Устройство для испытания материалов на износ

Устройство для испытания материалов на износ

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к испытаниям материалов на износостойкость, задиростойкость и контактную прочность. Целью изобретения является повышение производительности и достоверности результатов путем моделирования циклически изменяющейся по амплитуде и числу циклов нагрузки. На ведущем диске 1 выполнены рабочие дорожки 23, 24, каждая из которых состоит из смещенных вдоль оси диска центрального и боковых поясков, составленных из групп центральных и боковых секторных участков, цилиндрических и с сегментными срезами, с одинаковыми дугами в каждой группе в отдельности. Секторные участки каждой группы расположены с угловым шагом, равным 360°/A или 360°/(KA+M), и выполнены чередующимися в шахматном порядке с перекрытием друг друга по дуге цилиндрических секторных участков, где K - целая часть смешанного числа K<SP POS="POST">.</SP>M/A

M и A - соответственно числитель и знаменатель правильной дроби смешанного числа. Цилиндрические секторные участки чередуются в шахматном порядке с перекрытием друг друга. Секторные участки ведомого диска 2 объединены в группы 33-36, число которых равно числу групп ведущего диска 1 с теми же угловым шагом между группами и дугами между участками в пределах группы. При нагружении испытуемого ролика 3 с помощью нагружающего узла и дисков 1, 2 в ходе испытаний соответствующие участки поверхности ролика 3 подвергаются воздействию циклически изменяющейся по амплитуде и числу циклов нагрузки. 2 з.п. ф-лы, 11 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЯИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1l) А2 (g1)g G 01 N 3/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (61) 643781 (21) 4455113/25-28, (22) 05.07.88 (46) 23.06.90. Бюл, r- 23 (71) Киевскни политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) В.А..Стадник, M.Ñ. Тривайло и В.В. Стадник (53) 620.178.162 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 643781, кл. G 01 N 3/56, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ИЗНОС

2 (57) Изобретение относится к испытаниям материалов на износостойкость, задиростойкость и контактную прочность. Целью изобретения является повышение производительности и достоверности результатов путем моделиро-. вания. циклически изменяющейся по амплитуде и числу циклов нагрузки. На ведущем диске 1 выполнены рабочие дорожки 23, 24, каждая из которых состоит из смещенных вдоль ос)(диска центрального и боковых поясков, составленных иэ групп центральных и боковых секторных участков, цилиндрических и с сегментными срезами, с

1573394

30 одинаковыми дугами в кажпой группе в отдельности. Секторные участки каж. дой группы расположены с угловым шагом, равным 360 /а или 360/ (ka +

+ тп), и выполнены чередующимися в шахматном порядке с перекрытием друг друга по дуге цилиндрических секторных участков, rpe k — целая часть

m смешанного числа k - m и а — соота ветственно числитель и знаменатель правильной дроби смешанного числа.

Цилиндрические секторные участки чередуются в шахматном порядке с пеИзобретение относится к испытанию материалов на износостойкость, задиростойкость, контактную прочность материалов в условии трения качения с, и трения качения со скольжением, и является усовершенствованием устройст-25 ва по авт. св. № 643781.

Цель изобретения — повышение производительности и достоверности результатов путем моделирования циклически изменяющейся нагрузки по амплитуде и числу циклов и приближение условий испытания к условиям работы пар трения.

На фиг.1 представлено устройство, общий вид; на фиг.2 — вид А на

35 фиг.1; на фиг.3 и 4 — развертка различных вариантов выполнения ведущего диска; на фиг.5 и 6 — развертка различных вариантов ведомого диска, на фиг.7. — вариант ведомого диска с 40 секторными участками, наклоненными к оси диска на фиг.8 и 9 — диаграммы чисел циклов нагружения и величины нагрузки на секторных участках; на фиг.10 и 11 — диаграммы чисел циклов нагружения и контактных напряжений.

Устройство содержит ведущий 1 и ведомый 2 диски, расположенные между ними испытуемья ролик 3, нагрузочньтй узел выполненный например В виде рычага 4, воздействующего через траверсу 5 и подвижные опоры 6 на ведомый диск 2. Валы 7 — 9, на которых установлены ведущий диск 1, испытуемый ролик 3 и ведомый диск 2, соединены с помощью жесткой. муфты 10 и крестовых муфт 11 и 12 с валами 13—

15 зубчатых колес 16 — 18, установленных на отдельной стойке 19. Привод рекрытием друг друга. Секторные участки ведомого диска 2 объединены всгруппы 33-36, число которых равно числу групп ведущего диска 1 с теми же угловым шагом между группами и дугами между участками в пределах группы. При нагружении испытуемого ролика 3 с помощью нагружающего узла и дисков 1, 2 в ходе испытаний соответствующие участки поверхности ролика 3 подвергаются воздействию циклически изменяющейся по амплитуде и числу циклов нагрузки.

