Способ измерения температуры поверхности трения
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРА ,ТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ ТРЕНИЯ, при кото .ром измеряют параметр потока энергни и параметр состояния у исследуемой поверхности в зоне контакта трущихся поверхностей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, дополнительно измеряют скорость относительного перемещения трущихся поверхностей , а в качестве параметров измеряют поток и работу выхода термоэлектронов , при этом температуру определяют по формуле N DA«v-42 e- l-(Xcl..) 4B.(-Rl-Ej -R(cJ4)jfc, N V где поток термоэлектронов; скорость относительного перемещения; Т D измеряемая температура средний коэффициент прохождения термоэлектронами потенциального барьера на исследуемой поверхности а коэффициент температуропро (О водности материала исследуемой поверхности; bfd - характеристические размеры зоны, с которйэй измеряют поток термоэлектронов; (f) - интегральная показательная функция R - аргумент функции h M/fCt , А 7525-10 см-2 град--2 с-Ч Ч - работа выхода; К- постоянная Больцмана; Сл
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК он 6 01 К 11/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTOPCHOMY CBNPETEAbCTBV
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3411536/18-10 (22) 26 ° 03.82 (46) 30.09.83. Бюл. Р 36 (72) С.A. Зиненко и С.С. Карапетян (.ЬЦ) 536.5:539.531(088.8) (56) 1. Крагельский И.В. О моделировании процессов, протекающих на поверхности трения. — Сборник статей "Повышение иэносостойкости и срока службы машин". М., Машгиз, 1956, с. 17-27.
2. Hart in Т., Wiis on Т.Е. UnIJ; uaI teIrperature in brake druns ."Automat Ье indus tr ies, 1954, 111, Р 12, 1120 (прототип) . (54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРА,ТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ ТРЕНИЯ, при кото.ром измеряют параметр потока энер гии.и параметр состояния у исследуемой поверхности в зоне контакта трущихся поверхностей, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерения, дополнительно измеряют скорость относительного перемещения трущихся поверхностей, а в качестве параметров измеряют поток и работу выхода тер„.ЯО„„1045009 А моэлектронов, при этом темпераТуру определяют по формуле кч,,1
8=3)4aV "Т е 1- d+< 1е J+ Е; (- 1- Е; - < — d+ Ь, где N — поток термозлектронову
V — oKoPooTb oTHocHTeJIbHoIo перемещения;
- измеряемая температура;
D — средний коэффициент прохождения термоэлектронами потенциального барьера на исследуемой поверхности — коэффициент температуропро- Е водности материала исследуемой поверхности, Ь вЂ” характеристические размеры эоны, с которой измеряют поток термозлектронов, E.(R) — интегральная показатель1 ная функция к — аргумент функции O=9fg4, 75 25:10 "з см 2 град с-" работа выхода
K — постоянная Больцмана) 1045009
Изобретение относится к техничес-! кой физике и может быть использовано для определения температуры поверхности металлов и твердосмазочных покрытий в зоне их контакта в процессе трения.
Известен способ измерения температуры поверхности образцов в зоне их контакта в процессе трения., при котором температуру. измеряют с помощью термопары, расположенной вблизи исследуемой .поверхности Г1 ».
Однако указанный способ имеет невысокую точность измерения вследствие того, что определяется не температура поверхности в зоне контакта, а некоторая объемная темпарагура.
Наиболее близким к предлагаемо»у по технической сущности и достигаемому результату является способ измерения температуры поверхности трения, при котором измеряют параметр потока энергии и параметр состояния у исследуемой поверхности в зоне контакта трущихся поверхностей 12 ).
Недостаток способа заключается в низкой точности измерения, обусловленной тем, что в качестве параматра состояния поверхности выбран коэффициент черноты, который измеряется с невысокой точностью.
Цель изобретения — повышение точности измерения температуры поверхности трения.
Поставленная цель достигаетея тем, что согласно способу измерения температуры поверхности трения, при котором измеряют параметр потока энергии и параметр состояния у исследуемой поверхности в зоне контакта трущихся поверхностей, дополнительно измеряют скорость относительного перемещения трущихся поверхностей, а в качестве параметров измеряют поток и работу выхода термоэлектронов, при этом температуру определяют по формуле
И=Ъдя "Т2 Е q- В+» "Е )
+ Е. (-RI-Е, -й — с + » b, где И вЂ” pоток термоэлектронон;
V - скорость относительного перемещения; измеряемая температура;
D - средний коэффициент прохождения термоэлектронами потенциального барьера на исследуемой поверхности, .с» — коэффициент температуропровоцности материала исследуемой поверхности; характеристические размеры зоны, с которой измеряют поток термоэлектронон;
Е;(Р— интегральная показательная функция;
5 Я вЂ” аргумент функции, Я = 9 /KT, --,работа выхода, К вЂ” постоянная Больцмана, 75 25 10 "9 см 2 град 2 с-1.
На чертеже изображено устройство, 3Q реализующее способ измерения температуры поверхности трения, разрез.
Устройство содержит образец 1, установленный на подвижной опоре, образец 2 с исследуемой поверхностью, установленный на неподвижной опоре, детектор 3 термоэлектронов, датчик 4 работы выхода электронов и датчик 5 скорости относительного перемещения образцов.
Способ измерения температуры поверхности трения осу1цествляют сле. б дующим образом.
Исследуемые образцы 1 и 2, уста-. новленные на подвижную и неподвижную опоры соответственно, сдавливают нормальным усилием и приводят н относительное вращение. В процессе трения образцов с помощью детек. тора 3 термоэлектронов измеряют поток термоэлектронной эмиссии с кон=тактной поверхности подвижного образца, датчиком 4 измеряют величину работы выхода электронон с ис»„"ледуемой поверхности, а датчиком !
5 — относительную скорость перемещения образцов. Затем значения измереннйх величин подставляют н уравнение
RV
О,— - 2 -а И И
МЭМИ / Т в 1(d+ 1 е +
+я (Й -Е, -Р— сЗ+ » Ъ, ( Ьф — характеристические размеры зоны, с которой измеряют поток термоэлектронсн; E,(Pj — интегральная показательная 6О функция аргумент функции g -„9/кт, Ч вЂ” работа выхода; К вЂ” постоянная Больцмана, А = 75- 25 10 " cM 2 град с 1045009 Составитель В. Баздырев Редактор A Лежнина ТехредТ..Фанта Корректор Ю Макаренко Заказ 7537/40 Тираж 873 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Уравнение (1) получают следующим образом. Сначала интегрируют уравнения теплопроводности точечного подвижного теплового источника, записанные в системе координат, связанной с движущимся образцом, по области, совпадающей с зоной фрикционного контакта. Затем для малых площадок 4 области интегрированин из уравнения Ричардсона-Дэшмена определяют поток электронов с каждой площадки, суммируя, получают общий. поток, а в результате пре дельного перехода при 6- О получают уравнение (1). Преимуществом предлагаемого способа является более высокая точность определения температуры по5 верхности исследуемых образцов в зоне их контакта в процессе трения, обусловленная возможностью более точного измерения в динамике трения параметра, характеризующего состоя10 ние контактной поверхности одного из исследуемых образцов в процессе трения.
