Способ определения коэффициента трения эластичного материала

 

СО103 СОВЕT(.КИХ

СОПИ А Л ИСТИ 1Е С К ИХ

РГСПУБЛИК

<я > - G 01N 19/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ г

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ юг. 1 (61) 1682893 (21) 4784184/28 (22) 19.01.90 (46) 23.07,92. Бюл. ¹ 27 (71) Завод-втуз при Норильском горно-металлургическом комбинате им, А.П. Завенягинг (72) Б,В. Пахолко и Н.М. Молчанова (56) Авторское свидетел ьство СССР № 1322127, кл. С 01 N 19/02, 1985.

Авторское свидетельство СССР № 1682893, кл. G 01 N 19/02, 1989. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТАТРЕНИЯ ЭЛАСТИЧНОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к исследованию механических характеритик эластичных материалов, например, сальниковых уплотнений и может быть использовано в машиностроении и других областях механики. Целью изобретения является повышение информативности путем определения, „„5U „„1749781 А 2 наряду с коэффициентом трения в осевом направлении, коэффициента трения в окружном направлении при переменном боковом давлении по высоте эластичного материала. Эластичный материал 3 помещают между втулкой 1 и пальцем 2, фиксируют втулку 1 и палец 2 от перемещения в осевом направлении, Прикладывают узлом нагруженил осевое усилие к одному из торцов эластичного материала 3, Измеряют осевые усилия Pp, P, высоту Н и среднее радиальное давление Р Р. Определяют коэффициент f трения из соотношения f =(Р0 — Р)/л{d — dn) х х Р, Р Н1, где d, бп — соответственно внутренний диаметр втулки и внешний диаметр пальца. Затем дополнительно рычагом, который закрепляют на пальце перпендику. лярно его оси. создают на пальце усилие N в окружном направлении из соотношения

4К=2М/std>2 P Н, где! — длина рычага.

5 ил.

1749781

2NI,и = S, InP(S) л б Р р. Н

Изобретение относится к исследованию механических характеристик эластичных материалов, например сальников, может быть использовано в машиностроении, приборостроении и других областях 5 механики и является усовершенствованием способа по авт. св, М 1682893.

Известен способ определения коэффициента трения эластичного материала, включающий размещение исследуемого ма- 10 териала в зафиксированную от осевого перемещения цилиндрическую обойму в виде втулки с фэльерой на одном торце, продавливание материала через фальеру с по, мощью пуансона и измерение усилия 15 продавливания, по которому судят о коэффициенте трения, который определяют по формуле где $ — площадь рабочего торца пуансона;

ST — площадь поверхности трения;

P{S) — усилие продавливэния материа- 25

Аэ, Однако этот способ обладает недостаточной информативностью, так как не позволяет определить боковое давление по всей длине эластичного материала. 30

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ определения коэффициента трения эластичного материала, заключающийся в том, что эластичный материал помещают в 35 цилиндрическую втулку, фиксируют ее от пере :ещений в осевом направлении, при-. клады взют к одному из двух торцов эластичного материала осевую силу Ро и измеряют ее величину, по которой судят о коэффици- 40 енте трения эластичного материала, причем перед помещением материала во втулку, в последнюю дополнительно помещают палец, а между пальцем и внутренней поверхностью втулки размещают эластичный 45 материал, фиксируют оба торца эластичного материала жестко соединенных между пэльцеми внутренней поверхностью втулки размещают эластичный материал, фиксируют оба торца эластичного материала жестко 50 соединенными между собой элементами, измеряют осевую силу P на другом торце эластичного материала. его высоту Н и среднее радиальное давление Рг Р по распреде- лению радиальных деформаций по высоте Н 55 эластичного материала, э коэффициент трения f определяют по соотношению

Ро — Р

f—

_#_(d -dn) Р,Р Н где d, dn — соответственно внутренний диаметр втулки и внешний диаметр пальца.

Однако известный способ недостаточно информативен, так как не позволяет oRpeделять коэффициент трения в окружном направлении.

Цель изобретения — повышение информативности способа.

Поставленная цель достигается тем. что согласно предлагаемому способу определения коэффициента трения эластичного материала дополнительно применяют рычаг, который закрепляют на пальце перпендикулярно его оси. создают на пальце крутящий момент, прилагая к рычагу усилие N в окружном направлении и определяют коэффициент трения в окружном направлении эластичного материала по соотношению где! — длина рычага.

На фиг. 1 изображено устройство; общий вид, в разрезе; на фиг, 2 — палец, общий вид; на фиг, 3 — схема нагрузок, действующих на набивку на фиг, 4 — элемент втулки с равнодействующими силами и моментами с учетом ил трения в осевом направлении; на фиг. 5 — графики распределения бокового давления по длине набивки для различных осевых давлений.

