Установка для дослідження триботехнічних властивостей матеріалів та покриттів

Установка для дослідження триботехнічних властивостей матеріалів та покриттів, що містить станину, на якій закріплено тримач зразка, привід його обертання, тримач контрзразка та вузол його навантаження, яка відрізняється тим, що до вала приєднаний кривошип зі змінним плечем, з'єднаний через шатун з нерегульованим кривошипом, що зв'язаний з валом, на якому кріпиться робочий орган з кільцевого пружного елементу, в якому за допомогою болтів закріплені елементи посадки "вал", в якому зроблені отвори, крізь які пропущені штанги з вантажами, та "втулка" Винахід відноситься до дослідницької техніки і може бути використаний для оцінки ДОВГОВІЧНОСТІ та ЗНОСОСТІЙКОСТІ матеріалів і покриттів в рухомих з'єднаннях по схемі вал-втулка, вал-площина та профільних з'єднань Відома установка [1] для дослідження триботехнічних властивостей матеріалів і покриттів при змінному проковзуванні, яка містить вали для закріплення роликових зразків, привід їх обертання, а також два ведучі ексцентрично закріплені зубчаті колеса, кінематично зв'язуючі привід з валом для закріплення нижнього роликового зразка і через два ведені СПІВВІСНО закріплені зубчасті колеса з валом для закріплення верхнього роликового зразка Проте, в даній установці недоліком є неможливість дотримання ВІДПОВІДНОГО рівня навантаження в процесі випробувань через коливання навантажувальної системи, що призводить до змінного моменту опору зразка, зміни поверхні контакту та нестійкого режиму роботи машини Відома також установка [2] для триботехнічних досліджень по схемі вал-втулка при навантаженні Дана установка складається з станини, на яку встановлений тримач зразка, привід його обертання, тримача контрзразка та вузла навантаження зразка До недоліків даної установки можна віднести можливість досліджень лише при ПОСТІЙНІЙ швидкості ковзання одного напрямку в процесі випробувань та важкість відтворення реальних умов роботи широкої номенклатури рухомих з'єднань деталей машин, де швидкість і напрямок ковзання може змінюватися в процесі роботи В основу винаходу покладено завдання створення такої установки для дослідження триботехнічних властивостей матеріалів і покриттів, що дасть можливість максимального наближення умов проведення експериментальних досліджень до реальних умов роботи з'єднань деталей машин, що в свою чергу допоможе оптимально підібрати характеристики та, якщо потрібно, профілі ВІДПОВІДНИХ з'єднань деталей машин Поставлена задача вирішується тим, що до вала приєднаний кривошип зі змінним плечем, що з'єднаний через шатун з нерегульованим кривошипом, який зв'язаний з валом на якому кріпиться робочий орган, який складається з кільцевого пружнього елементу, в якому за допомогою болтів закріплені елементи посадки "вал", в якому зроблені отвори, крізь які пропущені штанги з вантажами, та "втулка" На фіг 1 зображена кінематична схема установки для дослідження триботехнічних властивостей матеріалів та покриттів, на фіг 2 зображено робочий орган установки, на фіг 3 схему розміщення та під'єднання тензодатчиків, на фіг 4, фіг 5, фіг 6 зображено тип роботи з'єднання деталей при схемі досліджень вал-площина, валвтулка та шліцьових з'єднань ВІДПОВІДНО Установка для дослідження триботехнічних властивостей матеріалів та покриттів містить двигун постійного струму 1, муфту 2, вали 3, 7, кривошип 4, шатун 5, кривошип 6, робочий орган 8 00 ю 59812 (який суміщає тримач зразка, вузол його навантаження та тримач контрзразка), корпус 9, станину 10 Двигун 1 через муфту 2 зв'язаний із валом З, на КІНЦІ якого закріплено кривошип із змінним плечем 4, що з'єднаний через шатун 5 із кривошипом 6, зв'язаним із валом 7, на якому кріпиться робочий орган установки 8, все кріпиться на корпусі 9, який розміщений на станині 10 Установка працює так при ввімкненні електродвигуна 1, рух передається через муфту 2 та вал 3 на кривошип із змінним плечем 4, далі через шатун 5 обертовий рух перетворюється на коливальний кривошипу 6, що передає його на вал 7 зв'язаний із робочим органом установки За допомогою електродвигуна постійного струму 1 можна змінювати частоту обертів кривошипа 4, який, крім того, дозволяє змінювати кут повороту робочого органу установки в межах 0° 180° Обидва ці фактори та можливість регулювання натягу у спряженні призводять до зміни величини та інтенсивності прикладених до з'єднання змінних навантажень Робочий орган установки (фіг 2) складається із кільцевого пружного елементу 1, в якому за допомогою болтів 3, закріплено елементи посадки 2, 4, в елементі посадки „вал" зроблено отвори, крізь які пропущені штанги 5 із вантажами 6 На кільцевому пружному елементі та на штангах закріплені тензодатчики 7 Робочий орган працює за наступною схемою Кільцевий пружній елемент 1 коливається навколо своєї осі в межах певного кута, через болти 3 коливання передається на елемент посадки 2 "втулка", в якому встановлений "вал" 4 Натяг у з'єднанні (якщо це необхідно, у випадку дослідження посадок із натягом) задається за допомогою болтів 3 При повороті "втулки" 2, через інерцію вантажів 6, в досліджуваному з'єднанні виникають зусилля, які під час коливань робочого органу змінюються за складним законом Сила затиску з'єднання та крутні моменти, які виникають в процесі проведення експерименту, контролюються за допомогою тензодатчиків 7 (фіг 3) На фіг 4, 5, 6 показано деякі типи досліджуваних з'єднань (вал-площина, вал-втулка та шліцеве з'єднання), на яких схематично показані сили, що діють на з'єднання в процесі проведення експериментів (Р - сила притискання "втулки" до "вала", М кр - крутний момент, який виникає в з'єднанні) Дослідження інших типів з'єднань проводяться аналогічно Позитивний ефект від використання даного пристрою обумовлюється можливістю моделювання широкого класу трибоспряжень деталей машин Джерела інформації 1 Опис патенту на винахід UA 40842, кл G01N 3/56, опублікований 15 08 2001 Бюл №7, 2001 2 Патент СРСР № 1601559, кл G01N 3/56, опублікований 23 101990 Бюл №39 59812 59812 Комп'ютерна верстка А Крулевський Підписано до друку 06 10 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