RZECZPOSPOLITAPOLSKA (12)OPIS PATENTOWY (19)PL (11) (13)B1

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITAPOLSKA (12)OPIS PATENTOWY (19)PL (11) (13)B1 (21)Numer zgłoszenia: Urząd Patentowy (22)Data Zgłoszenia: Rzeczypospolitej Polskiej (51) IntCl6. G 0 1N 3/56 G01N 19/02 (54) Urządzenie do badania tarcia i zużycia elem entów sm arowanych i niesm arow anych (73) Uprawniony z patentu: (43) Zgłoszenie ogłoszono: Instytut Technologii Eksploatacji, BUP 01/97 Radom, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 10/99 (72) Twórcy wynalazku: Stanisław Kozioł, Radom, PL Witold Piekoszewski, Radom, PL Marian Szczerek, Radom, PL Jan Wulczyński, Radom, PL PL B1 (57)Urządzenie do badania tarcia i zużycia elementów smarowanych i niesmarowanych, zawierające próbkę w kształcie trzpienia lub kulki, dociskaną do powierzchni czołowej obracającej się przeciwpróbki w kształcie tarczy, a także zawierające układ kontrolnopomiarowy składający się z równoległych obwodów, znamienne tym, ze próbka (12) w kształcie trzpienia lub kulki dociskana do powierzchni czołowej obracającej się przeciwpróbki (13) w kształcie tarczy, jest umieszczona nieruchomo w dźwigni (9) poprzez uchwyt (20), a przeciwpróbka (13) jest dociskana obciążnikami (11) umieszczonymi na wsporniku (10) wychylnym, którego oś pokrywa się z pionową osią próbki (12), a kierunek działania siły tarcia pokrywa się z osią popychacza (18)i przetwornika (17) pomiarowego zamocowanego na wsporniku (16) przytwierdzonym przesuwnie na podstawce (7), dźwignia (9) związana trwale z wałkiem (8) ułożyskowana jest przesuwnie w płaszczyźnie pionowej 1 obrotowo w płaszczyźnie poziomej, we wsporniku (21), który poprzez śruby związany jest z podstawką (7) i korpusem (1), wałek (8) w części dolnej podparty jest zespołem dźwigni (24) i obciążnikami wyważającymi dźwignię (9) wraz z zamocowaną próbką (12), silnik (2) zasilany ze sterownika (38) napędza wrzeciono (6) poprzez przekładnię (3) pasową z pasem zębatym, na wrzecionie (6) ułożyskowanym w tulei (5) sztywno związanej z korpusem (1) umieszczony jest z jednego końca nadajnik impulsów (19) czujnika obrotów (22) i czujnika prędkości obrotowej (4), natomiast z drugiej strony wrzeciono (6) ma zamocowaną na wpuście tarczę oporową (15), na której zamocowana jest przeciwpróbka (13) poprzez nakrętkę (14), czujnik obrotów (22) i czujnik prędkości obrotowej (4) przymocowane są na stałe do tulei (5), układ (U) kontrolno-pomiarowy składający się z czterech równoległych obwodów (O1-O4), których wyjścia połączone są szeregowo z interfejsem (40) i komputerem (41) poprzez złącze komputerowe (39), zawiera pierwszy obwód (O 1) dołączony wejściem do przetwornika pomiarowego (17) i składający się z szeregowego połączenia wzmacniacza (26), przetwornika analogowo-cyfrowego (27) i licznika impulsów (2 8 )...