2 з.п.ф-лы, .11 ил.

20 через муфту 21 связан с ведущим диском 1. Числа зубьев колес 16 и 18, установленных на валах !3 и 15, соединенных с валами 7 и 9 ведущего 1 и ведомого 2 дисков, одинаковы. Отношение числа зубьев 7.„ колеса 17, установленного на валу 14, соединенном с валом 8 испытуемого ролика 3, к числу зубьев К колеса 16, установленного на валу 13, соединенном с валом 7 ведущего диска выражено в виде смешанного числа k —, где k— а целая часть смешанного числа, тп и а — .соответственно числитель и знаменатель правильной дроби смешанного числа. Например, если отношение числа зубьев Z 7 к К принять равным

5/4, Iok= l,m= l,а а=4. с

Ведущий диск 1 выполнен в центральной части с кольцевой проточкой 22, образующей две рабочие дорожки 23 и

24 (А и В). Каждая из рабочих дорожек

23 и 24, например дорожка 23, состоит из смептенных вдоль оси диска 1 центрального и боковых поясков, составленных из нескольких групп, например четырех групп (фиг.3) центральных

25 — 28 и боковых 29 — 32 секторых участков, цилиндрических, например, .

25, 26 и 30, 32 и с сегментными срезами 27, 28 и 29, 31, с одинаковыми дугами в каждой группе в отдельности, например 0(, ф,, tx . и оС и расо положенных с угловым шагом 360 /а, о равным, например, 90 при а = 4.

Центральные. 25 — 28 и боковые

29 — 32 секторные участки, цилиндрические 25, 26, 30, 32 и с сегмент5 157 ными срезами 27 — 31 выполнены чередующимися в шахматном порядке с перекрытием друг друга по дуге (3 цилиндрических секторных участков.

Секторные участки одной из рабочих дорожек, например дорожки 23 (А), принадлежащие к каждой группе в отдельности и имеющие дуги, равные соответственно с О с и 0 расположены в пределах секторов с дугами 360 /а, равными, например, 90, при а = 4, Группы секторных участков смещены в окружном направлении друг относительно друга -на величину дуг секторных участков В каждой группе в отдельности и равных соответственно с(О, К,, 0 и М З..

Количество центральных секторных участков с сегментными срезами Ь в каждой группе в отдельности различно, не превосходит числа а и равно, например, для группы секторных участков с дугой Фо — Ь д, = О, с дугой — b4,-- 1, с дугои a —. Ьд = 2, с дугой ф — Ьд = 3.

Центральные секторные участки с сегментными срезами, принадлежащие одной и той же группе, обозначены на фиг.3 одинаковыми геометрическими фигурами. Расположение центральных секторных участков с сегментными срезами в пределах каждого из сектоо ров с дугой 360 /а, равной, например, 90, при а = 4 произвольно, Противоположная дорожка 24 (В) ведущего диска содержит таков же количество групп секторных участков, например четыре группы, как и дорожка 23. Каждая группа в отдельности содержит такое же количество, напри— мер 0,1,2 и 3, центральных секторных участков с сегментными срезами, как и на дорожке 23. При этом секторные участки каждой из четырех групп в отдельности рабочей дорожки 23 расположены против секторных участков каждой из четырех групп в отдельности рабочей дорожки 24 и имеют одинаковые дуги, равные соответственно с о, of< с, и М q(фиг,3), Центральные секторные участки с сегментными срезами на дорожке 24 расположены по отношению к центральным секторным участкам с сегментными срезами на дорожке 23 таким образом, что количество центральных участков с сегментными срезами в противополож. но расположенных друг к другу груп3394 6 расстояния р <, р и р» расположенных по периметру диска с угловым шагом

О о

360 /а, равным, например, 90 при а = 4 и частично перекрывающих друг друга по дуге, образуя замкнутую

35 поверхность (фиг.5). Секторные участки 33 — 36 в каждой в отдельности из смещенных вдоль оси ведомого диска

2 плоскостей образуют наборы сектор- .

40 ных участков. Количество наборов секторных участков ведомого диска. равно количеству групп секторных участков одной из рабочих .дорожек, например дорожки 23, ведущего диска 1 и равно, 45 например, четырем.

Наборы секторных участков 33 — 36 смещены в окружном направлении друг относительно друга на величииу тех же дуг с,, с(,, с(,и О(, что и группы

50 секторных участков ведущего диска 1.

