Способ моделирования эксплуатационных условий при испытании подшипникового узла трения

Способ моделирования эксплуатационных условий при испытании подшипникового узла трения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение может быть использовано для экспериментального исследования узлов трения. Целью изобретения является упрощение моделирования за счет минимизации необходимого объема информации о функционировании реального узла трения. Измеряют температуру Т исследуемого узла трения в заданной точке, по которой определяют изменение момента М трения во времени. Найденные зависимости T(t) и M(t) с помощью компьютера и посредством узла нагружения и нагревателя воспроизводят на физической модели узла трения. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (5D 4 С 01 N 3/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И О ПОКРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР

К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 421 3894/25-28 (22) 23.03.87 (46) 23.01.89 Бюл. Р 3 (7l) Институт физико-технических проблем Севера Якутского филиала

СО АН СССР (72) О.Б. Богатин, В.В. Донченко, Н,П. Старостин и И.Н. Черский (53) 620.178.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М- 1133498, кл. G 01 N 3/56, 1985. (54) СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ УСЛОВИЙ ПРИ ИСПЫТАНИИ

ПОДШИПНИКОВОГО УЗЛА ТРЕНИЯ (57) Изобретение может быть испольэовано для экспериментального исследования узлов трения. Целью изобретения является упрощение моделирования эа счет минимизации необходимого объема информации о функционировании реального узла трения. Измеряют температуру Т исследуемого узла трения в заданной точке, по которой определяют изменениемомеита

М трения во времени. Найденные зависимости T(e) и M(e) с помощью компьютера и посредством узла нагружения и нагревателя воспроизводят на физической модели узла трения.

3 ил.

1453239

Изобретение относится к трибологии и может быть использовано для экспериментального исследования уз,пов трения. 5

Цель изобретения — упрощение моделирования за счет минимизации необходимого объема информации о функционировании реального узла трения, На фиг. 1 изображено устройство 10 для осуществления предлагаемого способа, на фиг. 2 — схема системы управления, на фиг. 3 — восстановленная эксплуатационная зависимость от времени мощности Q тепловыделения 1S в узле трения (сплошные линии) и зависимость С1 от времени, воспроизведенная согласно способу на физической модели (штриховые линии).

Устройство для осуществления спо- 20 соба содержит внешнюю обойму 1, расположенную в корпусе 2. В расточке внешней обоймы 1 установлен шарикоподшипник 3, на внутреннем кольце 4 которого крепится втулка 5 испыты- 25 ваемого подшипника скольжения, контактирующая с валом 6. Внешняя обойма нагружается посредством электромагнита 7 рычагом 8, установленным на корпусе. На внутренней обойме 30 жестко закреплена планка 9, предназначенная для взаимодействия с упругим элементом 10, бснащенным тензорезистором 11. Внутри вала 6 установлен нагреватель 12. Электромагнит 7 и нагреватель 12 подключены к системе управления (фиг. 2), которая содержит измерители 13 и 14 соответственно температуры и момента трения физической модели, усили- 40 тель 15, управляемый коммутатор 16 аналоговых сигналов, соединенный с аналого-цифровым преобразователем

17, подключенным к компьютеру 18, управляющему через цифроаналоговые 45 преобразователи 19 и 20 источниками напряжения, соединенными с исполнительными механизмами 21 и 22 электромагнита 7 и нагревателя 12.

Способ осуществляется следующим образом.

С помощью термочувствительных элементов регистрируют в заданной точке температуру Т исследуемого подшипникового узла трения в рабочем режиме. По результатам температурных измерений, решая обратную задачу теплопроводности, восстанавливают зависимость во времени мошности тепловыделения в контакте и определяют изменение момента М трения во времени по формуле:

N(t) - ™ Q(t) >

К где К вЂ” известный коэффициент;

Q — угловая скорость вращения вала.

Далее проводят испытания на физической модели. Найденные эксплуатационные зависимости T(t) и M(t) вводят в компьютер 18 в качестве числовых данных для алгоритма управления, приводят вал 6 во вращение и передают управление компьютеру. Момент трения, возникающий при вращении вала, поворачивает обойму, и планка

9 давит на упругий элемент 1 О. Возникающее при этом усилие фиксируют измерителем 14 .и через коммутатор

16 передают компьютеру 18. Аналогичным образом в компьютер поступают данные по температуре модели узла.

Сравнивая полученные данные с эксплуатационными зависимостями T(t) и

M(t) этих величин, компьютер в со-.. ответствии с алгоритмом управления производит коррекцию параметров иСполнительных механизмов 21 и 22.

П р и м е.р. Исследовался полимерный подшипник скольжения размерами ф 32» 4 26 » 20 мм, диаметр -вала

25,5 мм, материал подшипника Ф4К20, материал вала ст. 45, скорость скольжения 0,39 м/с.

Рабочий режим подшипника реализовался на машине трения СМТ-1. На фиг.3 сплошными линиями показана восстановленная эксплуатационная зависимость Я(й), штриховыми линиями показана зависимость Q(t), воспроизведенная в управляемом эксперименте. Варианты а и б (фиг. 3) соответствуют замерам температуры Т для определения Q в том и другом случаях на глубине h 11,2 мм и 1,8 мм от зоны трения.

Близость сплошных и штриховых линий (фиг. 3) свидетельствует о близости температурно-нагрузочных условий функционирования модели и исследуемого узла трения.

Формула изобретения

Способ моделирования эксплуатационных условий при испытании подшипникового узла трения, заключаю3 145 щийся в том, что проводят измерения параметров функционирования исследуемого узла трения и на их основе моделируют условия при испытаниях на физической модели, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения моделирования, в качестве параметра функционирования определяют временную зависимость эксплуатационной температуры узла трения в заданной точке, по изме3239 ренной температуре определяют вре— менную зависимость эксплуатационного момента трения, а при моделировании

5 на физической модели обеспечивают путем нагревания ее вала равенство временных зависимостей температуры модели и эксплуатационной температуры в соответствующих заданных точках и путем изменения нагрузки на модель — равенство временных зависимостей моментов трения.

1453239

И А юю

Составитель И. Солдатенков

Техред N.Äèäûê

Редактор Л. Зайцева

Корректор В. Гирняк

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 7274/37 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.. 4/5.