Устройство для реализации способа содержит втуклу 1 и палец 2, соосно установленный в ней. Зазор между втулкой 1 и пальцем 2 заполнен эластичным материалом 3, верхний торец которого предназначен для .взаимодействия с нажимным элементом (грундбуксой) 4, а нижний конец — для взаимодействия с грундбуксой 5. В пальце 2 центрально выполнен пэз 6, в который заведен по скользаящей посадке рычаг 7, имеющий любое геометрическое сечение, кроме круглого. Другой конец рычага 7 свободно пропущен через отвертие в боковой поверхности грундбуксы 4 с возможностью его поворота в окружном направлении и связан с гидравлическим домкратом 9. Глдравлический домкрат 9 и, соединенный с ним автономный насос (не показан). установлены жестко нэ плите 10.

В нижней части пальца 2 выполнено сквозное отверстие 11 в виде окна, В улка

1, палец 2, грундбуксэ 5, опорная втулка 12 соедингены стержнем 13, который удерживает втулку 1 от осевых перемещений. Отверстие 11 в пальце 2 и отверстие 14 грундбуксы 5 имеют большие размеры, чем диаметр стержня 13, что обеспечивает сво1749781

Ро

2Nl

2 "N t ток ж Ь Р Н где I — длина рычага. бодное перемещение грундбуксы 5 и пальца

2 в осевом направлении.

Между пальцем 2 и грундбуксой 5 цент- . рально установлен шарик 15, который позволяет пальцу 2 свободно перемещаться в 5 окружном направлении в пределах отверстия 11. На грундбуксу 4 установлена крышка 16 с вмонтированным шариком 17, для передачи сосредоточенного усилия в осевом направлении. 10

Предлагаемую конструкцию устанавливают на опору в виде втулки 12, жестко смонтированной на плите 18, имеющей отверстие 19, через которое проходит индикатор 20 часового типа динамометра 21, 15 зафиксированного на плите 18 кольцом 22 внутри опорной втулки 12, Через четыре отверстия в плите 18 пропущены шпильки 23, служащие опорами всей установки. Нижней плитой 18 и верхней плитой 24 и шпильками 20

23 о5раэован жесткий остов устройства. К верхней плите 24 прикреплен гидравлический домкрат 25. Плунжер 26 домкрата 25 опирается через шарик 17 на крышку 16 устройства. По высоте втулки 1 через рав- 25 ные промежутки попарно противоположно установлены измерители 27 малых перемещений.

Способ реализуют следующим образом, . :::..: 30

Эластичный материал 3 помещают между втулкой 1 и пальцем 2, фиксируют втулку

1 и палец 2 от перемещений в осевом на- правлении, прикладывают домкратом 25 осевое усилие к верхнему торцу эластичйого 35 материала 3, создают осевое усилие Ро домкратом 25, фиксируемое манометром(йв flo казан), и фиксируют ocespt. усилие Р

-(набивки 3) индйкатором 20 дййамометра

21. Измеряют высоту Н эластичного матери- 40 ала 3. Фиксируют радиальные перемещения а втулки 1, вызванные давлением на нее набивки 3 по ее рабочей высоте. индикаторами 27 и рассчитывают по ним среднее радиальное давление Рг®Р. а 45 статический коэффициент трения f e осевом направлении определяют иэ соотношения где d, Ьо — соответственно внутренний диаметр втулки и внешний диаметр пальца.

После этого помощью рычага 7, который закрепляют на пальце 2 перпендикулярно его оси, создают на пальце 2 крутящий момент, прилагая к рычагу 7 усилие N.в окружном направлении, и определяют коэффициент трения fp< эластичного материала в окружном направлении из соотношения где I — длина рычага. Формула изобретения

Способ определения коэффициента трения эластичного материала по авт. св.

М 1682893, отл ич а ющи йс я тем,что, с целью повышения информативности путем определения наряду с коэффициентом трения в осевом направлении коэффициента трения в окружном йаправлении при переменном боковом давлении по высоте эластичного материала. используют рычаг, который закрепляют на пальце перпендикулярно его оси, создают на пальце крутящий момент путем приложения к рычагу усилия

N в окружном направлении и определяют коэффициент ток трения эластичного материала в окружйом направлении иэ соотношения

1749781

1749781 бО

Фиг.5

Корректор И, Муска

Редактор И,Дербак

Заказ 2591 .Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101

Р к/ его

fS 30 45 60 7.5 90 /05 Х, nw

Составитель Е.Беляева

Техред М.Моргентал