Каждый в отдельности набор секторных участков 33 — 36 соответствует определенной паре противоположно расположенных друг к другу групп секторных участков ведущего вала 1 по равенству дуг их секторных участков, соответственно равных Ф, р(,, оС и оС >с количеством центральных секторных участков с сегментными срезами в каждой

30 пах дорожек ? 3 и 24 (А и В) различно, а их суммарное количество T.Ь постоянно и равно, например, сумме максимального b ä и минимального

Ь„щ„ количества центральных секторов участков с сегментными срезами в группах одной из рабочих дорожек, и равно, например, Ь„ = Ьдз = 3;

b,„ = Ъ = О. Поэтому на дорожке

23 (Б) для группы секторных участков с дугой Ф b = 3, с дугойЫ,— — Ьв,= 2, с дугой о(— Ьв = 1, с дуЖ - Ь = О ° ,Выполнение условия постоянства суммы количества центральных сек— торных с сегментными срезами .Ъ

= Ь „+ Ь „„„= b Ai + bi позволяет получить в противоположно друг к другу расположенных группах секторных участков рабочих дорожек 23 и

24 по два сочетания cd u dc центральных секторных участков с сегментными срезами, состоящих из двух различных чисел с и и (например 0-3, 1-2, 2-1 и 3-0).

Ведомый диск 2 имеет рабочую дорожку, выполненную в виде секторных участков, например, 33-36, смещенных вдоль оси на одинаковые или разные

1573394 паре, равным соответственно 0 и 3, I и 2, 2 и 1 3 и 0 и с дугами о(и

Ы; но, о о,, Мэ ио

Наборы секторных участков 33 и 36, 34 и 35, соответствующие двум парам противоположно расположенных друг к другу групп секторных участков с одинаковым сочетанием количества центральных секторных участков с сегментными срезами, равным соответственно

0 и 3, 3 и О, а также 1 и 2, 2 и 1, расположены по разные стороны от плоскости LL проходящей посредине ведомого диска 2. Расстояния t и tq,t > и 5

t< между серединами секторных участков каждой пары наборов 33 и 36, 34 и 35 и плоскостью 1.L, приходящей посредине ведомого диска 2, одинаковы, т.е. t = t» t< = t . Наборы сектор-20 ных участков 33 — 36 расположены в осевом направлении справа налево или . слева направо в порядке возростания от 0 до 3 количества центральных секторных участков с сегментными срезами в группе соответственно на рабочей дорожке 23 или 24 ведущего диска 1.

Расстояние 1 между серединами крайних по оси ведомого диска 1 сек— торных участков 33 и 36 и центральных секторных участков рабочих дорожек 23 и 24 ведущего диска 1 равны, При таком относительном расположении наборов ведомого диска 2, секторные 35 участки 33 и 36 его крайних и участки 33 и 34 его соседних по оси наборов соответствуют по величине своих дуг секторным участкам, содержащим соответственно наименьшее (Ъо = О) и на в 40 ибольшее (Ъэ = 3), а также промежуточные меньшие и большие значения (Ь = 1, Ь 2) чисел центральных секторных

2 участков с сегментными срезами на одной из рабочих дорожек, например на дорожке 23 ведущего диска 1. Это позволяет получить на центральных поясках этой дорожки в пределах цилиндрических секторных участков с дугами, равными о(о, о „, оС и оС э со- 50 ответственно наименьшую и наибольшую величины нагрузок в зависимости от количества сегментных срезов, а на рабочей дорожке 24 — наоборот, в пределах цилиндрических секторных участ- 55 ков с дугBMH No I, оС и о э наибольшую и наименьшую величины наг» рузок.

Условие равенства расстояний 1 между серединами крайних по оси ведомого диска 2 секторных участков 33 и 36 и центральных секторных участков рабочих дорожек 23 и 24 веду щего диска 1 обеспечивает равенство нагрузок на цилиндрических секторных участках центральных поясков дорожек 23 и 24, соответствующих группам с одним и тем же количеством центральных секторных участков с сегментными срезами, но расположенных по разные стороны от кольцевой проточки 22.

На испытуемом ролике 3 выполнены проточки 37; 38 и 39, 40, разделя. ющие цилиндрическую поверхность на центральные дорожки 41 и 42, предназначенные для испытания на износ и усталостное выкрашивание, и боковые дорожки 43 — 45, Боковые дорожки 43 — 45 обеспечивают непрерывность обкатывания ведущего 1 и ведомого 2 дисков и испытуемого ролика 3.

Ведущий 1 и ведомый 2 диски в исходном положении расположены в окружном направлении друг относительно друга таким образом, что крайние образующие одного из центральных цилиндрических секторных участков одной из групп ведущего диска, например секторного участка 25 дорожки

24 с дугой Qp и секторного участка

33 из соответствующего ей набора ведомого диска 2, находятся в контакте с испытуемым роликом, при этом контак. тирующие участки расположены по разные стороны от линии центров дисков

1 и 2 (фиг ° 2).

