установка для испытания материалов на абразивное изнашивание

Формула изобретения

УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА АБРАЗИВНОЕ ИЗНАШИВАНИЕ, содержащая корпус, бункер для абразива, ротор с радиальными каналами, предназначенными для перемещения абразива, привод вращения ротора, диск, установленный соосно с ротором, держатели образцов, установленные напротив выходов каналов и связанные с диском, и механизм перемещения держателей образцов, включающий электропривод и кинематически соединенный с ним винтовой механизм, отличающаяся тем, что, с целью повышения достоверности результатов испытания при изменении угла атаки, она снабжена тягами, шарнирно соединенными одними концами с соответствующими держателями образцов, а другими - с гайкой винтового механизма, который установлен соосно с ротором, связь держателей образцов с диском выполнена в виде кронштейнов, устанавливаемых на диске под острым углом к нему, равным углу атаки, а держатели образцов установлены с возможностью перемещения вдоль поверхностей соответствующих кронштейнов, располагаемых параллельно плоскости изнашиваемой поверхности образцов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области испытаний материалов на трение и износ, в частности на абразивное изнашивание.

Известно устройство для исследования абразивного износа образцов, содержащее бункер для абразива, распределитель абразива с радиальными каналами, держатели образцов, закрепленные на основании и привод осевого колебательного перемещения распределителя абразива относительно держателей образцов, который выполнен в виде трехзвенного кулачкового механизма с кулачком постоянного диаметра и толкателя [1].

Недостатком устройства является то, что ход колебательного перемещения распределителя абразива не регулируется, это требует применения образцов определенной длины. Кроме того, при изменении угла атаки, когда образцы установлены под углом относительно вертикальной плоскости, расстояние от конца радиального канала до образца меняется при колебании канала, это изменяет износ образца.

Известна установка для испытания материалов на абразивное изнашивание, выбранная в качестве прототипа, содержащая корпус, бункер для абразива, ротор с радиальными каналами, предназначенными для перемещения абразива, привод вращения ротора, диск, установленный соосно ротору, держатели образцов, установленные напротив выходов каналов и связанные с диском, и механизм перемещения держателей образцов, включающий электропривод, соединенный через винтовую и зубчатую передачи с винтовым механизмом, связанным с диском. Диск имеет отверстия для размещения его на цилиндрических направляющих с возможностью возвратно-поступательного перемещения. Образцедержатели закреплены на торце диска. Конечные выключатели закреплены на корпусе по обе стороны от диска и электрически соединены с электроприводом [2].

Недостаток известной установки - понижение достоверности результатов испытания по мере уменьшения угла атаки. Это обусловлено тем, что образцы перемещаются в плоскости, перпендикулярной плоскости размещения каналов ротора. При угле атаки, отличным от 90^о, образцы располагаются под углом относительно плоскости перемещения, вследствие этого при их перемещении меняется расстояние от конца канала ротора до изнашиваемой поверхности, что искажает достоверность результатов изнашивания в зависимости от применяемых углов атаки. Чем меньше угол атаки, тем больше ошибка.

Цель изобретения - повышение достоверности результатов испытания при изменении угла атаки путем перемещения образцов параллельно плоскости изнашиваемой поверхности.

Указанная цель достигается тем, что установка для испытания материалов на абразивное изнашивание, содержащая корпус, бункер для абразива, ротор с радиальными каналами, предназначенными для перемещения абразива, привод вращения ротора, диск, установленный соосно ротору, держатели образцов, установленные напротив выходов каналов и связанные с диском, и механизм перемещения держателей образцов, включающий электропривод и кинематически соединенный с ним винтовой механизм, снабжен тягами, шарнирно соединенными одними концами с соответствующими держателями образцов, а другими - с гайкой винтового механизма, который установлен соосно ротору, связь держателей образцов с диском выполнена в виде кронштейнов, устанавливаемых на диске под острым углом к нему, равным углу атаки. Держатели образцов установлены с возможностью перемещения вдоль поверхностей соответствующих кронштейнов, располагаемых параллельно плоскости изнашиваемой поверхности образцов.

На фиг. 1 представлена предлагаемая установка, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Установка содержит корпус 1, бункер 2 для абразива 3, ротор 4 с радиальными каналами 5, предназначенными для перемещения абразива, привод вращения ротора (не показан) и диск 6, установленный соосно ротору, с закрепленными к нему кронштейнами 7. Образцы 8 закреплены в держателях 9, которые установлены напротив выходов каналов 5 на кронштейнах 7 с возможностью скольжения параллельно плоскости изнашиваемой поверхности образцов 8. Угол атаки определяется углом наклона кронштейна 7 и может быть в пределах 0-90^о. Держатели 9 связаны посредством тяг 10 и шарниров 11 механизмом перемещения держателей 9 образцов 8, включающим электропривод 12, винтовую передачу 13, зубчатую передачу 14 и винтовой механизм, состоящий из гайки 15 и винта 16, установленные соосно ротору 4. тяги 10 соединены при помощи шарниров 11 одним концом с соответствующими держателями 9 образцов 8, а другим концом с гайкой 15 винтового механизма. К гайке 15 закреплен упор 17. На корпусе по обе стороны от упора 17 закреплены конечные выключатели 18 и 19, соединенные электрически с электроприводом 12 и ограничивающие вращение гайки 15 и перемещение образцов 8.

Установка для испытания материалов на абразивное изнашивание работает следующим образом.

Абразив 3 из бункера 2 попадает в центральное отверстие ротора 4. Под действием центробежной силы частицы абразива разгоняются в радиальных каналах 5 и попадают на исследуемые образцы 8. Возвратно-поступательное перемещение параллельно плоскости изнашиваемой поверхности образцов 8, закрепленных в держателях 9, установленных на кронштейнах 7, обеспечивается механизмом перемещения образцов. Гайка 15 передает возвратно-поступательное перемещение через тяги 10 и шарниры 11 держателям 9 образцов 8. Перемещение гайки 15 и соответственно образцов 8 ограничивается при помощи упора 17 и конечных выключателей 18 и 19, реверсирующих электропривод 12 при достижении крайних положений.

Угла атаки (угол между направлением струи абразива и поверхностью образца) меняется в пределах от 0 до 90^о, средним является угол 45^о. Поэтому целесообразно выбирать угол подъема винтовой линии гайки 15 равным 45^о, что обеспечивает практически равномерное движение образцов 8 при угле атаки 45^о и одинаковое небольшое отклонение от равномерного движения при углах атаки 0 и 90^о.

Эксперименты, проведенные на центробежном ускорителе ЦУК-3М по ГОСТ 23.201-78, подтверждают необходимость сохранения постоянного расстояния от конца канала до испытываемой поверхности в ходе эксперимента. При увеличении расстояния от конца канала до образца при угле атаки 30^о на 13 мм износ при разных режимах уменьшился до 1,9 раза, а при угле атаки 90^о увеличение расстояния до образца на 11 мм привело к уменьшению износа в 1,5 раза. Поэтому при вертикальном перемещении образцов результаты испытания при разных углах атаки не сравнимы, поскольку условия испытания не сохраняются.

Возвратно-поступательное перемещение образцов параллельно плоскости изнашиваемой поверхности позволяет сохранить постоянным расстояние от конца канала ротора до образца, изнашивать всю поверхность образца в одинаковых условиях и получить более достоверные результаты испытания при всех углах атаки. Это повышает точность кривых износа в зависимости от угла атаки.