Способ определения коэффициента трения сыпучего материала о твердую поверхность

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА О ТВЕРДУЮ ПОВЕРХНОСТЬ, заключающийся в том, что сыпучий материал подают на вращающийся вокруг вертикальной оси диск с радиальными лопатками и улавливают материал после слета его с лопаток ловушкой, разделенной на две части перегородкой, а о коэффициенте трения судят по распределению масс сыпучего материала в ловушке, отличающийся тем, что, с целью повьвпения точности , сравнивают массы сыпучего материала в каждой части ловушки, а коэффициент трения определяют по углу установки лопаток при условии, чтобы массы сыпучего материала в каждой части ловушки были равны. (Л с О) vl

ÄÄSUÄÄ1161471

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) G 01 И 19/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21), 3644733/25-28 (22) 22.09.83 (46) 15.06.85. Бюл. h» 22 (72) Ю,И, Якимов (71) Кубанский ордена Трудового

Красного Знамени сельскохозяйственный институт (53) 620.178.16(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 209860, кл. С 01 Р 13/10, 1966 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА

О ТВЕРДУЮ ПОВЕРХНОСТЬ, заключающийся в том, что сыпучий материал подают на вращающийся вокруг вертикальной оси диск с радиальными лопатками и улавливают материал после слета его с лопаток ловушкой, разделенной на две части перегородкой, а о коэффициенте трения судят по распределению масс сыпучего. материала в ловушке, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, сравнивают массы сыпучего материала s каждой части ловушки, а коэффициент трения определяют по углу установки лопаток при условии, чтобы массы сыпучего материала в каждой части ловушки быпи равны.

3 11614

Изобретение относится к методам оценки трибологических свойств материалов и может быть использовано для определения коэффициента трения сыпучего материала о твердую 5 поверхность, например удобрений при их разбрасывании с помощью сельскохозяйственной техники.

Известен способ определения коэффициента трения сыпучего материала 1О о твердую поверхность, заключающийся в том, что сыпучий материал подают на вращающийся. вокруг вертикальной оси диск с радиальными лопатками и улавливают материал после сле- 15 та его с лопаток ловушкой, разделенной на две части перегородкой, о коэффициенте трения судят по распределению масс сыпучего материала в ловушкеГС

Недостатком известного способа . является сравнительно низкая точность определения коэффициента трения, что обусловлено неравномерностью распределения сыпучего материала в зоне слета.

Цель изобретения — повышение точ- 25 ности, Цель достигается тем, что согласно способу определения коэффициента трения сыпучего материала о твердую поверхность, заключающемуся в том, ® что сыпучий материал подают на вращающийся вокруг вертикальной оси диск с радиальными лопатками и улавливают материал после слета его с лопаток ловушкой, разделенной на две части перегородкой, а о коэффиеиенте Э5 трения судят по распределению масс сыпучего материала в ловушке, сравнивают массы. сыпучего материала в каждой части ловушки, а коэффициент трения определяют по углу установки лопаток при условии, чтобы массы сыпучего мате риала в каждой части ловушки были равны.

На фиг. 1 показана схематически конструкция устройства для реализации данного способа; на фиг,2 - схе- 5 ма установки ловушки относительно диска; на фиг. 3 - схема к расчету угла установки лопаток, Устройство содержит вращающийся вокруг вертикальной оси диск 1 с ло- 5О латками 2, бункер Э, ловушку 4, разделенную вертикальной перегородкой 5 на две равные части с поддонами 6.

71 г углом oL по отношению к радиусу диска 1, а концы лопаток 2 должны быть удалены от центра диска 1 на одинаковое расстояние R, равное радиусу диска, В бункер 3 засыпают исследуемый сыпучий материал, который подается на диск 1 и отбрасывается лопатками

2 в ловушку 4. При этом ловушка 4 должна быть установлена в предварительно рассчитанной зоне по отношению к диску 1, т.е. перегородка 5 располагается на заданном расстоянии r от центра диска 1, а сопло бункера 3 устанавливают на расстоянии r0 от

Г того же центра. По окончании опыта весь сыпучий материал из бункера 3 через ловушку 4 попадает в поддоны 6 и взвешивается. Если массы сыпучего материала, прошедшего через обе части ловушки 4, одинаковы, то коэффициент трения определяют по углу .aLp установки лопаток при условии, что с(р совпадает с заданным углом а с учетом некоторой постоянной К> данного устройства. Если массы сыпучего материала в поддонах 6 неодинаковы, то опыты повторяют, добиваясь равенства этих масс путем изменения угла а установки лопаток 2 по отношению к радиусу диска 1 с помощью известных средств регулирования механизмов по углу.

