Прилад для дослідження тертя ковзання в умовах вібрацій

Реферат: Прилад для дослідження тертя ковзання в умовах вібрації містить циліндричний контрзразок, систему навантаження, систему вимірювання основних параметрів. Додатково містить вузол встановлення певних радіальних відхилень, який складається з гнучкого вала, виконаного з можливістю обертання, на якому закріплений циліндричний контрзразок, а вимушені коливання несучого тіла вібростенда, на якому закріплено металеву станину, здійснені дебалансними віброзбудниками. UA 105964 U (12) UA 105964 U UA 105964 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до області трибології граничного мащення та може бути використана для дослідження на тертя та зношування широкого спектра конструкційних і мастильних матеріалів під впливом вібрацій різної частоти та амплітуди. Відома машина тертя, яка містить корпус, на якому встановлений рухомий важіль з розміщеним на ньому тримачем зразка, на пласкій опорній базовій поверхні якого закріплено зразок, циліндричний контрзразок, привод обертання циліндричного контрзразка, систему навантаження та систему вимірювання основних параметрів. (А.с. СССР №1635069, кл. G 01 N3/56, 1991р.). Найбільш близькою до запропонованого винаходу є відома машина тертя, яку побудовано по принципу лінійного контактування поверхонь модельної трибопари. Машина тертя містить корпус, рухомий важіль, тримач зразка, опорну базову поверхню тримача зразка у вигляді клина, циліндричний контрзразок, привід обертання циліндричного контрзразка, систему навантаження, систему вимірювання основних параметрів. (Патент України №24695, кл. G 01N 3/56, 2007р.). Недоліком відомих конструкцій машин тертя є те, що вони проводять дослідження взаємодії елементів тертя без урахування коливань, які присутні в усіх трибосистемах, наприклад, підшипниках кочення, гальмах, парах тертя двигунів, коробок швидкостей, редукторів та інших. Відомо, що вібрації мають суттєвий вплив на характеристики тертя та інтенсивність зношення, тому визначення основних параметрів тертя без врахування вібрацій у відповідних межах не відповідає реальним умовам експлуатації існуючих вузлів тертя. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення машини тертя шляхом зміни її конструкції, отримання нового технічного результату, який полягає у визначенні основних трибологічних параметрів досліджуваної пари тертя з урахуванням вібрацій системи. Поставлена задача вирішується тим, що прилад для дослідження тертя ковзання в умовах вібрації містить циліндричний контрзразок, систему навантаження, систему вимірювання основних параметрів. Додатково містить вузол встановлення певних радіальних відхилень, який складається з гнучкого вала, виконаного з можливістю обертання, на якому закріплений циліндричний контрзразок, а вимушені коливання несучого тіла вібростенда, на якому закріплено металеву станину, здійснені дебалансними віброзбудниками. Суть корисної моделі пояснює креслення. Прилад для дослідження тертя ковзання в умовах вібрацій складається зі стального циліндричного контрзразка 1, нерухомого плоского зразка 2, посадочної поверхні гнучкого вала 3, крокового двигуна 4, ванночки 5, динамометричної пружини 6 (система навантаження), датчика тиску 7, металевої станини 8, несучого тіла вібростенда 9, циліндричних пружин 10, масивної станини 11, амортизаторів 12, підшипникових опор 13, дебалансних віброзбудників 14, еластичних (компенсувальних) муфт 15, електродвигунів 16. Модельна пара тертя складається зі стального контрзразка 1, що обертається з необхідною частотою, робочу поверхню якого доведено алмазними пастами до шорсткості по параметру Ra менше 0,02 мкм, та нерухомого плоского зразка 2 такого ж класу чистоти (для усунення впливу на трибопроцеси шорсткості поверхонь). Контрзразок 1 при взаємному контактуванні з нерухомим плоским зразком 2 утворюють лінійний контакт. Вузол встановлення певних радіальних відхилень складається з контрзразка 1, який жорстко кріпиться на посадочній поверхні вала 3, який приводиться в рух за рахунок крокового двигуна 4. Використовуючи спеціальний пакет програм для управління кроковим двигуном, технологічні можливості машини