В рабочем положении диски 1 и 2 прижимаются к испытуемому ролику 3 постоянной силой Q от нагружающего устройства 4. В результате сжатия дисков на рабочих дорожках 23 и 24 ведущего диска 1 и испытуемом ролике

3 возникают силы А и В, а на одном из секторных участков, например на участке 33 ведомого диска 1, — сила Q. Наличие проточки 22 на ведущем диске 1 позволяет рассматривать испытуемый ролик, зажатый между дисками 1 и 2, как балку на двух опорах которая нагружена силой О, вызывающей на опорах (на рабочих дорожках

23 и 24) реакции А и В. Таким образом, А + В = 0 и A 1А,= В1,, где

1 1, и 1 6 — плечи сил A u E.

9 1573394 l0

nlz

1

t (— —— о 2 и12

1 + а — bs а— а— а-Ь м (1)

При исследовании износостойкости—

И контактной прочности опережающих поверхностей при различных числах циклов нагружения и величинах нагрузки центральные и боковые секторные участки (цилиндрические и с сегментными срезами) могут быть расположены в каждой группе в отдельности на рабочих дорожках 23 и 24 ве

0. дущего диска 1 с угловым шагом 360 / . /(ka + т), где 1с — целая часть сме"

m шанного числа k — - m и а — соответста венно числитель и знаменатель правильной дроби смешанного числа. При этом максимальное количество центральных секторных участков с сегментными срезами в группе не превосходит число (ka + m) и равно, например, 4 при

k = 1, m = 1 и а = 4, а секторные участки в каждой в отдельности из смещенных вдоль оси ведомого диска плоскостей,(в каждом наборе секторных участков ведомого диска) расо положены с угловым шагом 360 /(ka +

+ m). В этом случае отношение числа зубьев Z(7 колеса 17 к числу зубьев

Z колеса 16 равно отношению а/(ka+

+m), где k — целая часть смешанного

m числа k — - m и а — соответственно а числитель и знаменатель правильной дроби смешанного числа, Для обеспечения равновероятности усталостного выкрашивания секторных участков испытуемого ролика 3, подверженных различным величинам нагрузки и числам циклов нагружения за время испытания, на отдельных секторных участках центральных дорожек 41 и 42 испытуемого ролика 3 в пределах секторов с дугами, равными

360 /(ka + m) или 72 при k = 1, m = 1 и а = 4, создают разные нагрузки и числа циклов нагружения. Для этого при расположении секторных участков ведущего диска с угловым шагом, равным 360 /а или 90 при а = 4, количество дополнительных секторных участков Ь, с сегментными срезами в каждой из групп секторных участков рабочих дорожек 23 и 24 равно соответственно на дорожке 23: Ьд

О, Ъд„= 1, Ьд = 2 и Ъд 3. Дуги секторных участков каждой группы в отДельности Равны tX z, 4<,. g и О(з (фиг.4).

На другой рабочей дорожке, например на дорожке 24, количество центральных секторных участков с сегмент ными срезами равно соответственно а дуги секторных участков каждой группы в отдельности равны соответ" ственно <о ю, Ы и о .з (фиг.4).

При этом количество центральньгх секторных участков с сегментными срезами равно числу а или, например, 4 при а = 4,:по крайней мере в одной группе секторных участков, например, в двух группах (be = 4, be 4) сек-. торных участков с дугами, йапример, Ы, и Ы,одной или обеих рабочих дорожек, например дорожки 24, ведущегодиска 1 (фиг,4).Противоположно расположенные этим двум группам группы секторных участков рабочей дорожки 23 содержат количество центральных секторных участков с сегментными срезами, равное соответственно

Ьд, 1, Ьд = 2, а в двух противоположно расположенных друг к другу группах с дугами секторных участков, равными и о, это количество меньше а и равно соответственно Ьд = О, Ъд =

30 = 3, Ь,= 3, be;=-. О, при этом меньшие Ь = Ьд = be и большие Ь

= Ь д = be их количества равны между

Ъ о собой, а их сумма постоянна, т.е.