Пример. Сыпучий материал может иметь коэффициент трения в пределах 0,2 4 f 6 0,9. Определить истинное значение f данного материала при движении по поверхности трения лопаток 2. Принимаем за исходное (среднее) значение f Г 0,5, т.е. угол трения Ч 26,565, а этому значению f соответствует радиальная (а = О) установка лопаток

2 на диск 1. Пусть К> .изменяется

s пределах О,б — 0,8. Меньшие значения приводят к увепичению габаритов устройства, а большие увеличивают погрешность из-за резкого увеличения толщины перегородки 5. Примем r, * 0,45 й, .где*К - радиус .диска, тогда перегородка 5 должна быть расположена на расстоянии r от центра диска, равном (фиг, 2 и 3) Способ осуществляется следующим 55 образом.

Лопатки 2 устанавливают (фяг,. 2)

s пределах угла + 3 под заданным о ЯсаВ ф — - 0 Sf% R (11

1++sin V с углом места подачи р» равным

css . 2д сбь УО (, 1- gi n М Г (1+ 9i о Ч ) 1,2618 рад = 72,298 (2) 1161471 4 чом, проведенным из М по касательной к окружности радиуса R в сторону .

1 вращения диска 1.

Коэффициент трения рассчитывают по уравнению регрессии (f = Чф, kP), для составления которого необходимо рассчитать предварительно величины углов о при различных зиаче- 1б ниях f и К,р.Конкретные значения аргументов обозначим через Е„ и К р», а шаги их изменения через В Е„и аК „.

Величина aL определяется по формуле

1S

"(, х 1» к х+ 1 где (» — значение угла Ы установки лопаток, необходимое для обеспечения постоянства угла выброса Ф частиц сы- пучего материала (ф = p,+

+ 90 ); — отклонение точки попадания частиц в сторону от передней кромки перегородки 5 при слете с лопаток, установленных под углом d. к радиусу диска 1;

Ы +к - значение угла о установки лопаток, необходимое для обеспечения угла выброса (Ф + ь ф) частиц, где и Ф— угол между направлениями 35 полета частиц -при угле вы- . броса Ф и прямой, соединяющей точку слета частиц с передней кромкой перегородки 5; 40

a — отклонение точки попадания частиц в сторону от передней кромки перегородки 5 при слете с лопаток, установлен» ных под углом о 1к» к ради- 45 усу. а R (соа )"»- соз ps)), где у иг,углы между абсолютной и окружной скоростями в момент слета частиц с лопаток (углы вылета) соответст- 56 венно при Ы 0 и f fs, аЬа х и

Е fÄ. Угол у образован направлео кием абсолютной скорости частиц (BA) ,и лучом, проведенным из 0 по касательной к окружности радиуса R дис- 55 ка 1 в сторону его вращения, т.е, в направлении окружной скоростиконцов лопаток 2. Угол у„ образован МВ и лу84 = arcing э Тх у@

Sin /3

ssilnFx

P где рр- угол между нормалью к плоскости перегородки 5 и прямой, соединяющей переднюю кромку этой перегородки с центром диска

Pp=arcc6s (Kp cos ); (Е) сазу - cos y cps ьФ 1 (ь) где 7 — угол между абсолютной и ок1хк ружной скоростями в момент слета частиц, рассчитанный при 0(ахки f » °

Значения углов рассчитывают по известным формулам, например,,с помощью 3ВМ. В результате расчетов попучают трп оопряяаяяия ряда (E„ i, (К » f ° (Ot p р lIO KOTOPb9t O ПОМОЩЬЮ известных методов рассчитывают уравнение регрессии ff =Y(dP, KP)), с помощью которого вычисляют коэффициент трения f.

В данном примере осуществления предлагаемого способа для составления уравнения регрессии величина Крх принимает значения 0,6; 0,7; 0,7692;

0,8333 и Ор&&24,.а f» 0,2, 0,3,...

0,9 с шагом 3f = 0,1. Данные для расчетов сводят в таблицы, а затем с помощью ЭВМ получают уравнение для оценки коэффициента трения для а(р Ъ О в виде

f 0,5002 - 0,0359aLp- 0 0004K pО,0065 ф Кр + 0 ° 00023,р (7) а для Np

f 0,5015+ 0,0336(el,) — 0,018Kð +

+ о,оо9гя,)к, + 0,0006 *, (&)

Подставляя в уравнение (7) и (&)> величины постоянной прибора К рр которая подбирается заранее, и alP., рассчитывают коэффициент трения f, Помимо. повышения точности оценки коэффициента трения данный способ

1161471 позволяет существенно сократить время испытаний, а предварительные операции позволяют, однажды построив установку для реализации данного способа, применять ее для исследования трения сыпучих материалов с коэффициентами трения,-изменяющимися в достаточно широких пределах.

1161471 иъЗ

ВНИИПИ Заказ 3932/27 Тираж 897 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Узтород, ул.Проектная, 4