Устройство для испытания материалов на абразивный износ

 

Изобретение относится к испытаниям материалов на износ от воздействия п отока абразивных частиц. Целью изобретения является повышение экономичности испытаний за счет снижения расхода абразивного материала. Внутренняя поверхность корпуса 1 выполнена в виде поверхности вращения. В корпусе 1 размещены ротор 5 с каналами 6, воронкообразный бункер 11, держатели 7 образцов. Каналы ротора 5 отогнуты в сторону верхней кромки бункера 11. При вращении ротора 5 16 18 (Л сл 4

СОЮЗ СОВЕТЕНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (511 4 G 01 N 3/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

14

Фиг.I

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 393!489/25-28 (22) 17.07.85 (46) 30.09.87. Бюл. - 36 (71) Днепропетровский государственный университет им. 300-летия воссоединения Украины с Россией (72) В.Г.Долматов, В.В.Полях и Е.В.Суховая (53) 620.178,162.2(088.8) (56) Клейс И.Р. Центробежный ускоритель для определения относительной износостойкости материалов на износ.—

Труды Таллинского политехнического института. Сер. А, У 294, 1970, с. 23-33, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА АБРАЗИВНЫЙ ИЗНОС (57) Изобретение относится к испытаниям материалов на износ от воздействия потока абразивных частиц. Целью изобретения является повышение экономичности испытаний за счет снижения расхода абразивного материала.

Внутренняя поверхность корпуса 1 выполнена в виде поверхности вращения.

В корпусе I размещены ротор 5 с каналами 6, воронкообразный бункер 11, держатели 7 образцов. Каналы ротора

5 отогнуты в сторону верхней кромки бункера 11. При вращении ротора 5

1341540 абразивные частицы, поступающие из емкости 4, ускоряются в каналах 6 центробежными силами и попадают частично на образец, а частично пролетают мимо образца в сторону верхней кромки бункера 11. При этом пролетевшие мимо образца частицы теряют свою энергию, попадают на внутреннюю поверхность корпуса 1 и, скользя по ней, затем попадают в бункер 11, Из

Изобретение относится к испытаниям материалов на износ от воздействия потока абразивных частиц.

Целью изобретения является повы5 шение экономичности испытаний эа счет снижения расхода абразивного материала, особенно в случаях применения дорогостоящих абразивных материалов. 10

На фиг, 1 изображено устройство для испытания материалов на абразивный износ; на фиг. 2 и 3 — графики анализа скорости движения абразивных частиц на плоскость вращения ротора; на фиг. 4 и 5 — проекция траектории движения абразивных частиц на плоскость вращения ротора.

Устройство содержит разъемный полый корпус 1, выполненный например, из теплоизоляционного материала 2 с гладким термостойким внутренним подслоем 3, емкость 4 для размещения абразива, ротор 5 с каналами 6, держатели 7 образцов, размещенные вокруг 28 ротора 5, двигатель 8 для привода ротора 5 во вращательное движение, питатель 9, выполненный на роторе 5, вентиляторные лопасти 10 для создания потока воздуха, перемещающегося от выходных отверстий вдоль внутренней поверхности корпуса 1, воронкообразный бункер ll отверстия 12 и емкости 13 для сбора отработавшего абразивного материала, заслонки 14.

Устройство может содержать также нагреватели 15. Еорпус 1 может быть выполнен составным и герметизирован с помощью соединения 16. Устройство размещено на опорах 17 с виброгасящи- 4р ми элементами 18. Внутренняя поверхбункера 11 абразивные частицы, которые не сталкивались с образцом, поступают снова в питатель 9 и из него — в каналы 6 ротора 5, чем обеспечивается уменьшение расхода абразивного материала. Частицы, столкнувшиеся с образном, попадают через отверстия 12 в емкости 13 для отработавшего абразивного материала.

1 з.п. ф-лы, 5 ил. ность корпуса 1 выполнена в виде тела 19 вращения.

Устройство работает следующим образом.

При снятой верхней части корпуса

1 производится установка образцов в держатели 7 под необходимым углом к потоку абразивных частиц, Затем верхняя часть корпуса соединяется с нижней при помощи герметичного соединения 16. Пропусканием электрического тока через нагреватели 15 внутри корпуса достигается заданная температура. 1(онтроль температуры ведется хромель-алюминиевой термопарой, помещенной внутрь корпуса, После приведения ротора во вращение через емкость

4 в установку малыми порциями подает-. ся абразив, который, пройдя через воронкообразный бункер 11, попадает в каналы 6 ротора 5. Выходящие из каналов 6 частицы имеют скорость, вектор которой можно разложить на составляющие тангенциальную V и вертикальную V (фиг. 2). Вследствии этого частищл абразива отбрасываются на образец и стенки камеры под углом, к плоскости вращения ротора 5. Угол определяют как

Вертикальная составляющая скорости Ve определяется следующим образом, Частица, вылетающая иэ сопла, наклоненного под углом М. к плоскости вращения ротора, движется под деиствием сил, показанных на фиг. 3.