Ь Ъ +Ь 31 Ь Ьд +be

35 з а

Расстояния t (фиг.6) между серединами секторных участков наборов ведомого диска, соответствующих этим

40 двум. группам (Ьд = О и Ьв 3 Ьд

3 и be = О) и серединой LL ведомов го диска одинаковы и определены по зависимости

50 а расстояния с,(t „и t ) между серединой секторных участков наборов ведомого диска, соответствующих группам секторных участков дорожки 24 (Ьд = 1 и Ьд = 2), распоютоженных

55 пРотив групп сектоРных участков, содержащих а или 4, при а = 4, центральных секторных участка с сегмент". ными срезами (be = 4, Ь 4) и сре1573394 диной LL ведомого диска определены по зависимости а - Ьм

1 а — Ьм, ° — (1 — »- - - - )

2 пИ а

1 + щ а-Ь (2) 5 где 1 — расстояние между середи нами центральных поясков обеих рабочих дорожек 23 и 24 ведущего диска;

Ь и Ьд, — соответственно большее и меньшее значения коли- .

f5 чества центральных секторных участков с сегментными срезами в противоположно расположенных друг к другу 20 группах секторных участков ведущего диска, для которых Ьд, bg (а, Ь |ц — количество центральных

1 секторных участков с 25 сегментными срезами в группах секторных участков ведущего диска, расположенных против групп с количеством централь- 30 ных секторных участков с сегментными срезами, равным а или 4 . при а =

= 4;

n — показатель степени кри- 35 вой усталостного выкрашивания, принимаемый равным 6.

Тогда, например, при а = 4, Ъ =

О b>, = 1, b«=2, Ъ =Зи и 40

6 расстояния to, и t будут соответственно равны tq = 0,111, t = 0,0741 и t< = 0,0131.

При расположении секторных участков каждой из групп ведущего диска 45 с угловым шагом, равным 360 /(ka + ш), количество центральных секторных участков с сегментными срезами в каждой из четырех групп на одной из рабочих дорожек, например на дорожке 23,. может быть принято меньшим (ka + m) и равным, например, b „, = О, Ъд .1, Ьд = 2 и Ъд = 4 (не показано), а на противоположно расположенной дорожке две группы секторных

S5 участков содержат по (ka + m) или, например, при k = 1, m = 1 и а 4 по пять центральных секторных участков с сегментными срезами, а остальные две группы 4 и О, т.е. Ъ@ = 4, Ь, 5, b> 5 и Ъ ; О. При этом дуги секторных участков соответственнО PaaHbt Ы, P(» О(, И ОС

Расстояния t и t; (t „и и ) в случае расположения секторных участков каждой иэ групп ведущего диска с угловым шагом, равным 360 /(ka +

+ m)> определены по зависимостям

1

t ц 2

+ (3) 2 (1

1,(4) где k — целая часть смешанного

m числа k —, m и а — соответственно числитель и знаменатель правильной дроби смешанного числа, значения остальных величин 1, b» Ь, Ъ и и аналогичны значениям, входяPili щим в формулы 1 и 2.

Тогда, например, при k = 1, m = 1, а = 4, n = 6, Ъц= О, Ъ = 4, Ьц,» 1, Ъд = 2 расстояния, t„ и t соответственно равны tо = 0,131, 0,11, t g = 0,0621.

Устройство работает следующим образом.

Нагружение осуществляют, например, грузом q на рычаге 4 через траверсу 5 и подвижные опоры 6 на ведомый диск 2, При этом на секторном участке 33 ведомого диска 2 действует постоянная сила 0 прижатия его к испытуемому ролику 3. Включают привод 20 и приводят во вращение вал 7 с установленным на нем ведущим диском 1. С помощью муфты 10, соединяющей валы 7 и 13, приводят во вращение зубчатое колесо 16, от которого вращательное движение передается зубчатым колесам 17 и 18, а через их валы 14 и 15 и крестовые муфты 11 и 12 — к валам 8 и 9 с установленными на них ведомым диском 2 и испытуемым роликом 3. При отношении диаметра испытуемого ролика к диаметру ведущего диска l, равной отношению чисел зубьев i, и К колес 17 и 16, осуществляется трение качения в контакте рабочих дорожек

1573394

23 и 24 ведущего диска 1 и испытуемого ролика 3. При равенстве их диаметров, а также при их отношении, не равных отношению чисел зубьев и Z<< колес 17 и 16, осуществляется

5 трение качения с проскальзыванием.