дозволяють забезпечити режими одностороннього та реверсивного тертя. Нерухомий плоский зразок 2 кріпиться у ванночці 5, яка заповнюється відповідним випробовуваним мастильним матеріалом у випадку дослідження його протизносних властивостей чи залишається порожньою, наприклад, для дослідження різного роду зносостійких чи антифрикційних покриттів. Необхідне навантаження на контакті створюється шляхом стиснення спеціально відградуйованої динамометричної пружини 6, завдяки чому відбувається притискання контрзразка 1 до зразка 2. Використання такого принципу задання контактного навантаження дозволяє мінімізувати його спотворення під впливом вібрацій. Система вимірювання основних параметрів, яка містить спеціально вмонтований датчик тиску 7 та ПК, дозволяє відслідковувати зміну контактного навантаження у вигляді осциляцій сили тертя, що спостерігається та зберігається в електронному вигляді за допомогою персонального комп'ютера. Конструктивні особливості машини тертя дозволяють максимально забезпечити постійність миттєвих контактних напружень (за рахунок забезпечення мінімальних радіальних відхилень контрзразка 1, які наближаються до нуля і контролюються індикатором годинникового типу з ціною поділки 1 мкм та паралельності твірної циліндра контрзразка 1 з плоскою поверхнею зразка 2). 1 UA 105964 U 5 10 15 20 25 Машина тертя змонтована на металевій станині 8, яка, в свою чергу, за допомогою гвинтів кріпиться на несучому тілі вібростенда 9. Несуче тіло 9 пружно підвішене за допомогою гвинтових циліндричних пружин 10 на масивній станині 11. Останню встановлено на нерухомій основі за допомогою амортизаторів 12. У підшипникових опорах 13, жорстко з'єднаних із несучим тілом 9, розміщено чотири дебалансних віброзбудники 14. За допомогою еластичних (компенсувальних) муфт 15 крайні ротори віброзбудників з'єднано з валами електродвигунів 16, закріплених на станині 11. Осі роторів є перпендикулярними до площини, в якій відбувається рух несучого тіла вібростенда 9. Крайні віброзбудники 14 обертаються з заданою частотою, а центральні - з подвійною. Осі кожної пари віброзбудників 14 є рівновіддалені від центра мас несучого тіла вібростенда 9. При обертанні дебалансних віброзбудників 14 виникають відцентрові сили інерції, під дією яких збуджуються малі вимушені коливання несучого тіла вібростенда 9, яке здійснює плоский рух з необхідними контрольованими частотами. Принцип дії приладу для дослідження тертя ковзання в умовах вібрацій базується на лінійному контактуванні модельних поверхонь тертя та дозволяє проводити трибовипробування конструкційних та мастильних матеріалів в умовах одностороннього та реверсивного граничного тертя ковзання. Прилад для дослідження тертя ковзання в умовах вібрацій працює наступним чином. При запуску електродвигунів 16 приводяться в рух дебалансні віброзбудники 14. За допомогою крокового двигуна 4 приводиться в рух вал 3, на якому закріплений контрзразок 1. При обертанні контзразка 1 між ним і нерухомим плоским зразком 2 виникає сила тертя, яка реєструється за допомогою системи вимірювання основних параметрів. Така конструкція приладу дозволяє проводити різного роду трибовипробування при вібраціях, що відповідають реальним частотам, при яких працюють існуючі трибовузли. Завдяки цьому є можливість визначати основні параметри взаємодії модельної трибопари (контрзразокнерухомий плоский зразок) з урахуванням вібрацій системи, які мають різний вплив на тертя залежно від умов контактування, навантаження, швидкості взаємодії, матеріалів контактуючих поверхонь, виду тертя та ін. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Прилад для дослідження тертя ковзання в умовах вібрації, що містить циліндричний контрзразок, систему навантаження, систему вимірювання основних параметрів, який відрізняється тим, що містить вузол встановлення певних радіальних відхилень, який складається з гнучкого вала, виконаного з можливістю обертання, на якому закріплений циліндричний контрзразок, а вимушені коливання несучого тіла вібростенда, на якому закріплено металеву станину, здійснені дебалансними віброзбудниками. 2 UA 105964 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3