Пристрій для дослідження тертя тіл зі складним відносним переміщенням

Реферат: UA 84831 U UA 84831 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до триботехніки і може бути використана для досліджень тертя та зносу матеріалів тіл зі складним відносним переміщенням, які мають точковий або плоский лінійний контакт в умовах сухого та граничного тертя, що працюють при змінних контактних навантаженнях, наприклад при терті із зіткненнями. Відомий пристрій для випробування матеріалів на тертя, якій має каркас, на якому встановлені електромотор з ексцентриком на валу, пристрій для передачі зворотно-поступового руху від двигуна на рухомі випробовувані зразки, пристрій для закріплення зразків, пристрій для навантаження зразків [1]. Недоліком відомої конструкції є те, що будова і рух затискача з знімними зразками і натискного пристрою з нерухомими знімними зразками обмежує можливості моделювати взаємодію поверхонь з різноманітними геометричними формами і умовами контакту. Відомо також пристрій, вибраний за прототип, який складається з вузла кріплення зразків з пружинними пластинчастими тримачами, вузол задання навантаження, вузол задання поздовжнього переміщення, вузол задання поперечного переміщення [2]. У даному пристрої вузол кріплення зразків має бази, на які встановлюються зразки плоскої форми довжиною 25-30 мм і малої товщини - (2-3 мм). При цьому за рахунок конструкції вузла навантаження, вузла задання переміщення баз зразків здійснюється моделювання змінних у різних площинах контактних навантажень, у тому числі при терті з зіткненням. Недоліком відомої конструкції є те, що вузол кріплення зразків не дає можливості здійснювати моделювання точкового контакту при складному динамічному навантаженні, а за рахунок застосованих при випробуваннях форм і товщини зразків вносить труднощі для подальшого аналізу змін у поверхневих шарах робочих поверхонь зразків, наприклад проведення профілеграфування поверхні, виготовлення шліфів для металографічного, рентгеноспектрального, рентгеноструктурного, металографічного аналізів. В основу корисної моделі поставлена задача розробки пристрою для дослідження тертя, який дозволить досліджувати тертя поверхонь з точковим та плоским контактом в умовах складного навантаження при сухому та граничному терті з можливістю здійснення подальшого аналізу трибологічного стану поверхневих шарів випробувальних зразків. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для дослідження тертя тіл зі складним відносним переміщенням, що містить вузол кріплення зразків, вузол задання навантаження, вузол задання повздовжнього переміщення, вузол задання поперечного переміщення додатково вузол кріплення зразків містить утримувачі зразків, які закріплені на базах та мають глухій отвір з фіксаторами для встановлення циліндричного зразка зі сферичною торцевою поверхнею, і діаметрально виконаний паз типу ластівчина хвоста з фіксаторами для встановлення зразка прямокутного перерізу зі збільшеною товщиною робочої поверхні. Наявність у вузлі кріплення зразків утримувачів зразків, які закріплюються за допомогою гвинтів на базах, що мають виконаними окремо глухий отвір, та діаметрально розташований паз, забезпечують розміщення в них зразків збільшених розмірів з круглою і прямокутною формами перерізу, що дає можливість підбирати три варіанту схем тертя: "сфера-сфера" точковий контакт; "сфера-площина" - точково-площинний контакт; "площа-площа" - від лінійного контакту до площинного, а конструкція вузлів задання переміщення при цьому утворює умови для моделювання складного відносного переміщення. Збільшений розмір робочої поверхні зразка з прямокутним перерізом поліпшує аналізопридатні якості зразка та розширює зміст можливо вживаних методів досліджень. Таким чином, нові ознаки при взаємодії з відомими ознаками забезпечують нові технічні можливості - шляхом конструкційних вдосконалень розроблено пристрій, який дозволяє моделювати взаємодію поверхонь з різними геометричними формами контакту в умовах складного навантаження, та мати можливість здійснювати подальший аналіз трибологічного стану поверхневих