Поскольку отношения числа зубьев

Z „7 колеса 17 к числу зубьев Z<< колеса 16 определено по занисимости

Z /Е = (ka + m)/à в общем случае 7 и как частный случай по зависимости а + 1 — — — при k u m равных единице, и равно, например, 5/4 при а = 4, то после каждых k оборотов например 1-го оборота при k = 1, ведущего диска 1 происходит его смещение относительно испытуемого ролика 3 на m секторов, например на один сектор c pyroA

360 /а, равной 90 при а = 4, контактирующих с секторами испытуемого ролика 3 с дугой 360 /(ka + m), равной, например, 72 при k = l, m = l и а 4. По завершению (ka + m) или 25 пяти оборотов при k = 1, m = 1 и а = 4 относительное положение ведущего диска 1 испытуемого ролика 3 становится исходным, затем цикл повторяется. 30

Поскольку каждый иэ а секторов ведущего диска 1 или из четырех сектоо ров при а = 4 с,дугой, равной 360 /а, или, например, 90 при а .= 4, периодически эа цикл (ka + ш)оборотов ведущего диска 1 и а оборотов испытуемого ролика 3, равных соответственно пять и четыре оборота при k = 1, m = — 1 и а = 4, контактирует последона- 40 тельно с каждым иэ (ka + m) секторов или с каждым иэ пяти секторов при — 1 тп = 1 и а = 4 испытуемого рой

О лика 3, с дугами, равными 360 /(ka +

+ m) или 72 при k = 1, m = 1 и а = 4, то секторные участки с дугами о о, Ы„Ф и Ыэ, взятые по одному из каждой группы в отдельности и расположенные на каждом иэ а секторов, или на каждом из четырех секторов при а = 4, последовательно контактируют с одними и теми же секторными ! I I участками с дугами ЫО, Ы,, a и расположенными на каждом из (ka + m) секторов или на каждом иэ пяти секторов при k = 1, m = 1, и а = 4 испытуемого ролика, содержащих дуги

360 /(ka + m) или 72 при k = 1, m.= 1 иа=4, Так как количество b центральных секторных участков с сегментными срезами в каждой группе в отдельности различно и меньше а, то соответствующие участки с дугами о(, о,, К

t c

0 2 и о каждого иэ секторов центральных дорожек 41 и 42 испытуемого ролика 3 с дугами, равными 360 /(ka + m) или

72 при 1 = 1, m = 1 и а = 4, последовательно контактируя по дуге с соответствующими центральными секторными участками с сегментными срезами на рабочих дорожках 23 и 24 ведущего диска !., разгружаются эа цикл (за четыре оборота) столько раэ, сколько центральных секторных участков с сегментными срезами в каждой группе. Тогда при k = 1, m = 1 и а = 4 и количестве центральных секторных участков с сегментными срезами в каждой группе в отдельности на дорожке

23, равном соответственно ЬО = О, b4,,=

ЬА = 2 и Ьп = 3, а в противоположно им расположенных группах дорожки 24 Ьп,= 3 Ьб,= 2 Ь п= 1 и

Ьп = О, на центральных дорожках 41 и 42 испытуемого ролика 3 в пределах каждого иэ секторов, или каждого из пяти секторов при k = 1, m = — l и а = 4 с дугами секторов, равными 360 /(ka + m) или 72 при k = 1, m = и а = 4, получим по четыре участка с дугами, равными соответстI f венно Ф,, о,, о(и оl, подверженным различным числам циклон нагружения, равных соответственно 4N, ЭИ, 2N и N на центральной дорожке 41 (фиг.8) и N, 2N, 3N и 4N на противоположно расположенных им участках центральной дорожки 42 (фиг.9). При этом сумма чисел циклов нагружения противоположно расположенных на центральных дорожках 41 и 42 участков гостоянна и равна 5N.

Поскольку числа зубьев 4(6 и Z18 колес 16 и 18 одинаковы, то угловые скорости ведущего 1 и ведомого 2 дискон также одинаковы, а время поворота ведущего диска 1 на угол 360 /a равно времени поворота ведомого диска

2 на тот же угол. В период контакта секторного участка 33 крайнего набора секторных участков ведомого диска 1, как это показано на фиг,l, реакции А и В на рабочих дорожках 23 и 24 ведущего диска 1 распределяются обратно пропорционально расстояниям

1, и 1б, от линии действия силы Я

1573394 (от середины секторного участка 33) до середины центральных поясков дорожек 23 и 24. Эти реакции имеют постоянное значение в пределах дуги oL сек- 5 торного участка 33 и равны соответственно А и В

При последующем вращении в контакт с испытуемым роликом 3 вступает секторный участок 34 соседнего по оси набора секторных участков ведомого диска 2, При этом, благодаря его смещению в осевом направлении на величину Р, происходит соответственно увеличение плеча 1 и уменьшение оо плеча 1А,. В соответствии с этим сила А уменьшается, а сила В увеличивается, сохраняя свои постоянные значения в пределах дуги К; контакта секторного участка 34 с испытуемым роли- Z0 ком 3, равные соответственно А и В,.