2 Urządzenie do badania tarcia i zużycia elementów smarowanych i niesmarowanych Zastrzeżenie patentowe Urządzenie do badania tarcia i zużycia elementów smarowanych i niesmarowanych, zawierające próbkę w kształcie trzpienia lub kulki, dociskaną do powierzchni czołowej obracającej się przeciwpróbki w kształcie tarczy, a także zawierające układ kontrolno-pomiarowy składający się z równoległych obwodów, znamienne tym, że próbka (12) w kształcie trzpienia lub kulki dociskana do powierzchni czołowej obracającej się przeciwpróbki (13) w kształcie tarczy, jest umieszczona nieruchomo w dźwigni (9) poprzez uchwyt (20), a przeciwpróbka (13) jest dociskana obciążnikami (11) umieszczonymi na wsporniku (10) wychylnym, którego oś pokrywa się z pionową osią próbki (12), a kierunek działania siły tarcia pokrywa się z osią popychacza (18) i przetwornika (17) pomiarowego zamocowanego na wsporniku (16) przytwierdzonym przesuwnie na podstawce (7), dźwignia (9) związana trwale z wałkiem (8) ułożyskowana jest przesuwnie w płaszczyźnie pionowej i obrotowo w płaszczyźnie poziomej, we wsporniku (21), który poprzez śruby związany jest z podstawką (7) i korpusem (1), wałek (8) w części dolnej podparty jest zespołem dźwigni (24) i obciążnikami wyważającymi dźwignię (9) wraz z zamocowaną próbką (12), silnik (2) zasilany ze sterownika (38) napędza wrzeciono (6) poprzez przekładnię (3) pasową z pasem zębatym, na wrzecionie (6) ułożyskowanym w tulei (5) sztywno związanej z korpusem (1) umieszczony jest z jednego końca nadajnik impulsów (19) czujnika obrotów (22) i czujnika prędkości obrotowej (4), natomiast z drugiej strony wrzeciono (6) ma zamocowaną na wpuście tarczę oporową (15), na której zamocowana jest przeciwpróbka (13) poprzez nakrętkę (14), czujnik obrotów (22) i czujnik prędkości obrotowej (4) przymocowane są na stałe do tulei (5), układ (U) kontrolno-pomiarowy składający się z czterech równoległych obwodów (O1-O4), których wyjścia połączone są szeregowo z interfejsem (40) i komputerem (41) poprzez złącze komputerowe (39), zawiera pierwszy obwód (O1) dołączony wejściem do przetwornika pomiarowego (17) i składający się z szeregowego połączenia wzmacniacza (26), przetwornika analogowo-cyfrowego (27) i licznika impulsów (28), drugi obwód (O2) dołączony wejściem do czujnika prędkości obrotowej (4) i składający się z szeregowego połączenia odbiornika (29), wzmacniacza (30) i licznika impulsów (31), trzeci obwód (O3) dołączony wejściem do czujnika obrotów (22) i składający się z szeregowego połączenia odbiornika (32) i licznika impulsów (33), czwarty obwód (O4) dołączony wejściem do czujnika temperatury (23) i składający się z szeregowego połączenia wzmacniacza (34), przetwornika analogowo-cyfrowego (35) i licznika impulsów (36), a ponadto urządzenie ma obwód sterujący (O5) składający się z szeregowego połączenia przetwornika cyfrowo-analogowego (37) i sterownika zasilającego (38), przy czym wejście obwodu sterującego (O5) połączone jest szeregowo z interfejsem (40) i komputerem (41) poprzez złącze komputerowe (39), a wyjście obwodu sterującego (O5) połączone jest z silnikiem napędowym (2). * * * Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do badania tarcia i zużycia elementów pracujących w styku smarowanym i niesmarowanym. Znane są urządzenia do badania tarcia i zużycia ze skojarzeniem typu trzpień-tarcza, w których nieruchomy trzpień dociskany jest do wirującej tarczy za pomocą układu dźwigni z zawieszonymi obciążnikami. W urządzeniach tych, przy dużych wartościach zużycia trzpienia następuje zmiana powierzchni styku współpracujących elementów testowych. Z opisu patentowego PL znane jest urządzenie do badania odporności na zużycie i oporów tarcia elementów smarowanych i niesmarowanych, w którym węzeł tarcia tworzą trzy trzpienie

