машина высокоскоростного реверсивного трения с управляемым динамическим нагружением

Формула изобретения

Машина для испытания на реверсивное трение, содержащая основание, установленные на нем приводы перемещения, связанные с приводами перемещения платформы, держатели контробразцов с установленными на платформах приводами вращения, держатели образца и механизм нагружения, отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет обеспечения испытания при трении артиллерийских орудий в режимах нагружения при низких и высоких скоростях, механизм нагружения выполнен в виде цилиндра двустороннего действия, а машина снабжена направляющими перемещения держателя образца вдоль оси нагружения, гидроприводом перемещения направляющих с держателем образца перпендикулярно оси нагружения и демпфером, установленными между держателем образца и штоком цилиндра механизма нагружения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области испытания материалов на трение и износ.

Известно устройство для испытания на трение и износ, включающее узел динамического нагружения и работающее в режиме одностороннего трения (авторское свидетельство N 1335852 G 01 N 3/56, 1987 г.).

Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет моделировать высокоскоростное реверсивное трение в динамическом режиме.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленной машине является "Дисковая машина трения", включающая узел циклического нагружения, два привода вращения и опоры качания (авторское свидетельство N 1307300 G 01 N 3/56, 1987 г.). Недостатком "Дисковой машины трения" является то, что режим работы машины не обеспечивает изменяющихся динамических нагрузок.

Цель изобретения - повышение достоверности испытаний узлов трения и приближение их условий к реальным, а также обеспечение изменяющихся по заданному закону динамических нагрузок.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемая машина высокоскоростного реверсивного трения с управляемым динамическим нагружением снабжена управляемым по заданному закону устройством динамического нагружения образца, состоящим из устройства нагружения, выполненного в виде силового цилиндра, соединенного через демпфирующее устройство и каретку с держателем образца, и устройства перемещения, выполненного в виде силового цилиндра, соединенного через муфту и каретку с держателем образца.

Заявленная машина трения состоит из следующих основных элементов: основания (фиг. 1, поз. а), узла динамического нагружения (фиг. 2, поз. б), выполненного в виде демпфирующего устройства 1 (фиг. 3) силовых гидравлических цилиндров 2 (фиг. 3), держателя 3 образца 5 (фиг. 3), выполненного в виде прямоугольной рамки, контрообразцов 4 (фиг. 3), образца 5 (фиг. 3), двух редукторов 6 (фиг. 3), стоек 7 крепления электродвигателей M₁ и M₂ (фиг. 3), механизма 8 перемещения (фиг. 3), датчиков 9 момента трения (фиг. 3), закрепленных в стойках 10 (фиг. 3), дополнительных баков 11 (фиг. 3) гидроусилителей 12 (фиг. 3), тахометров 13 (фиг. 3), салазок 14 (фиг. 3, фиг. 4), салазок 15 (фиг. 3, фиг. 4, поз. в), на которых крепятся электродвигатели M₁ и M₂, двух стаканов 16, 17 узла динамического нагружения (фиг. 3, 2 поз. б). Машина высокоскоростного реверсивного трения с управляемым динамическим нагружением содержит: основание (фиг. 1, поз. а), на котором смонтировано нагружающее устройство, выполненное в виде вертикально расположенных салазок 14, в верхней части которых крепится шток вертикально расположенного силового цилиндра 2. К нижней части салазок 14 крепится держатель 3 образца 5. Контрообразцы 4 крепятся на валах редукторов 6 и располагаются в одной плоскости с образцом 5 с зазором 1...2 мм между контробразцами 4. Электродвигатели М₁ и M₂ размещены в стойках 7 на опорах качения, которые в свою очередь располагаются на салазках 15 и имеют возможность перемещаться при помощи механизма 8. На корпусе электродвигателей М₁ и M₂ закреплены вилки подвижных частей датчика 9 момента трения, а на салазках 15 крепятся стойки 10 с неподвижными частями датчика 9 момента трения. Перемещение образца 5, закрепленного в держателе 3, осуществляется при помощи горизонтально расположенного силового цилиндра 2, связанного с горизонтально расположенными салазками 14, на которых крепятся при помощи болтов вертикальные салазки 14 с узлом динамического нагружения (фиг. 2).

Узел динамического нагружения образца включает вертикально расположенный силовой цилиндр 2, вертикальные салазки 14, демпфирующее устройство 1, закрепленные в салазках 14 и состоящее из 2-х стаканов 16, 17 (фиг. 3, фиг. 5 поз. 2), поршня и 2-х пружин. Держатель 3 образца 5, выполненный в виде прямоугольной рамки, крепится снизу к основанию салазок 14, нагрузка на держатель 3 образца 5 передается вертикально расположенным силовым цилиндрам 2 через демпфирующее устройство 1.

На спроектированной и изготовленной машине трения использованы стандартные узлы (силовые цилиндры, гидромоторы и пополнительные баки) из комплекта танкового стабилизатора 2Э15 "Метеор". В настоящее время данный стабилизатор снят с вооружения. В предлагаемом изобретении нашел применение как пример использования военной техники в мирных целях.

Технические характеристики силового цилиндра:

рабочий ход штока - 175 мм

максимальное усилие - 60000Н

максимальная скорость движения штока - 0,064 м/с

скорость срабатывания - 0,02 с

Технические возможности используемых силовых цилиндров позволяют моделировать необходимые динамические нагрузки и скорости, которые возникают при работе узлов трения артиллерийских орудий.

Перемещение штоков силовых цилиндров по заданному закону, скорость перемещения образца задаются при помощи электрических сигналов, подаваемых на электромагниты гидроусилителей от цифроаналогового преобразователя микроЭВМ по заранее подготовленной программе. Программа для ЭВМ составлена исходя из анализа условий работы натурных узлов трения. Это позволяет моделировать условия, близкие к условиям работы практически любого узла реверсивного трения.