ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Разработка относится к измерительной технике, а именно к средствам измерения и регистрации контактных деформаций и герметичности соприкасающихся образцов, и может быть применено при лабораторных исследованиях характеристик контакта трибосистем и уплотнительных соединений, приближенных к реальным эксплуатационным условиям.

Известно устройство для измерения контактных деформаций, содержащее корпус, выполненный в виде герметичной камеры с отверстием в одной из стенок; имитатор стыка, установленный на этой стенке и выполненный из двух частей, первая из которых имеет центральное отверстие, соосное отверстию стенки; трубку, установленную в отверстиях стенки корпуса и первой части имитатора, причем ее торец и обе части имитатора образуют полость; палец для создания нагружающего усилия на имитатор стыка; стержневой толкатель, размещенный в трубке, выполненный в виде жесткого сильфона и связывающий трубку с корпусом; датчик перемещений стержневого толкателя, выполненный в виде установленного на свободном конце трубки полого герметичного корпуса с закрепленным на нем чувствительным элементом; источник давления и запорный орган (а.с. СССР № 1375959, g 01 М 3/08, 1988 - прототип). Недостатком устройства является то, что оно не позволяет исследовать герметичность стыка при наличии сдвигающих тангенциальных нагрузок, присутствующих в реальных эксплуатационных условиях, а вследствие наличия полости и отверстия для упора во второй части имитатора в общий баланс деформаций входит объемная деформация обеих частей имитатора стыка, что снижает точность измерения контактных деформаций, а отверстие для упора во второй части имитатора стыка увеличивает утечки газа, что снижает точность измерения герметичности.

Задачей исследования является повышение точности измерения контактных деформаций и герметичности стыка, расширение функциональных возможностей путем большего приближения лабораторных условий исследования к реальным при эксплуатации соединений за счет возможности стыка и исследование зависимости герметичности от тангенциальной жесткости стыка при одновременном уменьшении объемной деформации испытываемых образцов и уменьшении побочных утечек газа.

Устройство для измерения контактных деформаций содержит корпус, выполненный в виде камеры 1 (см. рисунок), герметичность которой обеспечивается прокладкой 2. В стенке 3 камеры 1 выполнено отверстие 4. Имитатор стыка выполнен из первой 5 и второй 6 частей. Первая часть 5 имитатора стыка герметично установлена в отверстии 4 стенки 3 с помощью прокладки 7. В первой части имитатора стыка выполнено отверстие 8 соосно отверстию 4 стенки 3. Трубка 9 концом, снабженным торцом 10, соосно установлена в отверстии 8 первой части 5 имитатора стыка и отверстии 4 стенки 3, а торец 10 образует полость 11 между первой частью 5 и плоской поверхностью второй части 6 имитатора стыка. Свободный конец трубки 9 размещен в полости герметичной камеры 1. Упругий элемент 12 выполнен в виде жесткого сильфона, впаянного в крышку 13, которая прокладкой 14 герметично закреплена на гайке 15. Упругий элемент 12 установлен на свободном конце трубки 9 с герметичной установкой первой части 5 имитатора стыка в отверстии 4 стенки 3 за счет сил сжатия сильфона. Стержневой толкатель 16 выполнен с лыской и установлен в трубке 9 с возможностью возвратно-поступательного движения, а лыской стержневого толкателя 16 и внутренней поверхностью трубки 9 образован канал 17. Полый корпус датчика 18 перемещений стержневого толкателя 16 выполнен в виде упругого сильфона 19, снабженного крышкой 20, которая посредством прокладки 21 герметично закреплена на гайке 15. Герметичная полость 22, образованная при этом, сообщена посредством канала 17 с полостью 11. Гайка 15 посредством втулки 23 и прокладки 14 герметично установлена на трубке 9 посредством резьбового соединения 24. В полости 22 жестко установлен чувствительный элемент 25, герметично связанный с регистрирующим прибором 26. Стержневой толкатель 16 размещен в полости 22 корпуса датчика 18 перемещений с возможностью взаимодействия с чувствительным элементом 25, а гайка 28 и пружина 29, закрепленная на гайке 15, обеспечивает равновесие стержневого толкателя 16. В толкателе 30 зафиксирована вторая часть 6 имитатора стыка болтом 31 с гайкой 32. Нагружающее устройство (не показано) снабжено толкателем 30 с возможностью создания сдвигающего усилия в заданном направлении на вторую часть 6 имитатора стыка. Штуцер 33 и запорный орган 34, снабженный крышкой 35, клапаном 36, обеспечивает сообщение полости герметичной камеры 1 через канал 38, а также полости 11 через канал 39 и отверстие 40 в трубке 9 с источником давления (не показан) с атмосферой. Палец 41 пресса (не показан) через установленный на оси 42 подшипник 43 создает сжимающее усилие на вторую часть 6 имитатора стыка. На первой части 5 имитатора стыка установлен датчик 44 тангенциальных перемещений второй части 6 имитатора стыка. Датчик 44 связан с регистрирующим прибором 26.

Предлагаемое устройство для измерения контактных деформаций стыка и его износа позволяет проводить комплексное исследование трибосистем и уплотнительной техники на одном приборе, обеспечивая повышение точности по сравнению с расчетными методами и, позволяя исследовать контактную жесткость, фактическую площадь контакта и зависимость герметичности от контактной жесткости у испытываемых образцов в условиях сложного напряженно-деформированного состояния и за счет этого повысить надежность трибосистем и уплотнительных узлов. Кроме того, измерение износа при изменяемой нагрузке позволяет диагностировать сложное напряженно-деформированное состояние на пятнах касания и на базе этих данных определять характер фрикционных процессов в трибосистемах или уплотнительных узлах, что расширяет функциональные возможности устройства.