3 dociskane do obracającej się przeciwpróbki o kształcie tarczy, przy czym oś każdej z próbek jest prostopadła do powierzchni czołowej przeciwpróbki, a siła tarcia jest równoważona przez popychacz współpracujący z przetwornikiem pomiarowym siły. Silnik napędza wrzeciono poprzez przekładnię pasową z pasem zębatym, a na wrzecionie ułożyskowanym w tułei sztywno związanej z korpusem przymocowany jest na stałe z jednego końca nadajnik impulsów licznika obrotów i wskaźnika prędkości obrotowej, natomiast z drugiej strony wrzeciono ma tarczę oporową, do której zamocowana jest przeciwpróbka. Ponadto urządzenie według opisu patentowego PL ma układ kontrolno-pomiarowy składający się z równoległych obwodów do pomiaru siły tarcia, prędkości obrotowej i liczby obrotów oraz temperatury środka smarowego, zawierających wzmacniacze, przetworniki i liczniki, których wyjścia połączone są szeregowo z interfejsem i złączami komputerowymi. Istotą wynalazku jest urządzenie, charakteryzujące się tym, że próbka w kształcie trzpienia lub kulki dociskana jest do powierzchni czołowej obracającej się przeciwpróbki w kształcie tarczy. Próbka jest umieszczona nieruchomo w dźwigni poprzez uchwyt i dociskana do przeciwpróbki obciążnikami umieszczonymi na wsporniku wychylnym, którego oś pokrywa się z pionową osią próbki, a kierunek działania siły tarcia pokrywa się z osią popychacza i przetwornika pomiarowego zamocowanego na wsporniku przytwierdzonym przesuwnie na podstawce. Dźwignia związana trwale z wałkiem ułożyskowana jest przesuwnie w płaszczyźnie pionowej i obrotowo w płaszczyźnie poziomej, we wsporniku który poprzez śruby związany jest z podstawką i korpusem. Wałek w części dolnej podparty jest zespołem dźwigni i obciążnikami służącymi do wyważenia dźwigni wraz z zamocowaną próbką. Silnik zasilany ze sterownika napędza wrzeciono poprzez przekładnię pasową z pasem zębatym. Na wrzecionie ułożyskowanym w tulei sztywno związanej z korpusem, umieszczony jest z jednego końca nadajnik impulsów czujnika obrotów i czujnika prędkości obrotowej, natomiast z drugiej strony wrzeciono ma zamocowaną na wpuście tarczę oporową, na której zamocowana jest przeciwpróbka poprzez nakrętkę. Czujnik obrotów i czujnik prędkości obrotowej przymocowane są na stałe do tulei. Urządzenie, według wynalazku, ma układ kontrolno-pomiarowy składający się z czterech równoległych obwodów, których wyjścia połączone są szeregowo z interfejsem i komputerem poprzez złącze komputerowe. Pierwszy obwód dołączony wejściem do przetwornika pomiarowego składa się z szeregowego połączenia wzmacniacza, przetwornika analogowo-cyfrowego i licznika impulsów. Drugi obwód dołączony wejściem do czujnika prędkości obrotowej składa się z szeregowego połączenia odbiornika, wzmacniacza i licznika impulsów. Trzeci obwód dołączony wejściem do czujnika obrotów składa się z szeregowego połączenia odbiornika i licznika impulsów. Czwarty obwód dołączony wejściem do czujnika temperatury składa się z szeregowego połączenia wzmacniacza, przetwornika analogowo-cyfrowego i licznika impulsów. Ponadto urządzenie według wynalazku ma obwód sterujący, którego wejście połączone jest szeregowo z interfejsem i komputerem poprzez złącze komputerowe, a wyjście połączone jest z silnikiem napędowym. Obwód sterujący składa się z szeregowego połączenia przetwornika cyfrowo-analogowego i sterownika zasilającego. Urządzenie, według wynalazku, ma następujące zalety. Umożliwia badanie tarcia i zużycia różnych materiałów konstrukcyjnych pracujących w warunkach tarcia ślizgowego w obecności lub bez środka smarowego. Urządzenie umożliwia przeprowadzanie jednoczesnych pomiarów i rejestracji siły tarcia, temperatury masowej próbki lub otoczenia węzła tarcia oraz drogi tarcia, a także umożliwia sterowanie przebiegiem procesu badawczego. Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania na rysunku przedstawiającym schemat urządzenia. W urządzeniu przedstawionym na rysunku, próbka 12 w kształcie trzpienia lub kulki dociskana jest do powierzchni czołowej obracającej się przeciwpróbki 13 w kształcie tarczy. Próbka 12 jest umieszczona nieruchomo w dźwigni 9 poprzez uchwyt 20 i dociskana do przeciwpróbki 13 obciążnikami 11 umieszczonymi na wsporniku 10 wychylnym, którego oś pokrywa się z pionową osią próbki 12, a kierunek działania siły tarcia pokrywa się z osią popychacza 18 i przetwornika 17 pomiarowego zamocowanego na wsporniku 16 przytwierdzo-

4 nym przesuwnie na podstawce 7. Dźwignia 9 związana trwale z wałkiem 8 ułożyskowana jest przesuwnie w płaszczyźnie pionowej i obrotowo w płaszczyźnie poziomej, we wsporniku 21, który poprzez śruby związany jest z podstawką 7 i korpusem 1. Wałek 8 w części dolnej podparty jest zespołem dźwigni 24 i obciążnikami, służącymi do wyważenia dźwigni 9 wraz z zamocowaną próbką 12. Silnik 2 zasilany ze sterownika 38 napędza wrzeciono 6 poprzez przekładnię 3 pasową z pasem zębatym. Na wrzecionie 6 ułożyskowanym w tulei 5 sztywno związanej z korpusem 1, umieszczony jest z jednego końca nadajnik 19 impulsów czujnika 22 obrotów i czujnika 4 prędkości obrotowej, natomiast z drugiej strony wrzeciono 6 ma zamocowaną na wpuście tarczę 15 oporową, na której mocowana jest przeciwpróbka 13 za pomocą nakrętki 14. Do tulei 5 zamocowane są trwale czujnik 22 obrotów i czujnik 4 prędkości obrotowej. Urządzenie ma układ U kontrolno-pomiarowy składający się z czterech równoległych obwodów O1-O4, których wyjścia połączone są szeregowo z interfejsem 40 i komputerem 41 poprzez złącze komputerowe 39. Pierwszy obwód O 1dołączony wejściem do przetwornika 17 pomiarowego składa się z szeregowego połączenia wzmacniacza 26, przetwornika 27 analogowo-cyfrowego i licznika 28 impulsów. Drugi obwód O2 dołączony wejściem do czujnika 4 prędkości obrotowej składa się z szeregowego połączenia odbiornika 29, wzmacniacza 30 i licznika 31 impulsów. Trzeci obwód O3 dołączony wejściem do czujnika 22 obrotów składa się z szeregowego połączenia odbiornika 32 i licznika 33 impulsów. Czwarty obwód O4 dołączony wejściem do czujnika 23 temperatury, składa się z szeregowego połączenia wzmacniacza 34, przetwornika 35 analogowo-cyfrowego i licznika 36 impulsów. Ponadto urządzenie według wynalazku posiada obwód O5 sterujący, którego wejście połączone jest szeregowo z interfejsem 40 i komputerem 41 poprzez złącze komputerowe 39, a wyjście połączone jest z silnikiem napędowym 2 i składa się z szeregowego połączenia przetwornika 37 cyfrowo-analogowego i sterownika 38 zasilającego. Obwód O1służy do pomiaru siły tarcia, obwód O2 do pomiaru prędkości obrotowej tarczy, obwód O3 do pomiaru drogi tarcia poprzez zliczanie obrotów przeciwpróbki, a obwód O4 do pomiaru temperatury masowej próbki lub otoczenia węzła tarcia. Obwód sterujący O5 służy do sterowania pracą silnika napędowego urządzenia.

5

6 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 2,00 zł.