзразка, тому що ролик і допоміжний диск зразка розміщені співосно між собою і висота розташування обох закруглених КІНЦІВ ДОПОМІЖНОГО диска овальної або еліптичної форми над робочою поверхнею ролика не змінюється В основу винаходу поставлено задачу розробити такий зразок для дослідження триботехнічних властивостей матеріалів і покриттів при ударних навантаженнях, який би забезпечував можливість ступінчасто регулювати амплітуду ударних навантажень між гладкою циліндричною робочою поверхнею свого ролика і ВІДПОВІДНОЮ поверхнею роликового контрзразка за рахунок зміни висоти розташування одного з двох закруглених КІНЦІВ допоміжного диска овальної або еліптичної форми над робочою поверхнею ролика при їх відносному коловому зміщенні 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 диском овальної або еліптичної форми, при цьому допоміжний диск жорстко закріплений на торці ролика двома діаметрально розміщеними штирями, а отвори для штирів в допоміжному диску розташовані вздовж великої осі його овальної або еліптичної поверхні, новим являється те, що на торці ролика виконаний кільцевий виступ, внутрішня поверхня кільцевого виступу розташована співосно ролику і має однаковий діаметр з його центральним отвором, а зовнішня поверхня кільцевого виступу ролика і внутрішня поверхня центрального отвору допоміжного диска розташовані ексцентрично відносно їх осі обертання на однакову величину, допоміжний диск встановлений на кільцевому виступі ролика, має однакову з цим виступом ширину, діаметр свого центрального отвору і величину ексцентриситету, довжина великої осі овальної або еліптичної поверхні допоміжного диска дорівнює зовнішньому діаметру робочої поверхні ролика, а отвори ролика для штирів розташовані рівномірно по колу, яке співпадає з колом розташування отворів для штирів в допоміжному диску, при цьому коло розташування отворів для штирів в ролику і допоміжному диску також розміщене ексцентрично відносно їх осі обертання, зміщене на величину ексцентриситету зовнішньої поверхні кільцевого виступу ролика і внутрішньої поверхні центрального отвору допоміжного диска, а повздовжня вісь його ексцентричного зміщення проходить через центральні осі двох пар діаметрально розташованих отворів для штирів в ролику і допоміжному диску Виконання в такому зразку ролика з кільцевим виступом на торці, зовнішня поверхня якого розташована ексцентрично відносно осі обертання, а також ексцентричне зміщення центрального отвору допоміжного диска на таку ж саму величину відносно вказаної осі обертання, встановлення його на кільцевому виступі ролика при рівній вели чині зовнішнього діаметра цього ролика, і довжини великої осі овальної або еліптичної поверхні допоміжного диска забезпечує можливість ступінчасто регулювати амплітуду ударних навантажень між гладкою циліндричною робочою поверхнею ролика зразка і ВІДПОВІДНОЮ поверхнею роликового контрзразка від нуля до максимальної величини, яка дорівнює ПОДВІЙНІЙ величині ексцентричного зміщення зовнішньої поверхні кільцевого виступу ролика і центрального отвору допоміжного диска, тому що допоміжний диск можна повертати відносно ролика і фіксувати його двома діаметрально розміщеними штирями в різних положеннях, а також змінювати висоту розташування одного з двох закруглених КІНЦІВ доношеного диска овальної або еліптичної форми над робочою поверхнею ролика 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 окремо показано ролик запропонованого зразка, на фіг 4 окремо показано допоміжний диск запропонованого зразка Вузол тертя для дослідження триботехнічних властивостей матеріалів і покриттів при ударних навантаженнях складається із зразка 1 і контрзразка 2, які закріплені співосно на своїх паралельно розміщених валах відповідної машини тертя з забезпеченням між їх робочими поверхнями необхідного зовнішнього навантаження, а також необхідного 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 диском 4 овальної або еліптичної форми з довжиною Q його малої осі і з довжиною b його великої осі, при цьому допоміжний диск 4 жорстко закріплений на торці ролика 3 двома діаметрально розміщеними штирями 5, а отвори 6 для штирів 5 в допоміжному диску 4 розташовані вздовж великої осі довжиною b його овальної або еліптичної поверхні Крім цього, на торці ролика З виконаний кільцевий виступ 7, внутрішня поверхня кільцевого виступу 7 розташована співосно ролику З і має однаковий діаметр D2 з його центральним отвором 8, а зовнішня поверхня кільцевого виступу 7 ролика 3 і внутрішня поверхня центрального отвору 9 допоміжного диска 4 розташовані ексцентрично відносно їх осі обертання на однакову величину є, допоміжний диск 4 встановлений на кільцевою виступі 7 ролика 3, має однакову з цим виступом 7 ширину С, діаметр D3 свого центрального отвору 9 і величину ексцентриситету є, довжина b великої осі овальної або еліптичної поверхні допоміжного диска 4 дорівнює зовнішньому