Ось Х вЂ” F сом,+11в пк=тп — . (1) V в

134!540

Ось У вЂ” N sos<-F, sino,=mg; Р (k cosa+sino .)N=m — 6 (2) (с о s к — R s 1 и w ) N =п1p г сosg+sina V> сов -k sino . Rg (3) Силой трения можно пренебречь, тогда окончательно

Rg tgo .. (4), Дуга В,В:В,в=иЖ, где t — время прохода частей пути A A.

AoA AoA . AoA — — В В=Ы вЂ” —-Ч Q ОАо и OAа

=R — - =К1g<;

А,А

0Ао

Проведенный таким образом расчет угла используется при установке образцов, Частиць, попавшие на образец отражаются от него, теряют скорость и поступают через отверстия-12 в емкость 13. Не соударившиеся с образцами частицы скользят по внутренней поверхности корпуса, поднимаются, теряя скорость, и попадают в дополнительный бункер, Движение частиц показано стрелками 19. Движению частиц по заданной траектории способствуют создаваемые вентиляторными лопастями .воздушные потоки. Потери абразива, попавшего в емкость 13, восполняются в процессе испытаний. Рекомендуется заблаговременно прекратить подачу абразива через емкость 4. Это позволяет освободить установку от абразива в момент окончания исследований. При завершении работы следует отключить нагреватели 15 и привод 8 вращения, открыть установку посредством снятия ее верхней части и после охлаждения корпуса вытащить изношенные образцы.

Износ материалов определяют по потере массы образцов до и после испытаний.

Выбором формы канала 6, соответствующей траектории движения частиц под действием кориолисовой силы, о6еспечивается минимальная сила трения при скольжении частиц вдоль стенок каналов 6. Так как ротор 5 вращается, в тот момент, когда абразивная частица попадает из точки А в точку А, .точка В перемещается в положение В (фиг. 4).

В.А=В са; АБ=В,1:-В.А=В(1х-а,); где определяется из условия cos<=

Р-А, В, 5 Н

Следовательно, при движении абразивная частица — îâîëüíî сильно отклоняется влево и поэтому ее траектория выглядит так, как показано на фиг. 5.

На основании приведенного расчета выбирают форму каналов 6, Форма и расположение вентиляторных лопастей 10 выбираются из условия

15 наименьшего их влияния на скорость вращения ротора, а также создания вышеописанных воздушных потоков. В качестве нагревателей 15 используются трубчатые селитовые нагреватели. Потребляемая ими мощность регулируется

20 изменением напряжения электротока, подаваемого через трансформатор, Для герметизации соединения 16 применяется например. термостойкая резина. Б качестве виброгасящих элементов 18

25 используются материалы с высокой дисперсией воздушных объемов, хорошо поглощающие механические колебания, например поролон.

Формула изобретения

l. Устройство для испытания материалов на абразивный износ, содержащее полый корпус, внутренняя поверхд5 ность которого выполнена в виде поверхности вращения, коаксиально раз" мещенный в корпусе ротор с каналами, выполненными от оси к его периферии, сообщенный с каналами питатель для

40 размещения абразивного материала, держатели образцов, размещенные на корпусе вокруг ротора, и емкость для сбора отработавшего абразивного материала, о т л и ч а. ю щ е е с я тем, 45 что, с целью повышения экономичности испытания за счет снижений расхода абразивного материала, оно снабжено установленньм в корпусе и сообщенным через выходное отверстие с питателем воронкообразным бункером, верхняя кромка которого расположена на расстоянии от выходных отверстий каналов ротора, превьппающем расстояние между выходными отверстиями каналов ротора и держателем образцов, образующая внутренней поверхности корпуса плавно огибает бункер, а каналы изогнуты в направлении от плоскости вращения ротора к бункеру. фиг2

go фиГ4

Составитель В.Шпинев

Редактор Л.Повхан Техред М.Ходанич

Корректор M.Ìàêñèìèøèíåö

Тираж 77б Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4429(47

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

5 1341540 6

2. Устройство по п. 1, о т л и — но вентиляторными лопастями, размеч а в щ е е с я тем, что оно снабже- щенными на роторе.