Установка замкнутого контура
Стенд с замкнутым кинематическим и силовыми контурами представляет собой двухроликовую машину трения СМЦ-2, которая конструктивно состоит из двух отдельных блоков – самого стенда и блока измерительной аппаратуры. Принципиальная кинематическая схема машины показана на рис. 5 [11].
Рис. 5
Вал ∂ имеет привод через ременную передачу от электродвигателя типа А02-32/6 мощностью 2,2 кВт и приводит во вращение верхний ролик 2 посредством зубчатого колеса 5 и пары сменных шестерен 3 и 4. От того же вала ∂ через зубчатое колесо 6 вращается вал с нижним роликом 1. Сменные шестерни 3 и 4 создают замкнутый контур и фиксируют скорость скольжения роликов. Заменяя их, можно менять скольжение в контакте. Крутящий момент на валу нижнего ролика измеряется с помощью индуктивного датчика 7.
Подвергаемые испытанию роликовые образцы закрепляются на валах и устанавливаются в испытательной камере, которая смонтирована на станине. Боковая стенка камеры со стороны верхнего образца закрывается фланцом с недвижным уплотнением, позволяющим применять образцы разного диаметра – от 35 до 50 мм. Обычно в опытах используются следующие комбинации диаметров: верхний ролик – 35 мм, нижний – 50 мм.
Во время работы установки подшипники, в которых вращаются валы с образцами, охлаждаются проточной водой, подаваемой в рубашку охлаждения. В соответствии с задачами эксперимента, когда требуется поддерживать температуру масла в испытательной камере на различных уровнях, согласующихся с диапазоном температур, характерных для реальных зубчатых пар трансмиссий, в камере включается электрический подогреватель. Он подключен через специально переоборудованный термостат типа ТП-24а, а необходимая в опытах температура с точностью ±0,5°С поддерживается автоматически с помощью контактного термометра, установленного в испытательной камере.
Нагружение образцов осуществляется с помощью нагрузочного винта, сжимающего тарированную пружину. Винт через кронштейн связан с корпусом, в котором помещается вал верхнего образца и имеет кинематическую связь со шкалой нагрузки.
Так как моменты сопротивлений в подшипниковых узлах стенда соизмеримы с моментом трения в контакте роликов, необходимо более тщательное измерение крутящего момента на валу нижнего образца. Для этой цели установлен точный электронный самопишущий потенциометр ЭПП-09 с растянутой шкалой, и увеличена чувствительной индуктивного датчика.
В экспериментах измеряются следующие параметры: нормальная нагрузка на образцы; крутящий момент на валу нижнего образца; суммарное число оборотов нижнего образца и продолжительность эксперимента; температура масла в испытательной камере и на выходе из контакта.
Как было отмечено выше, винт, сжимающий пружину нагружения и создающий нормальную нагрузку на образцы, связан со шкалой измерения нагрузки. Тарировка нагружающего устройства производится с помощью специального приспособления; тарировочный график представлен на рис. 6. Крутящий момент на валу нижнего образца преобразовывается в электрический сигнал индуктивным датчиком и передается на измеряющий и записывающий эти сигналы потенциометр. Крутящий момент определяется также специальной тарировкой; тарировочный график крутящего момента показан на рис. 7.
Рис. 6
Рис. 7
Скорость вращения нижнего образца находится двумя способами. Во-первых, вал зубчатого колеса 5 (см. рис. 5) связан с червячной парой, имеющей передаточное число 100, которая приводит во вращение сектор конечного выключателя. Последний выдает сигнал на счетчик, показывающий суммарное количество оборотов нижнего образца. Измеренная с помощью синхронно включаемого с датчиком оборотов секундомера продолжительность эксперимента позволяет определить среднюю за опыт скорость вращения нижнего образца. Во-вторых, мгновенная скорость вращения нижнего ролика замеряется с помощью стробоскопического тахометра. Скорость верхнего образца подсчитывается с учетом передаточного отношения пары сменных шестерен.
Объемная температура масла в испытательной камере измеряется ртутным контактным термометром, а температура масла на выходе из контакта регистрируется хромель-копелевой термопарой, соединенной с потенциометром.