PL224960B1 - Układ pomiarowy do wyznaczania współczynnika sprzężenia ciernego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ pomiarowy do wyznaczania współczynnika sprzężenia ciernego między dwoma badanymi elementami (próbka i przeciwpróbka).

Dotychczas współczynnik sprzężenia ciernego między współpracującymi kształtownikami w złączu ciernym nie był bezpośrednio wyznaczany. W trakcie badania złączy ciernych obciążonych osiowo w sposób pośredni wyznaczano jego wartość. Sposób ten jest jednak mało dokładny i nie odwzorowuje rzeczywistego stanu obciążenia niezbędnego do wyznaczenia tego współczynnika.

W proponowanym rozwiązaniu proponuje się zsynchronizowany pomiar wartości siły docisku stykających się badanych-elementów oraz siły przesuwu przeciwpróbki po próbce ze stałą prędkością (v). Umożliwi to wyznaczenie chwilowych wartości współczynnika sprzężenia ciernego między badanymi elementami oraz wartości średniej tego współczynnika dla określonej długości pomiarowej próbki (L).

Układ pomiarowy według wynalazku charakteryzuje się tym, że ma ramę nośną o dużej sztywności, na końcach której umieszczone są zaciski do mocowania badanej próbki. W tylnej części ramy zamocowane są dwa siłowniki hydrauliczne, których zadaniem jest przesuwanie ze stałą prędkością głowicy dociskowej. Na każdym z siłowników zamontowany jest czujnik do pomiaru wartości siły przesuwu, a wewnątrz siłowników czujniki do pomiaru przemieszczenia. Głowica dociskowa służy do wywierania stałej siły docisku między próbką i przeciwpróbką. Siła ta jest wynikiem działania siłownika hydraulicznego zamocowanego w głowicy dociskowej. Siłownik ten posiada czujnik do pomiaru wartości siły docisku. W celu zapewnienia osiowego obciążenia badanej pary ciernej siłowniki hydrauliczne przesuwu montowane są przegubowo do ramy, a uchwyt dociskowy posiada poprzeczną belkę stabilizowaną w podłużnych prowadnicach zamontowanych na ramie nośnej.

Zapis czasowych przebiegów siły przesuwu, siły docisku oraz przemieszczeń tłoczysk jest synchronizowany w układzie pomiarowo-rejestrującym. Umożliwia to wyznaczenie chwilowych wartości współczynnika sprężenia ciernego (dla płaskich powierzchni styku współczynnika tarcia) oraz średniej jego wartości określonej na długości pomiarowej L.

Stałą prędkość przemieszczania głowicy dociskowej oraz siłę docisku próbki i przeciwpróbki zapewniają siłowniki hydrauliczne zasilane i sterowane przez układ zasilający, którego głównym elementem jest odpowiednio sterowany agregat hydrauliczny. Układ zasilający umożliwia przeprowadzenie badań dla różnych sił docisku i prędkości (v) przemieszczania głowicy dociskowej.

Proponowany układ pomiarowy jest uniwersalny gdyż parą cierną, dla której będzie wyznaczany współczynnik sprzężenia ciernego, mogą być dwa współpracujące w złączu ciernym kształtowniki, cięgno z okładziną lub dowolne dwa elementy wykonane z tych samych lub różnych materiałów o różnych powierzchniach styku. W przypadku każdej z badanych par konieczne jest zastosowanie odpowiedniej głowicy dociskowej oraz zacisków do mocowania próbki i przeciwpróbki. Proponowany układ może być wykorzystany do pomiarów stacjonarnych oraz ruchowych (wersja przenośna).

Uniwersalność proponowanego rozwiązania polega na tym, iż badania można przeprowadzić dla różnych próbek (kształtowniki korytkowe obudowy podatnej, cięgna, elementy płaskie, itp.) wyk onanych z różnych materiałów i przy różnych siłach docisku oraz prędkościach przesuwu. W tym celu końcówki zacisków oraz elementy mocujące znajdujące się w głowicy dociskowej są dobierane w zależności od kształtu badanych próbek.

Proponowane rozwiązanie może być wykorzystywane do pomiarów stacjonarnych oraz do pomiarów ruchowych (jako układ przenośny).

Przedmiot wynalazku objaśniono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia schemat układu pomiarowego do wyznaczania współczynnika sprzężenia ciernego, a Fig. 2 rzut z góry układu pomiarowego.

Układ pomiarowy do wyznaczania współczynnika sprzężenia ciernego ma ramę nośną o dużej sztywności 7 z dwoma zaciskami 5, w których mocowana jest badana próbka 1, głowicę dociskową 11, w której mocowana jest przeciwpróbka 12, siłownik hydrauliczny 2 służący do docisku przeciwpróbki do próbki, dwa siłowniki hydrauliczne 8 z czujnikami siły 6 oraz czujnikami przemieszczenia (umieszczone wewnątrz siłowników), zamontowane przegubowo do ramy nośnej i służące do przemieszczania głowicy dociskowej 11 oraz agregat hydrauliczny 10. Głowica dociskowa 11 zbudowana jest ze sztywnej ramy 13, do której zamocowany jest siłownik hydrauliczny 2 oraz czujnik 3 do pomiaru siły docisku i czujnik do pomiaru temperatury 4. Do głowicy dociskowej 11 zamocowane są symetrycznie dwa siłowniki hydrauliczne 8 połączone przegubowo z ramą nośną 7 oraz belka poprzeczna 14 zaPL 224 960 B1 pewniająca osiowe ustawienie uchwytu w prowadnicach ramy nośnej 7. Do rejestracji i synchronizacji wyznaczanych wielkości służy układ pomiarowo-rejestrujący 9.

Pomiar polega na ciągłej rejestracji wartości siły nacisku przez czujnik siły 3 oraz siły przemieszczenie przez czujniki 6 i przemieszczenia przez czujniki umieszczone wewnątrz siłowników przy stałej temperaturze rejestrowanej przez czujnik 4 w jednym układzie pomiarowo-rejestrującym zapewniającym pełną ich synchronizację w czasie.

Claims (3)

1. Układ pomiarowy do wyznaczania współczynnika sprzężenia ciernego z ramą nośną i siłownikami hydraulicznymi, znamienny tym, że rama nośna 7 posiada dwa zaciski 5, w których mocowana jest badana próbka 1, głowicę dociskową 11, w której mocowana jest przeciwpróbka 12, siłownik hydrauliczny 2, oraz dwa siłowniki hydrauliczne 8 z zabudowanymi wewnątrz czujnikami przemieszczenia zamontowane przegubowo do ramy 7 w tylnej jej części oraz agregat hydrauliczny 10.

2. Układ pomiarowy według zastrz. 1, znamienny tym, że głowica dociskowa 11 ma ramę 13, do której zamocowany jest siłownik hydrauliczny 2 oraz czujnik 3 do pomiaru siły docisku i czujnik do pomiaru temperatury 4, przy czym do głowicy dociskowej 11 zamocowane są symetrycznie dwa siłowniki hydrauliczne 8 połączone przegubowo z ramą nośną 7 oraz belka poprzeczna 14.

3. Układ pomiarowy według zastrz. 1, znamienny tym, że czujnik 3 do pomiaru siły docisku przeciwpróbki 12 do próbki 1 mocowany jest do siłownika hydraulicznego 2, dwa czujniki siły 6 mocowane są do siłowników hydraulicznych 8 do pomiaru siły przesuwu oraz dwa czujniki przemieszczenia montowane wewnątrz siłowników hydraulicznych 8, a także układ pomiarowo-rejestrujący 9 do zsynchronizowanego pomiaru rejestrowanych wielkości.