Прибор для определения молекулярной составляющей коэффициента трения

Прибор имеет корпус, механизм нагружения, установленные друг против друга с возможностью сближения держатели образцов с параллельными опорными плоскостями, один из которых взаимодействует с механизмом нагружения. Между держателями образцов расположена оправка с закрепленным в ней сферическим индентором. Механизм поворота индентора выполнен в виде жестко закрепленных на оправке рычагов, неподвижно закрепленных на них сегментов, дуги которых описаны из центра индентора, а также гибких связей, охватывающих сегменты. На одну из связей воздействует постоянная нагрузка от груза, на другую - переменная от вибрационного механизма. Это позволяет осуществлять поворот индентора в плоскости, перпендикулярной опорным плоскостям. Прибор содержит устройство для измерения прикладываемого момента и магнитопровод с расположенной на нем электромагнитной катушкой. Конструкция прибора позволяет повысить точность измерения молекулярной составляющей коэффициента трения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к приборам для определения коэффициентов трения и их составляющих.

Известен прибор для определения молекулярной составляющей в условиях трения скольжения [1], т.е. прочности адгезионных связей исследуемых материалов, содержащий корпус, механизм нагружения, установленные друг против друга с возможностью сближения держателей образцов с параллельными опорными плоскостями, один из которых взаимодействует с механизмом нагружения, расположенную между держателями оправку с закрепленным в ней сферическим индентором, механизм поворота индентора вокруг своей оси и устройство для измерения прикладываемого к индентору крутящего момента.

При этом механизм поворота индентора выполнен в виде установленного с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной опорным плоскостям держателей, и жестко закрепленного на оправке рычага, неподвижно установленного на нем сегмента, дуга которого описана из центра индентора, и охватывающей сегмент по дуге гибкой связи, на которую воздействует нагрузка, например подвешен груз.

Недостатком описанного устройства является невозможность учета молекулярной составляющей коэффициента трения от влияния магнитного потока и электрического тока.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является прибор для определения молекулярной составляющей коэффициента трения [2].

Для этого прибор оборудован магнитопроводом с расположенной на нем электромагнитной катушкой, который образует вместе с держателями образцов, образцами и сферическим индентором общий магнитный контур, и источником тока, подключенным токопроводящими проводами к образцам.

Недостатком описанного технического решения, принятого за прототип, является невозможность учета молекулярной составляющей коэффициента трения при действии вибрации.

Целью изобретения является повышение точности измерения молекулярной составляющей коэффициента трения при действии вибрации.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого прибора.

Он содержит корпус 1, механизм нагружения 2, установленные друг против друга с возможностью сближения держатели 3 образцов 4 с параллельными опорными плоскостями А, один из которых взаимодействует с механизмом нагружения 2, расположенную между держателями 3 оправку 5 с закрепленным в ней сферическим индентором 6, механизм 7 поворота индентора вокруг своей оси и устройством для измерения прикладываемого к идентору 6 крутящего момента (на чертеже не показан), причем механизм 7 поворота идентера 6 выполнен в виде жестко закрепленного рычага в оправке 5 с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной опорным поверхностям А держателей 3, с установленным неподвижно на другом его конце сегментом 5, дуга которого описана из центра идентора 6. Сегмент 8 охватывается по дуге гибкой связью 9, на которую воздействует нагрузка 10, что обеспечивает постоянство плеча приложения нагрузки к рычагу в процессе его поворота. При этом прибор оборудован магнитопроводом 12 с расположенной на нем электромагнитной катушкой 13 для создания в зоне контакта внешних воздействий, который образует вместе с держателями образцов 3, образцами 5 и сферическим индентором 6 общий магнитный контур, и источником тока 14, подключенным токоподводящими проводами 15 к образцам 4. Для создания магнитного потока, в основном проходящего через зону контакта, нижний держатель 3 изолирован от корпуса 1 изоляционной прокладкой 11. Магнитопровод 12 плотно соприкасается с держателями 3, образуя общий контур для прохождения магнитного потока через образцы 4.

Прибор отличается тем, что механизм поворота индентора 7 выполнен в виде двуплечего рычага, каждое плечо которого одним концом жестко закреплено в оправке 5, а другие концы снабжены сегментами 8, при этом прибор оборудован вибрационным механизмом 16, воздействующим на свободную сторону двуплечего рычага посредством охватывающей сегмент на дуге гибкой связи, например в виде электромагнитной катушки возбуждения с сердечником, соединенным гибкой связью с сегментом на свободной стороне двуплечего рычага.

Прибор работает следующим образом.

Два плоскопараллельных образца 4 закрепляются в держателях 3. Между ними устанавливается оправка с индентором 6. При помощи механизма нагружения 2 к образцам прикладывается сжимающая нагрузка N. Время выдержки образцов под нагрузкой должно быть достаточным для завершения пластической деформации в зоне контакта индентора с образцами и соответствовать стандартной пробе Бринелля. К электромагнитной катушке 13 подводится переменное или постоянное напряжение, тем самым создается магнитный поток. Включается источник тока 14 и ток через провода 15 подводится к образцам 4. Подводится ток к электромагнитной катушке возбуждения вибрационного механизма 16. Таким образом, на зону контакта индентора 6 с образцами 4 действуют внешние возмущения - механическая нагрузка, магнитный поток, электрический ток и вибрационная нагрузка.

К индентору прикладывают крутящий момент Мкр, необходимый для его поворота в плоскости, перпендикулярной опорным плоскостям держателей, то есть в плоскости сжимающей образцы нагрузки N. По измеренным значениям момента Мкр и нагрузки N определяют молекулярную составляющую коэффициента трения.

Источники информации

1. А.С. СССР №348927, М. Кл. G01N 19/02, опубл. 23.08.72, бюл. №25.

2. Патент РФ №2279664, М. Кл. G01N 19/02, опубл. 10.07.06, бюл. №19.

1. Прибор для определения молекулярной составляющей коэффициента трения, содержащий корпус, механизм нагружения, установленные друг против друга с возможностью сближения держатели образцов с параллельными опорными плоскостями, один из которых взаимодействует с механизмом нагружения, расположенную между держателями оправку с закрепленным в ней сферическим индентором, механизм поворота индентора вокруг своей оси и устройство для измерения прикладываемого к индентору крутящего момента, причем механизм поворота индентора выполнен в виде жестко закрепленного на оправке рычага, выполненного с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной опорным поверхностям держателей, неподвижно установленного на рычаге сегмента, дуга которого описана из центра индентора, и охватывающей сегмент по дуге гибкой связи, на которую воздействует нагрузка, при этом прибор оборудован магнитопроводом с расположенной на нем электромагнитной катушкой, который образует вместе с держателями образцов, образцами и сферическим индентором общий магнитный контур, и источником тока, подключенным токоподводящими проводами к образцам, отличающийся тем, что механизм поворота индентора выполнен и виде двуплечего рычага, каждое плечо которого одним концом жестко закреплено в оправке, а другие концы снабжены сегментами, при этом прибор оборудован вибрационным механизмом, воздействующим на свободную сторону двуплечего рычага посредством охватывающей сегмент по дуге гибкой связи.

2. Прибор для определения молекулярной составляющей коэффициента трения по п.1, отличающийся тем, что вибрационный механизм состоит из электромагнитной катушки возбуждения с сердечником, соединенным гибкой связью с сегментом на свободной стороне двуплечего рычага.