RZECZPOSPOLITAPOLSKA (12)OPIS PATENTOWY (19)PL (11)177192 (13)B1 (21)Numer zgłoszenia: 309529 Urząd Patentowy (22)Data Zgłoszenia: 0 4.07.1995 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, 06.01.1997 BUP 01/97 Radom, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 29.10.1999 WUP 10/99 (72) Twórcy wynalazku: Stanisław Kozioł, Radom, PL Witold Piekoszewski, Radom, PL Marian Szczerek, Radom, PL Jan Wulczyński, Radom, PL PL 177192 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 )...
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 160590 znane jest urządzenie do badania odporności na zużycie i oporów tarcia elementów smarowanych i niesmarowanych, w którym węzeł tarcia tworzą trzy trzpienie
177192 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 160590 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 177192 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.
177 192
177 192 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 2,00 zł.