Способ моделирования эксплуатационных условий при испытании подшипникового узла трения

 

Изобретение может быть использовано для экспериментального исследования узлов трения. Целью изобретения является упрощение моделирования за счет минимизации необходимого объема информации о функционировании реального узла трения. Измеряют температуру Т исследуемого узла трения в заданной точке, по которой определяют изменение момента М трения во времени. Найденные зависимости T(t) и M(t) с помощью компьютера и посредством узла нагружения и нагревателя воспроизводят на физической модели узла трения. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (5D 4 С 01 N 3/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И О ПОКРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР

К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 421 3894/25-28 (22) 23.03.87 (46) 23.01.89 Бюл. Р 3 (7l) Институт физико-технических проблем Севера Якутского филиала

СО АН СССР (72) О.Б. Богатин, В.В. Донченко, Н,П. Старостин и И.Н. Черский (53) 620.178.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М- 1133498, кл. G 01 N 3/56, 1985. (54) СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ УСЛОВИЙ ПРИ ИСПЫТАНИИ

ПОДШИПНИКОВОГО УЗЛА ТРЕНИЯ (57) Изобретение может быть испольэовано для экспериментального исследования узлов трения. Целью изобретения является упрощение моделирования эа счет минимизации необходимого объема информации о функционировании реального узла трения. Измеряют температуру Т исследуемого узла трения в заданной точке, по которой определяют изменениемомеита

М трения во времени. Найденные зависимости T(e) и M(e) с помощью компьютера и посредством узла нагружения и нагревателя воспроизводят на физической модели узла трения.

3 ил.

1453239

Изобретение относится к трибологии и может быть использовано для экспериментального исследования уз,пов трения. 5

Цель изобретения — упрощение моделирования за счет минимизации необходимого объема информации о функционировании реального узла трения, На фиг. 1 изображено устройство 10 для осуществления предлагаемого способа, на фиг. 2 — схема системы управления, на фиг. 3 — восстановленная эксплуатационная зависимость от времени мощности Q тепловыделения 1S в узле трения (сплошные линии) и зависимость С1 от времени, воспроизведенная согласно способу на физической модели (штриховые линии).

Устройство для осуществления спо- 20 соба содержит внешнюю обойму 1, расположенную в корпусе 2. В расточке внешней обоймы 1 установлен шарикоподшипник 3, на внутреннем кольце 4 которого крепится втулка 5 испыты- 25 ваемого подшипника скольжения, контактирующая с валом 6. Внешняя обойма нагружается посредством электромагнита 7 рычагом 8, установленным на корпусе. На внутренней обойме 30 жестко закреплена планка 9, предназначенная для взаимодействия с упругим элементом 10, бснащенным тензорезистором 11. Внутри вала 6 установлен нагреватель 12. Электромагнит 7 и нагреватель 12 подключены к системе управления (фиг. 2), которая содержит измерители 13 и 14 соответственно температуры и момента трения физической модели, усили- 40 тель 15, управляемый коммутатор 16 аналоговых сигналов, соединенный с аналого-цифровым преобразователем

17, подключенным к компьютеру 18, управляющему через цифроаналоговые 45 преобразователи 19 и 20 источниками напряжения, соединенными с исполнительными механизмами 21 и 22 электромагнита 7 и нагревателя 12.

Способ осуществляется следующим образом.

С помощью термочувствительных элементов регистрируют в заданной точке температуру Т исследуемого подшипникового узла трения в рабочем режиме. По результатам температурных измерений, решая обратную задачу теплопроводности, восстанавливают зависимость во времени мошности тепловыделения в контакте и определяют изменение момента М трения во времени по формуле:

N(t) - ™ Q(t) >

К где К вЂ” известный коэффициент;

Q — угловая скорость вращения вала.

Далее проводят испытания на физической модели. Найденные эксплуатационные зависимости T(t) и M(t) вводят в компьютер 18 в качестве числовых данных для алгоритма управления, приводят вал 6 во вращение и передают управление компьютеру. Момент трения, возникающий при вращении вала, поворачивает обойму, и планка

9 давит на упругий элемент 1 О. Возникающее при этом усилие фиксируют измерителем 14 .и через коммутатор

16 передают компьютеру 18. Аналогичным образом в компьютер поступают данные по температуре модели узла.

Сравнивая полученные данные с эксплуатационными зависимостями T(t) и

M(t) этих величин, компьютер в со-.. ответствии с алгоритмом управления производит коррекцию параметров иСполнительных механизмов 21 и 22.

П р и м е.р. Исследовался полимерный подшипник скольжения размерами ф 32» 4 26 » 20 мм, диаметр -вала

25,5 мм, материал подшипника Ф4К20, материал вала ст. 45, скорость скольжения 0,39 м/с.

Рабочий режим подшипника реализовался на машине трения СМТ-1. На фиг.3 сплошными линиями показана восстановленная эксплуатационная зависимость Я(й), штриховыми линиями показана зависимость Q(t), воспроизведенная в управляемом эксперименте. Варианты а и б (фиг. 3) соответствуют замерам температуры Т для определения Q в том и другом случаях на глубине h 11,2 мм и 1,8 мм от зоны трения.

Близость сплошных и штриховых линий (фиг. 3) свидетельствует о близости температурно-нагрузочных условий функционирования модели и исследуемого узла трения.

Формула изобретения

Способ моделирования эксплуатационных условий при испытании подшипникового узла трения, заключаю3 145 щийся в том, что проводят измерения параметров функционирования исследуемого узла трения и на их основе моделируют условия при испытаниях на физической модели, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения моделирования, в качестве параметра функционирования определяют временную зависимость эксплуатационной температуры узла трения в заданной точке, по изме3239 ренной температуре определяют вре— менную зависимость эксплуатационного момента трения, а при моделировании

5 на физической модели обеспечивают путем нагревания ее вала равенство временных зависимостей температуры модели и эксплуатационной температуры в соответствующих заданных точках и путем изменения нагрузки на модель — равенство временных зависимостей моментов трения.

1453239

И А юю

Составитель И. Солдатенков

Техред N.Äèäûê

Редактор Л. Зайцева

Корректор В. Гирняк

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

Заказ 7274/37 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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