Миниатюрная машина трения «Универсал-Д»

Внедрение: 2015 г.

Одной из наиболее совершенных моделей демонстрационного трибометра является миниатюрная машина трения (рисунок 1), разработанная на кафедре «Технология машиностроения» Самарского государственного технического университета [1]. Данное устройство входит в линейку трибометров серии «Универсал» и является полнофункциональной машиной трения, позволяющей проводить триботехнические испытания по схемам «кольцо-кольцо», «кольцо-плоскость» для исследования триботехнических материалов на трение и изнашивание. В трибометре реализован компьютерный сбор данных и мониторинг режимов испытаний, включая оценку величины нормальной нагрузки, момента трения и температуры саморазогрева пары трения. Однако имеются ограничения по силовым и скоростным условиям нагружения материалов.

Рисунок 1. Малогабаритный демонстрационный трибометр «Универсал‑Д».

Трибометр включает: электропривод (мотор с редуктором), закрытый кожухом и соединенный с кареткой нагружающего устройства, связанного со стойкой. В основание стойки вмонтированы автономный источник питания (два элемента типа АА) и измерительный моноблок с датчиками и усилителем, сигналы от которого через систему сбора данных поступают в компьютер. Трибометр может успешно использоваться в презентационных целях (при демонстрациях на выставках триботехнической продукции, включая смазочные материалы, покрытия, упрочняющие технологии и т.п.), учебных занятиях (при проведении лабораторных и практических работ), оперативном тестировании качества трибоматериалов.

В настоящее время демонстрационный трибометр представляет собой самую миниатюрную и легкую машину трения в мире. Габариты прибора не превышают 80x120x180 мм. Устройство транспортируется в небольшом контейнере, т.е. является мобильным. Масса трибометра – не более 2‑х кг. Питание измерительной системы трибометра осуществляется от компьютера (посредством USB-порта). Привод может питаться от автономного источника (аккумуляторов) или от сети переменного тока через адаптер. Таким образом, впервые трибометр может работать в качестве автономной приставки к ноутбуку. Частота вращения шпинделя регулируется в диапазоне 60…180 мин^-1.

Система сбора данных собрана на базе АЦП Е‑154 и ПО PowerGraph. Сбор данных с датчиков нормальной и касательной нагрузки, а также температуры осуществляется с частотой до 10 кГц, что позволяет исследовать быстропротекающие процессы при трении. Возможность нагружения пары трения до 10 МПа и выше позволяет исследовать различные режимы трения (сухое, граничное, смешанное, жидкостное) и виды изнашивания, вплоть до схватывания поверхностей. Диапазон измеряемых температур – до 300°С, нормальных нагрузок – до 200 Н.

Источники:

1. Загидуллина Д.Р., Ибатуллин И.Д., Емельянов С.Г. Устройства для испытаний на трение и изнашивание // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. – 2016. – Т. 18, № 4(2). – С. 285‑290.
2. Ибатуллин И.Д., Галлямов А.Р., Карлова М.Д., Ханеев Р.А. Инновационные разработки лаборатории наноструктурированных покрытий в области трибологии // Сборник трудов Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы трибологии». – Самара: Изд-во Самарского государственного технического университета. – 2015. – С. 160‑162.

Разработчик: Ибатуллин И.Д., Галлямов А.Р., Карлова М.Д., Ханеев Р.А., Загидуллина Д.Р., Емельянов С.Г. (Самарский гос. технич. университет)