діаметру Di робочої поверхні ролика 3, а отвори 6 ролика 3 для штирів 5 розташовані рівномірно по колу діаметром D4, яке співпадає з колом розташування отворів 6 для штирів 5 в допоміжному диску 4, при цьому коло розташування отворів 6 для штирів 5 в ролику 3 і допоміжному диску 4 також розміщене ексцентрично відносно їх осі обертання, зміщене на величину є ексцентриситету 59050 зовнішньої поверхні кільцевого виступу 7 ролика З і внутрішньої поверхні центрального отвору 9 допоміжного диска 4, а повздовжня вісь його ексцентричного зміщення проходить через центральні осі двох пар діаметрально розташованих отворів 6 для штирів 5 в ролику 3 і допоміжному диску 4 Контрзразок 2 також виконаний у вигляді ролика з гладкою циліндричною робочою поверхнею діаметром D5 При цьому загальна ширина k ролика 3 і допоміжного диска 4 овальної або еліптичної форми зразка 1 менше ширини m гладкої циліндричної робочої поверхні роликового контрзразка 2 Працює вузол тертя з використанням запропонованого зразка для дослідження триботехнічних властивостей матеріалів і покриттів при ударних навантаженнях слідуючим чином Спочатку зразок 1 гладкою циліндричною робочою поверхнею ролика 3 з необхідним ЗОВНІШНІМ навантаженням Р прижимається до гладкої циліндричної робочої поверхні контрзразка 2 Після цього, зразок 1 і контрзразок 2 приводяться в обертальний рух ю з одночасною подачею мастильного матеріалу в зону їх контакту, 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 ролика 3 і одним з двох закруглених КІНЦІВ ДОПОМІЖНОГО диска 4 овальної або еліптичної форми, який розміщений вздовж його великої осі довжиною b При цьому допоміжний диск 4 овальної або еліптичної форми з закругленими кінцями вздовж великої осі довжиною b виконує роль генератора ударних навантажень між гладкими циліндричними робочими поверхнями ролика 3 зразка 1 і контрзразка 2 Сила ударних навантажень між гладкими циліндричними поверхнями ролика 3 зразка 1 і контрзразка 2 залежить від величини зовнішнього навантаження Р, яке забезпечується за допомогою пружини стиснення або вантажу і через рухому каретку відповідної машини тертя діє на вал з закріпленим на ньому зразком 1 КІЛЬКІСТЬ (частота) ударних навантажень між цими поверхнями ролика 3 зразка 1 і контрзразка 2 на протязі кожної хвилини залежить від частоти їх обертання Амплітуда ударних навантажень між гладкими циліндричними робочими поверхнями ролика З зразка 1 і контрзразка 2 залежить від висоти h розташування одного з двох закруглених КІНЦІВ ДОПОМІЖНОГО диска 4 зразка 1 овальної або еліптичної форми над гладкою циліндричною робочою поверхнею його ролика 3, а одночасно і від висоти піднімання ролика 3 зразка 1 над гладкою циліндричною робочою поверхнею роликового контрзразка 2 Ступінчаста зміна цієї висоти піднімання від ho до hmax, а ВІДПОВІДНО і ступінчасте регулювання амплітуди ударних навантажень вказаних робочих поверхонь забезпечується при коловому зміщенні допоміжного диска 4 відносно ролика 3 зразка 1 з подальшою жорсткою фіксацією їх в різних положеннях двома діаметрально розміщеними в отворах 6 штирями 5 Висота ho розташування одного з двох закруглених КІНЦІВ допоміжного диска 4 над гладкою циліндричною робочою поверхнею ролика 3 зразка 1 забезпечується в тому випадку, коли центральні осі допоміжного диска 4 овальної або еліптичної форми і ролика 3 зразка 1 знаходяться по одну сторону відносно їх ексцентричних осей і співпадають між собою Висота h m a x забезпечується в тому випадку, коли центральна вісь допоміжного диска 4 знаходиться від центральної осі ролика 3 з діаметрально протилежної сторони відносно його ексцентричної осі В такому випадку h m a x буде дорівнювати ПОДВІЙНІЙ величині є ексцентричного зміщення зовнішньої поверхні кільцевого виступу 7 ролика 3 і центрального отвору 9 допоміжного диска 4 овальної або еліптичної форми зразка 1 Між вказаними положеннями допоміжного диска 4 відносно ролика 3 забезпечуються проміжні висоти Ф розташування одного з двох закруглених КІНЦІВ ДОПОМІЖНОГО диска 4 над гладкою циліндричною робочою поверхнею ролика 3 зразка 1, а ВІДПОВІДНО І проміжні амплітуди ударних навантажень між гладкими циліндричними робочими поверхнями ролика 3 зразка 1 і роликового контрзразка 2 Таким чином, виконання в запропонованому зразку ролика з ексцентричним кільцевим виступом на торці, а допоміжного диска з ексцентричним центральним отвором дозволяє при їх відносному коловому зміщенні і фіксації ступінчасто регулювати амплітуду ударних навантажень між гладкою циліндричною робочою поверхнею свого ролика і ВІДПОВІДНОЮ поверхнею роликового контрзразка від нуля до необхідної максимальної величини, при цьому діапазон такого регулювання знаходиться в межах 180° колового зміщення допоміжного диска відносно ролика зразка 59050 ФІг. 1 Комп'ютерна верстка Л Ціхановська Підписано до друку 05 09 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