Трибометр для випробувань матеріалів на зношування

Реферат: Трибометр для випробувань матеріалів на зношування, що містить корпус із зразками, встановлений на осі, яка обертається, механізм його переміщення, дисковий контрзразок, закріплений на шпинделі, елемент контролю сил тертя, причому корпус забезпечений втулками, з розташованими в них настановними гвинтами, взаємодіючими зі зразками, розміщений на осі з зазором з можливістю хитання в площинах паралельної та перпендикулярної їй і переміщення вздовж цієї осі за рахунок механізму переміщення, виконаного у вигляді пружини з регульованою силою підтиску корпусу із зразками до дискового контрзразка, закріпленому на шпинделі також з зазором, і спирається на регулювальні гвинти, встановлені у фланці, закріпленому на шпинделі і з'єднаному з контрзразком повідцем. UA 121076 U (54) ТРИБОМЕТР ДЛЯ ВИПРОБУВАНЬ МАТЕРІАЛІВ НА ЗНОШУВАННЯ UA 121076 U UA 121076 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі випробувань на тертя і зношування, і може бути використана в машинобудуванні, так і в інших галузях промисловості. Відомий трибометр для випробувань матеріалів на знос (Авторське свідоцтво СРСР № 258682, клас 42k, 38/01 опубліковано 03.XII.1969. Бюлетень 1 за 1970), в якому ведена ланка встановлена на шпинделі так, що він може переміщатися в осьовому напрямку, а кулачковий механізм підйому шпинделя виконаний у вигляді торцевого кулачка, встановленого на шпинделі з можливістю обертання і жорстко укріпленого на шпинделі пальця з роликом на кінці, взаємодіючим з профілем кулачка. Недоліком цього пристрою є відсутність самовстановлення корпусу і можливості регулювання вильоту зразка, що істотно знижує можливості виконання процесу випробування зразків на знос. Відома також машина для випробування матеріалів на тертя та зношування (патент РФ 2071603 МПК G01N3/56), що містить станину, встановлений на ній тримач контрзразка, кінематично пов'язаний з ним привід обертання. Тримач зразка з'єднаний з механізмом навантаження, виконаним у вигляді важеля. Недоліком цього пристрою є відсутність можливості вивіряння зразка по торцевому биттю і можливість регулювання його вильоту в разі зношування зразка. З відомих конструкцій трибометрів найбільш близьким за технічною суттю є лабораторна установка дискового типу для дослідження стрижневих зразків матеріалу на тертя та зношування УМТ-1 описана у Н88 випробувальна техніка: Довідник. У 2-х кн. /Під ред. Ст. Ст. Клюева. - В.: Машинобудування, 1982, - Кн. 1, 1982. -528 с. У цій установці три пальчикових зразки, закріплених на корпусі, притискаються до дискового контрзразка, закріпленого на шпинделі з силою, що створюється, пневмокамерою вузла навантаження і вимірювань, що в порівнянні з раніше описаними аналогами дозволяє підвищити точність результатів зносу у зв'язку з одночасним зношуванням 3 зразків одночасно. Однак це конструкція не дозволяє здійснити вивіряння зразків по торцевому биттю і не виключає періоду припрацювання зразків, що призводить до неточного до збільшення похибки вимірювання сили тертя. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалити трибометр для випробування матеріалів на зношування, в якій за рахунок введення додаткових елементів забезпечується можливість вивіряння зразка по торцевому биттю, регулювання вильоту контрзразків, що дозволить збільшити точність вимірювання, сил тертя та зношування. Для рішення поставленої задачі в трибометрi для випробувань матеріалів на зношування, що містить корпус із зразками, встановлений на осі, яка обертається, механізм його переміщення, дисковий зразок, закріплений на шпинделі, елемент контролю сил тертя, відповідно до корисної моделі, корпус забезпечений втулками, з розташованими в них установлювальними гвинтами, взаємодіючими зі зразками, розміщений на осі з зазором з можливістю хитання в площинах паралельної та перпендикулярної їй і переміщення вздовж цієї осі за рахунок механізму переміщення, виконаного у вигляді пружини з регульованою силою підтиску корпусу із зразками до дискового контрзразка, закріпленому на шпинделі також з зазором, і спирається на регулювальні гвинти, встановлені у фланці, закріпленому на шпинделі і з'єднаному з контрзразком повідцем. Трибометр, відрізняється тим, що елемент контролю сил тертя з моделлю рамки, закріпленою на корпусі, з'єднаний гнучким тросом з датчиком кута хитання. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 вигляд загального пристрою, а фіг. 2 - розріз А-А. Трибометр для випробувань матеріалів на зношування складається з осі 1, встановленої в центрах, на якій пружина 2 через упорний підшипник 3 підтискає корпус 4. Корпус 4 гойдається на підшипниках 5, які вільно можуть ковзати по осі 1, маючи зазор Z1 між внутрішніми кільцями підшипника і віссю 1. Завдяки зазору Z1 корпус 4 має можливість гойдання і в площині перпендикулярній осі 1, що дозволяє йому самовстановлюватися на дисковому контрзразку 9. У корпусі 4 виконані радіально розташовані під кутом 1200 пази, в які встановлені три втулки 6. Радіальні пази необхідні для регулювання положення втулок 6. У втулках 6 розташовані установлювальні гвинти 7, які підтискають досліджувані стрижньові зразки 8, до контрзразка 9, виконаному у вигляді диска. Дисковий контрзразок 9 встановлений на обертовому від центру приводу шпинделя 10 із зазором Z2. Дисковий контрзразок 9 спирається на три регулювальних гвинти 11, встановленим на фланці 12, а також закріплена на шпинделі 10. Крутний момент від приводу (на кресленні не показаний), передається на контрзразок через фланець 12 і повідець 13. 