close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY12651

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2009.12.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
G 01N 3/00
СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛА ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА
НА КОНТАКТНУЮ И ИЗГИБНУЮ УСТАЛОСТЬ
(21) Номер заявки: a 20040745
(22) 2004.08.06
(43) 2006.02.28
(71) Заявители: Республиканское унитарное предприятие "Гомельский завод
сельскохозяйственного машиностроения "Гомсельмаш"; Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение
"Трибофатика" (BY)
(72) Авторы: Жмайлик Валерий Алексеевич; Сосновский Леонид Адамович; Ожигар Геннадий Петрович
(BY)
BY 12651 C1 2009.12.30
BY (11) 12651
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатели: Республиканское
унитарное предприятие "Гомельский
завод сельскохозяйственного машиностроения "Гомсельмаш"; Общество с
ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение
"Трибофатика" (BY)
(56) SU 1656400 A1, 1991.
RU 2086948 C1, 1997.
RU 2082149 C1, 1997.
SU 1778620 A1, 1992.
SU 195685, 1967.
GB 530418, 1940.
(57)
Способ испытания материала зубчатого колеса на контактную и изгибную усталость,
заключающийся в том, что цилиндрический образец, изготовленный из материала зубчатого колеса и представляющий собой консоль, на свободном конце которой сформирована
зона контактного взаимодействия, имеющая больший диаметр, чем диаметр основания
образца, а на расстоянии, соответствующем расстоянию между полюсом зацепления и основанием зуба, от нее на другом конце сформирована зона изгиба в виде галтели, радиус
которой соответствует переходной кривой у основания ножки зуба, приводят во вращение,
BY 12651 C1 2009.12.30
прижимают к нему вращающийся контробразец в виде ролика с цилиндрической поверхностью, ось вращения которого параллельна оси вращения образца, при этом через контробразец передают образцу контактную нагрузку, что обеспечивает одновременное
возбуждение как контактных, так и изгибных напряжений в соответствующих зонах, определяют усталостные характеристики материала зубчатого колеса по количеству циклов
нагружения до наступления предельного состояния цилиндрического образца.
Изобретение относится к области испытания материала зубчатого колеса на контактную и изгибную усталость.
К основным видам разрушения зубчатых колес относятся усталостный излом зубьев,
происходящий у основания ножки зуба в области переходной кривой, и усталостные разрушения рабочих поверхностей зубьев [Генкин М.Д., Рыжов М.А., Рыжов Н.М. Повышение надежности тяжелонагруженных зубчатых передач. - М.: Машиностроение, 1981. С. 3, 4]. В соответствии с этими видами разрушения зубчатых колес применяются два основных метода испытаний: усталостные испытания на изгиб зубьев и испытания на контактную выносливость рабочих поверхностей.
Известен способ, при котором проводят испытания материала зубчатого колеса на
контактную усталость на роликовых машинах. Работа материала в условиях качения рабочих поверхностей роликов имитирует условия, имеющиеся в контакте зубьев зубчатых
колес при зацеплении в полюсе [Трубин Г.К. Контактная усталость материалов для зубчатых колес. - М.: Машгиз, 1962. - С. 310-314].
Недостаток такого способа испытаний состоит в том, что в результате определяют
лишь сопротивление контактной усталости, тогда как для испытаний на изгибную усталость требуются другое оборудование и другие образцы.
Известен способ, при котором проводят испытания зубьев зубчатого колеса на изгибную прочность и выносливость в устройстве, содержащем корпус, нагружатель и промежуточный элемент в виде ролика, устанавливаемого во впадину между зубьями [а.с. СССР
630545, MПK G 01 М 13/02, 1978].
Недостаток такого способа состоит в том, что в результате определяют лишь сопротивление изгибной усталости, тогда как для испытаний на контактную усталость требуются другое оборудование и другие образцы.
Предлагаемым изобретением решается задача проведения испытаний образцов из материала зубчатого колеса одновременно на изгибную и контактную усталость, что соответствует условиям эксплуатации зубчатых передач.
Поставленная задача решается тем, что способ испытаний материала зубчатого колеса
на контактную и изгибную усталость заключается в том, что цилиндрический образец, изготовленный из материала зубчатого колеса, представляет собой консоль, на свободном
конце которой сформирована зона контактного взаимодействия, имеющая больший диаметр, чем диаметр основания образца, а на расстоянии, соответствующем расстоянию между полюсом зацепления и основанием зуба, от нее на другом конце сформирована зона
изгиба в виде галтели, радиус которой соответствует переходной кривой у основания
ножки зуба. Затем цилиндрический образец приводят во вращение, прижимают к нему
вращающийся контробразец в виде ролика с цилиндрической поверхностью, ось вращения
которого параллельна оси вращения образца, при этом через контробразец передают образцу контактную нагрузку, что обеспечивает одновременное возбуждение как контактных, так и изгибных напряжений в соответствующих зонах. По результатам испытаний
определяют усталостные характеристики материала зубчатого колеса по количеству циклов нагружения до наступления предельного состояния цилиндрического образца.