При последующем вращении ведомого диска 2 в контакт с испытуемым роликом 3 вступает секторный участок 35 очередного соседнего по оси набора секторных участков ведомого диска 2, При этом происходит очередное увеличение плеча 1о и уменьшение плеча

О

1д на величину P,В соответствии с о этим сила А опять уменьшается, а 30 сила В увеличивается, сохраняя свои постоянные значения в пределах дуги о контакта секторного участка 35 с испытуемым роликом 3, равные соответственно А и В 35

При последующем вращении ведомого диска 2 в контакт с испытуемым роликом 3 вступает очередной по оси секторный участок 36 левого крайнего набора секторных участков ведомого дис- 40 ка. При этом происходит очередное увеличение плеча 1 о до 18 = 1д и о 9 о уменьшение плеча 1д до !A = .1

0 3 0 поскольку расстояния между серединами крайних по оси ведомого диска 2 сектор- 45 ных участков 33 и 36 и центральных секторных участков рабочих дорожек 23 и 24 ведущего диска 1 равны. В результате сила А достигает наименьшего а сила В наибольшего значения, которые сохраняются постоянными на протяжении угла поворота о секторно-, го участка 36 и равны соответственно

А и В, При этом А з = B>,à В = A . При последующем повороте ведомого диска 2 на угол 360 /а или на 90 при а = 4 цикл нагружения рабочих дорожек

23 и 24 повторяется и т.д, до полного оборота ведомого диска.

Поскольку цилиндрические секторные участки одной из групп, например группы 25 с дугой секторного участка,.равной и соответствующео>

ro ей набора, например набора 33, расположены по разные стороны от линии центров ведущего 1 и ведомого 2 дисков, а крайние их образующие находятся в контакте с испытуемым роликом, то при равенстве угловых скоростей ведущего 1 и ведомого 2 дисков обес— печивается синхронизация времен контакта секторных участков с дугами о(о о ф и о ведущего 1 и ведомого 2 дисков с соответствующими участками с дугами e ф „, о и Ы на испытуемом ролике 3. Это достигается за счет того, что наборы секторных участков смещены в окружном направлении друг относительно друга на величину тех же дуг осо, о,, о и

O(>, что и группы секторных уч стков ведущего диска 1 (фиг.2), l в результате того, что секторные участки с дугами с „, ос,, ф. и оС на ведомом диске 2 расположены в осевом направлении в порядке возрастания количества центральных секторных участков с сегментными срезами в группе, например справа налево, с дугами х,, М,, с и Ы, что соответствует возрастанию количества центральных секторных участков с сегментными срезами в группе от 0 до 3 на дорожке 23 ведущего диска 1 (bA = о

=О, BA,= 1, Ьд = 2, Ьд = 3), а времена их контакта с соответствующими участками с дугами ж р Q » о/ и

o/o на испытуемом ролике 3 синхронны, на центральных дорожках 41 и 42 испытуемого ролика 3 в пределах каждого из (ka + m) секторов, или каждого из пяти секторов при k = 1, m = 1 и а =

4 с дугами секторов, равными

360 /(ka + тп) или 72о при k = 1, m =

1 и а = 4, получим четыре участка ! с дугами, равными соответственно о о,, ф и о, подверженным различf (( ным нагрузкам Ао, А <, Az и А и различным числам циклов нагружения, равных соответственно 4N, ÇN, 2N и

N на центральной дорожке 41 (фиг,Я) и соотьетственно — различным нагрузкам

В, В,, В и В и различным числам циклов нагружения И, 2N, ÇN и 4N на противоположно расположенных им участках центральной дорожки 42

17!

573394

18 (фиг.9), пРичем А A a A A a

Во> В,) В > В .

Поскольку наборы секторных участков ведомого диска расположены симметрично по отношению к плоскости LL ф проходящей посредине ведомого диска

2, а расстояния 1 между серединами а крайних по оси ведомого диска 1 секторных участков 33 и 36 и централь-!0 ных секторных участков рабочих дорожек 23 и 24 ведущего диска 1 равныэ то Aî — Вэу A = Bz> А2 = B1 и

А = В, В результате этого каждая пара участков испытуемого ролика 3, расположенных на противоположных друг к другу центральных дорожках

41 и 42 и подверженных одному и тому же числу циклов нагружения, равных соответственно 4N, ÇN, 2N и . N, подвергается одинаковой нагрузке, равной соответственно А = В, А 1

B<„ A = В 1 и А = В, при этом с уменьшением числа циклов нагружения нагрузка на участках увеличивает- 25 ся, поскольку А А A (А ° о

Таким образом,, за время испытания на обеих дорожках испытуемого ролика в зависимости от углового шага расположения секторных участков в 30 группе и количества групп секторных участков ведущего диска 1, равного, например, 90о при а = 4, и четырем группам секторных участков получают результаты при различных нагрузках и числах циклов нагружения: по четыре серии опытов при четырех значениях нагрузки Ao< А1< А

Если количество центральных секторных участков с сегментными срезами в четырех группах каждой из рабочих дорожек 23 и 24 ведущего диска 1 равны соответственно — на дорожке 23 ЬА = О, Ьд,= 1, ЬА = 2, и ЬА = 3, на дорожке 24 Ь .= 3, Ь 4 1

= 4, Ья = 4 и Ъя = О, а расстояния 0 т и 2рассчитаны согласно фор- . 55 мул 1 и 2, то в пределах каждого из (ka + m) секторов испытуемого ролика 3 или кал цого из пяти секторов при 1с = 1, m = 1 и а = 4 с дугами

360 /(ka + m) или 72 при k = 1, m 1 и а = 4, на центральной дорож ке 41 получим по четыре секторных участка с дугами, равными o(о

I I

1 (7 1 У и(и пт > (фиг. 10), а на центральной дорожке 42 — по два секторных участка с дугами, равными соответственно (( ф и N (фиг,!1), подверженным различным числам циклов нагружения 4N, 3N,2N и N,N и 4N при различных величи- нах контактных напряжений бд, б,т,, бп

Г>„,Гп, G, соответствующих различным о точкам кривой усталостного выкрашивайття: четыре точки Т 1, 4N; Ga,, ÇN;

G„,: 2N и бд,, И на центральной дорожке 41 (фиг, 10) и две точки бп, N и (7п, 4N на центральной дорожке 42 (фиг. 11) . Поскольку различные числа у циклов нагружения достигаются одновременно за время испытания роликового образца, то этим достигается равновероятность разрушения секторных участков обеих центральных дорожек

41 и 42.

В случае расположения секторных участков в каждой из групп и в каждом из наборов ведущего и ведомого о дисков с угловым шагом, равнь!м 360 /

/(ka + тп), и определении расстояний и t <, согласно формул 3 и 4, устройство работает аналогично, как и в предыдущем случае, обеспечивая на каждом из четырех секторов центральных дорожек 41 и 42 испытуемого ролика

3 контактные напряжения и числа циклов нагружения соответственно на 4 и на 2-секторных участках, удовлетворяющие наклонной ветви кривой усталостного выкрашивания.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Устройство для испытания материалов на износ по авт.св. Р 643781, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и достоверности результатов, расположенные на ведущем диске по обе стороны кольцевой проточки кольцевые участки состоят из выполненных с зазором друг относительно друга центрального и двух боковых поясков, на каждом из которых выполнено одинако; вое количество групп секторных участков, часть из них в каждой группе выполнены цилиндрическими, а остальные — с сегментными срезами с одинаковыми дугами в каждой группе, сек19 1573394

20 торные участки каждой группы располо", жены с угловым шагом в 360 /а или

360 /(ka + m), где k — целая часть смешанного числа, m и а — числитель и знаменатель правильной дроби смешанного числа, цилиндрические секторные участки на разных кольцевых участках расположены с чередованием в шахматном порядке, перекрывая друг друга, количество секторных участков с сегментными срезами в противоположно расположенных на центральных поясках группах различно и не превосходит числа а для углового шага 360 /а или ka + m для углового шага 360 /

/(ka + m), секторные участки ведомого диска объединены в группы, число которых равно числу групп ведущего диска, расположенные с такими же угловыми шагами и такими же как на ведущем диске дугами между участками в пределах группы, а крайние секторные участки одной из групп центральных поясков ведущего диска и соответствующей группы .ведомого диска размещены по разные стороны от линии, соединяющей центры дисков.

2, Устройство по п,1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью приближения условий испытания к условиям

5 работы пар трения путем воспроизведения реальных нагрузок и чисел циклов нагружения, соответствующих различным точкам кривой усталостного выкрашивания, количество секторных участков с сегментными срезами на центральных поясках равно числу а для углового шага 360 /а или ka +

+ m для углового шага 360 /(ka + m) по крайней мере в одной группе на одном или обоих кольцевых участках ведущего диска и меньше этих чисел в двух противоположно размещен- . ных группах, минимальные и максимальные количества секторных участков в указанных двух группах соответственно равны между собой, а расстояние между серединами секторных участков групп ведомого диска, соответствующих этим группам, и серединой ведомого диска одинаковы.

3. Устройство по пп ° 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что секторные участки ведомого диска наклонены под острым углом к оси диска.

1573394

1573394

1573394

1573394

1573394

Йм 17

Со с т авит ел ь В, Данило в

Редактор Н.Яцола Техред A.Êðàâ÷óê Корректор И. Муска а

Заказ 1640 Тираж 501 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101