шарів, який утворився при випробуванні зразків. Ідея корисної моделі пояснюється на фіг. 1-2, де зображено пристрій для дослідження тертя тіл зі складним відносним переміщенням. Пристрій (фіг. 1) складається з вузла кріплення зразків, вузла задання нормального статичного навантаження 7, вузла задання повздовжнього переміщення 2, вузла задання поперечного переміщення 3. Вузли 1,2,3 забезпечують тримірність навантаження зразків - удар та проковзування у двох взаємно перпендикулярних напрямках. Вузол кріплення зразків складається з утримувачів зразків 4, які закріплюються на базах 5 за допомогою гвинтів 6. Бази 5 встановлено в державки 7, які закріплені консольно на стійках 8 за допомогою плоских пружин 9. Утримувачі зразків 4 (фіг. 2) з одного боку мають глухій отвір 10 і крізні отвори 11, в які встановлено ексцентрикові фіксатори 12 (у перерізі В-В приведено тільки один). В отвір 10 1 UA 84831 U 5 10 15 20 25 30 встановлено циліндричний зразок 13 зі сферичною торцевою поверхнею (переріз А-А). Через глухий отвір 10 по всій довжині виконано паз 14 (переріз В-В). У пазу 14 розміщується ексцентрик фіксатора 12. З діаметрально протилежного боку глухого отвору 10 в утримувачах виконано прямокутний паз 15 (переріз Б-Б) типу ластівчина хвоста і скрізні отвори 16, в які встановлено ексцентрикові фіксатори 17 (у перерізі наведено тільки один). В паз 15 встановлено зразок 18 (переріз А-А) прямокутного перерізу зі збільшеною товщиною робочої поверхні. У пазу 15 розміщується ексцентрик фіксатора 17. Пристрій для дослідження процесів тертя працює наступним чином. У вихідному положенні зразки для моделювання необхідної форми контакту (точковій, площинний, точково-площинний) встановлюються у відповідні направляючі - отвір 10, паз 15. За допомогою ексцентрикових фіксаторів 12,17 зразки 13, 18 з обох сторін спочатку позиціонуються відносно один одного, а потім фіксуються за допомогою гайок 19, 20. За допомогою вузла задання нормального статичного навантаження 1, вузла задання повздовжнього переміщення 2, вузла задання поперечного переміщення задаються параметри випробувань, та пристрій приводиться у дію. При цьому пристрій працює згідно з описом, наданим у прототипі. При необхідності, з метою моделювання граничного тертя, в зону контакту поверхонь зразків можуть подаватися шляхом ручного намазування мастильні композиції, наприклад консистентне мастило Літол-24, трансмісійне мастило ТАП-15В та ін. Після встановленої (необхідної) кількості циклів навантаження випробування зупиняються, зразки знімаються та піддаються наступному аналізу трибологічного стану робочих поверхонь. Джерела посилання: 1. Пат. RU 78 943 Российская федерация, МПК G01N 3/56 (2006.01). Устройство для испытания материалов на трение и изнашивание при малых амплитудах перемещения / A.M.Смыслов, М.К.Смыслова, А.Н.Исанбердин, А.Д.Мингажев, К.С.Селиванов, В.Ю.Гордеев (RU); заявители и патентообладатель г. Уфа: Общество с ограниченной ответственностью "научно-производственное предприятие "Уралавиаспецтехнология" (RU) - №2008117860/22; заявл. 04.05.2008; опубл. 10.12.2008, Бюл. № 34 2. Пат. № 39986 Україна, МПК (2009) G01N3/56. Пристрій для дослідження тертя / Л.Й.Івщенко, В.В.Циганов, В.І.Чорний, заявник і патентовласник Запорізький національний технічний університет. - № ц200810724; заявл. 28.08.2008; опубл. 25.03.2009, Бюл. №6. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 Пристрій для дослідження тертя тіл зі складним відносним переміщенням, що містить вузол кріплення зразків, вузол задання навантаження, вузол задання повздовжнього переміщення, вузол задання поперечного переміщення, який відрізняється тим, що вузол кріплення зразків містить утримувачі зразків, які закріплені на базах та мають глухій отвір з фіксатором з можливістю встановлення циліндричного зразка зі сферичною торцевою поверхнею, і діаметрально виконаний обмежений паз типу ластівчина хвоста з фіксатором і з можливістю встановлення зразка прямокутного перерізу зі збільшеною товщиною робочої поверхні. 2 UA 84831 U 3 UA 84831 U Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4