Новыми признаками заявляемого способа испытания материала зубчатого колеса на
контактную и изгибную усталость являются:
2
BY 12651 C1 2009.12.30
выполнение цилиндрического образца в виде консоли, на свободном конце которой
сформирована зона контактного взаимодействия, имеющая больший диаметр, чем диаметр основания образца, а на другом конце сформирована зона изгиба в виде галтели, радиус которой соответствует переходной кривой у основания ножки зуба, что обеспечивает
необходимую концентрацию напряжений. Такое выполнение образца дает возможность
получить требуемую модель зуба зубчатого колеса;
возбуждение контактной нагрузкой, прижимающей контробразец к образцу, как контактных, так и изгибных напряжений, в соответствующих зонах на испытуемом образце,
что приближает условия испытаний к условиям эксплуатации зубчатых передач;
обеспечение расстояния между зонами, соответствующего расстоянию между полюсом зацепления и основанием зуба.
Предлагаемый способ поясняется чертежом, на котором изображена схема проведения
испытаний.
На схеме показана модель зуба, представляющая собой цилиндрический образец 1,
выполненный в виде консоли и закрепленный в шпинделе испытательной машины 5. На
образце сформирована зона изгиба в виде галтели 4, а взаимодействие с контробразцом 2
осуществляется через зону контактного взаимодействия 3.
Способ осуществляется следующим образом.
Испытуемый цилиндрический образец 1, изготовленный из материала зубчатого колеса и имитирующий натурное изделие, с зоной контактного взаимодействия 3 на одном
конце и зоной изгиба в виде галтели 4 на другом конце, консольно закрепленный в шпинделе испытательной машины 5, приводят во вращение с угловой скоростью ω1, затем вращающийся с угловой скоростью ω2 цилиндрический контробразец 2, ось вращения
которого параллельна оси вращения образца, прижимают к образцу контактной нагрузкой.
Расстояние L между зонами контакта и изгиба выбирают соответствующим расстоянию
между полюсом зацепления и основанием зуба (фигура). Сила, с которой контробразец
прижимают к образцу, вызывает одновременные контактные напряжения в зоне контакта
и изгибающие напряжения в опасной зоне (зоне галтели). Величину изгибных и контактных напряжений в образце выбирают в соответствии с величиной напряжений при реальной эксплуатации.
Испытания проводили на универсальной испытательной машине (УИМ), общие технические требования и требования безопасности к которой соответствуют ГОСТ 307552001. Испытания проводили по схеме, показанной на фигуре. Скорость вращения образца 3000 об/мин. Диапазон изменения контактной нагрузки FN составлял 50-3000 H. Цилиндрический образен и контробразец изготавливали из стали 25ХГТ. Состояние поверхности после цементации. Образец имел диаметр 8 мм, а зона контактного взаимодействия 12 мм; контробразец имел диаметр 100 мм.
В ходе испытаний измеряли сближение осей образца и контробразца (суммарный износ), крутящий момент и вибрацию.
Испытания вели до наступления предельного состояния, за которое принимали либо
усталостное разрушение образца в зоне галтели радиусом r, либо достижение предельной
величины износа (сближение осей) [i] = 100 мкм в зоне контактного взаимодействия.
Усталостные характеристики определяли по количеству циклов до достижения предельного состояния.
Результаты совмещенных испытаний на контактную и изгибную усталость приведены
в таблице.
3
BY 12651 C1 2009.12.30
Контактная нагрузка
(FN), Н
3000
2600
2400
2000
1850
1600
800
400
300
100
Число циклов до наступления пре- Зона достижения предельнодельного состояния (N), цикл
го состояния
4
зона изгиба
2⋅10
4
зона изгиба
4⋅10
5
зона изгиба
1,8⋅10
6
зона изгиба
1,7⋅10
7
зона изгиба
1⋅10
6
зона контакта
3⋅10
7
зона контакта
1,5⋅10
7
зона контакта
2⋅10
7
зона контакта
2,5⋅10
7
зона контакта
3⋅10
Предлагаемое изобретение расширяет функциональные возможности способа испытаний материалов для зубчатых колес, позволяет проводить испытания образцов в условиях,
приближенных к реальным условиям эксплуатации зубчатых передач, т.е. при одновременном воздействии как контактных, так и изгибных напряжений, возникающих под действием одной силы. Это повышает информативность предлагаемого способа испытаний.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1
Размер файла
122 Кб
Теги
by12651, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа