Разработка конструкции установки для испытания полимерных материалов на истирание

Студ. Новиков В.Ю., ст. преп. Матвеев К.С.

В настоящее время при проведении испытания пластмасс на истирание наиболее часто используются машины, обеспечивающие абразивный износ пластмассового образца по свежему следу шлифовальной шкурки, с последующей его количественной оценкой. 

Практически все фирмы выпускающий измерительное и испытательное оборудование Действующий стандартизованный метод испытаний пластмасс на абразивный износ [1] рекомендует конструкцию машины для проведения испытаний пластмасс на истирание. Испытательная машина предназначена для проведения испытаний пластмасс на истирание, но имеет определенные конструктивные недостатки, ограничивающие область применения установки.

При испытании эластичных материалов или полимерных материалов с низкой температурой плавления, происходит разогрев образца от теплоты, выделяющейся при трении. В результате расплав заполняет пространство между частицами абразива, что нарушает процесс истирания и влияет на объективность результатов. Отсутствие возможности регулировать частоту вращения цилиндра испытательной машины, не позволяет использовать ее при проведении экспериментов, что так же ограничивает ее технологические возможности.

Цель выполненной работы заключалась в разработке такой конструкции установки для испытания полимерных материалов на истирание, которая позволила бы дополнительно выполнять исследование триботехнических характеристик. Проведенный литературный обзор и патентный поиск [2, 3, 4], позволил определить существенные отличительные признаки разрабатываемой конструкции установки. Поскольку техническая задача, которую решает разрабатываемая установка, заключается в расширении технологических возможностей, то все конструктивные элементы, которые внесены в конструкцию, должны отвечать этой цели.

Кинематическая схема разработанной установки для испытания полимерных материалов на истирание представлена на рисунке 1.

art14

 

Рисунок 1 – Кинематическая схема установки для испытания полимерных материалов на истирание 

Установка состоит из червячного редуктора 3, входной вал которого соединен с электродвигателем 1 муфтой 2, а выходной вал – с цилиндром 7 муфтой 4. Параллельно цилиндру смонтирован ходовой винт 9, на котором закреплена ведомая зубчатая звездочка цепной передачи 5. Ведущая звездочка установлена на цилиндре. В зацеплении с винтом находится гайка 8, соединенная с нагружающим устройством, состоящем из патрона для съемного держателя, предназначенного для закрепления в нем испытуемого образца. Нагрузка на испытуемый образец обеспечивается сменными грузами. Подъемное устройство, состоящее из рамы и кулачка 6, который обеспечивает подъем патрона при прохождении образцом шва шлифовальной шкурки.

Для обеспечения работоспособности установки при проектировании выполнялись необходимые расчеты всех конструктивных элементов и деталей. Расчеты выполнялись в соответствии с различными стандартизованными методиками.

Разработанный комплект конструкторской (рабочие чертежи) и эксплуатационной (руководство по эксплуатации и паспорт) документации позволяет выполнить изготовление и последующее обслуживание разработанной установки.

Литература

1 ГОСТ 11012-69. Пластмассы. Метод испытаний на абразивный износ. Введ. 1969-07-01. – Москва : Изд-во стандартов, 1970. – 10 с.

2 Пат. 2610 U Республика Беларусь, МПК G 01 N 3/56, 19/02. Стенд для испытания материалов на трение и износ / Бетеня Г.Ф., Литовчик Д.П., Сушко И.С. ; заявитель и патентообладатель Белорусский государственный аграрный технический университет. -№ u 20050555 ; заявл. 19.09.05 ; опубл. 30.04.06, Бюллетень № 2. – 2 с.

3 Пат. 3423 С2 Республика Беларусь, МПК G 01 N 19/02. Стенд для испытания материалов на трение и износ / Кудрицкий Я.В., Голуб М.В. ; заявитель и патентообладатель Брестский политехнический институт. - № 970247 ; заявл. 12.05.97 ; опубл. 30.06.00, Бюллетень № 3. – 3 с.

4 Пат. 2381481 С1 Российская Федерация, МПК G 01 N 3/56. Машина для испытания материалов на трение и износ / Морозов Ю.С., Смушкович Б.Л. ; заявитель и патентообладатель ОАО «Точприбор». - № а 2008147349/28 ; заявл. 01.12.08 ; опубл. 10.02.10, Бюллетень № 4. – 8 с.

Опубликовано в сборнике статей XLIII Научно-технической конференции преподавателей, сотрудников, аспирантов, магистрантов и студентов УО «ВГТУ», 2010 г. 

УДК 678.05