1 UA 121076 U 5 10 15 20 25 30 Гайка 14 фіксує контрзразок 9 на центрі шпинделя 10, притискаючи його до регулювальних гвинтів 11. До корпусу 4 прикріплена рамка 15, з'єднана через гнучкий трос 16 з датчиком, яким реєструють кут хитання корпусу 4. Гайка 17, забезпечує регулювання сили притискання. Робота і налаштування трибометра проводиться наступним чином. Дисковий контрзразок 9 встановлюється на центр шпинделя 10 і злегка підтискається гайкою 14. Регулювальними гвинтами 11 проводиться вивіряння по торцевому биттюконтрзразка 9, після чого гайкою 14 контрзразок затискається остаточно. Це можливо зробити завдяки вузькій посадкової поверхні отвору контрзразка 9 і розташування гвинтів 11 на великому діаметрі. Крім того, зазор Z2 і малий діаметр торця гайки 14 не перешкоджають хитанню контрзразка 9 при вивірянні в площині, перпендикулярній осі 1. На початку налаштування гайки 17 знаходяться в крайньому лівому положенні, не стискаючи пружину 2. Під втулки 6 встановлюються три досліджуваних зразки 8 до упору в установлювальні гвинти 7. Зразки 8 висувають у втулках 6 гвинтами 7, контролюючи виліт зразків від торця корпусу 4 з точністю ±0,01 мм. Можливий варіант вивіряння, коли зразки 8 спираються на контрзразок 9 і установлювальні гвинти 7, а їх рівномірне дотик з контрзразком 9 і виліт контролюється по торцевому биттю корпусу 4. Після вивіряння контрзразка 9 і корпусу 4 пружиною 2 встановлюється заданий зусиллю N притиску трьох зразків 8 до контрзразка 9. Для цього пружина 2 стискається гайками 17. Зусилля N визначається за довжиною стисної і попередньо протарованої пружини. Момент тертя фіксується датчиком по куту гойдання рамки 15 спільно з корпусом 4. Датчик пов'язаний з тарованими поворотними пружинами, що створюють протидіючий момент на корпус 4. Завдяки тому, що відстань L від осі гойдання корпусу 4 до осі індуктивного датчика істотно більше, ніж радіус R до осі зразків 8, точність вимірювання моменту тертя підвищується. Конструкція трибометра дозволяє створювати зусилля на кожен зразок до 40 М. При діаметрі зразків 3 мм тиск на одному зразку дорівнює 5,6 МПа. Частота обертання контрзразка 9 може плавно регулюватися від 10 об./хв. до 2000 об./хв. і контролюється за допомогою цифрового тахометра. Коефіцієнт тертя підраховується за формулами: F f  TP , N1 де FTP - сила тертя на одному зразку; N1 - задана сила притиску одного зразка до контрзразка. 1 L 1 Fпр  ; N1  N , 3 3 R де FTP - зусилля тарованих зворотних пружин на індуктивному датчику; N - задане зусилля притиску корпусу 4 з трьома зразками 8 до контрзразка 9; L і R - конструктивні параметри каретки трибометра. Відмінними ознаками даного трибометра є: - регулювання і зниження до 0,01 мм торцевого биття контрзразка 9 за рахунок зазору Z2 і застосування вивіряння за допомогою трьох гвинтів 11; - самоустановлювальні корпус 4, завдяки зазору Z1 і наполегливого підшипника 3; - можливість використання зразків 8 різної довжини, що забезпечується регулюванням їх вильоту гвинтами 7. Таким чином запропонована конструкція трибометра за рахунок введення нових елементів конструкцій дозволяє досягти нового технічного ефекту, зокрема розширення технологічних можливостей при випробуваннях на зношування за рахунок використання зразків різної довжини, а також за рахунок зниження торцевого биття зразків під час роботи. FTP  35 40 45 2 UA 121076 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 1. Трибометр для випробувань матеріалів на зношування, що містить корпус із зразками, встановлений на осі, яка обертається, механізм його переміщення, дисковий контрзразок, закріплений на шпинделі, елемент контролю сил тертя, який відрізняється тим, що корпус забезпечений втулками, з розташованими в них установлювальними гвинтами, взаємодіючими зі зразками, розміщений на осі з зазором з можливістю хитання в площинах паралельної та перпендикулярної їй і переміщення вздовж цієї осі за рахунок механізму переміщення, виконаного у вигляді пружини з регульованою силою підтиску корпусу із зразками до дискового контрзразка, закріпленому на шпинделі також з зазором і спирається на регулювальні гвинти, встановлені у фланці, закріпленому на шпинделі і з'єднаному з контрзразком повідцем. 2. Трибометр за п. 1, який відрізняється тим, що елемент контролю виконаний в між рамки, закріпленою на корпусі, з'єднаний гнучким тросом з датчиком кута хитання. 3 UA 121076 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4