Устройство для определения коэффициента трения
Владельцы патента RU 2340886:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА) (RU)
Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, а именно к методам исследования коэффициентов трения материалов. Техническим результатом является повышение точности определения коэффициента трения с одновременным уменьшением габаритов стенда. Устройство для определения коэффициента трения содержит образец, расположенный на исследуемой поверхности, связанную с грузом нить, а также датчик включения и датчик выключения электросекундомера, установленные соответственно в начале и конце метрового участка. Образец закреплен в каретке, жестко соединенной с горизонтальным поводком, второй конец которого шарнирно соединен с рамой. Причем масса поводка значительно меньше массы образца с кареткой, а исследуемая поверхность выполнена в виде цилиндра, жестко соединенного со шкивом равного радиуса, при этом нить с грузом намотана на шкив. 2 ил.
Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, а именно к методам исследования коэффициентов трения материалов.
Известно устройство для определения коэффициента трения, содержащее образец, расположенный на исследуемой горизонтальной поверхности и при помощи нити, перекинутой через блок, связанный с грузом [1].
Недостатком данного устройства является низкая точность полученных на нем результатов.
Наиболее близким к предлагаемому устройству для определения коэффициента трения является устройство, содержащее образец, расположенный на исследуемой горизонтальной поверхности и при помощи нити, перекинутой через блок, связанный с грузом, а также датчик включения и датчик выключения электросекундомера, установленные соответственно в начале и конце метрового участка [2].
Недостатком данного устройства также является низкая точность полученных результатов, так как в них не учтены инерционные и фрикционные характеристики блока. Кроме того, данное устройство громоздко, так как длина исследуемой поверхности должна быть не меньше пути падения груза.
Задачей настоящего изобретения является повышение точности определения коэффициента трения с одновременным уменьшением габаритов устройства.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для определения коэффициента трения, содержащем образец, расположенный на исследуемой поверхности, связанную с грузом нить, а также датчик включения и датчик выключения электросекундомера, установленные соответственно в начале и конце метрового участка, образец закреплен в каретке, жестко соединенной с горизонтальным поводком, второй конец которого шарнирно соединен с рамой, причем масса поводка значительно меньше массы образца с кареткой, а исследуемая поверхность выполнена в виде цилиндра, жестко соединенного со шкивом равного радиуса, при этом нить с грузом намотана на шкив.
На фиг.1 изображена схема устройства для осуществления способа определения коэффициента трения, на фиг.2 - вид А на фиг.1.
Устройство для определения коэффициента трения (фиг.1) включает образец 1, который при помощи фиксаторов 2 закреплен в каретке 3. Каретка 3 жестко соединена с поводком 4, масса которого значительно меньше массы образца 1 с кареткой 3. Второй конец поводка 4 шарнирно соединен с рамой стенда (не показана). Образец 1 лежит на исследуемой поверхности (фиг.2), которая выполнена в виде цилиндра 5. Цилиндр 5 жестко соединен со шкивом 6, на котором намотана нить 7 с грузом 8. В состав устройства также входит электросекундомер 9 с которым, через электропроводку, связаны датчик включения 10 и датчик выключения 11, установленные соответственно в начале и в конце метрового участка S.
Прелагаемое устройство работает следующим образом.
Под тяжестью груза 8, шкив 6, а вместе с ним и цилиндр 5 приводятся во вращательное движение. При этом между образцом 1 и цилиндром 5 возникает сила трения, от величины которой будет зависеть время падения груза. Оно фиксируется на метровом участке при помощи датчиков 10 и 11, а также электросекундомера 9. Затем коэффициент трения определяется по формуле
где М - масса груза, кг;
m - масса образца, кг;
I - суммарный момент инерции цилиндра трения и шкива, кг·м2;
S - перемещение груза, м (S=1 м);
t - время перемещения груза на пути S, с;
g - ускорение свободного падения, м/с2,
R - радиус цилиндра трения, равный радиусу шкива, м.
Причем фиксация образца 1 при помощи каретки 3 и шарнирно соединенного с рамой горизонтального поводка 4 позволяет обеспечить свободное давление образца 1 на цилиндр 5, под действием силы тяжести. При этом, поскольку масса поводка 4 значительно меньше суммарной массы образца 1 и каретки 3, в расчетах ею можно пренебречь.
Источники информации
1. Сабликов М.В. Сельскохозяйственные машины. Часть II. / М.В.Сабликов. - М.: Колос, 1968, с.7.
2. RU №2300755, Кл G01N 19/02, 2007 г - прототип.
Устройство для определения коэффициента трения, содержащее образец, расположенный на исследуемой поверхности, связанную с грузом нить, а также датчик включения и датчик выключения электросекундомера, установленные соответственно в начале и конце метрового участка, отличающееся тем, что образец закреплен в каретке, жестко соединенной с горизонтальным поводком, второй конец которого шарнирно соединен с рамой, причем масса поводка значительно меньше массы образца с кареткой, а исследуемая поверхность выполнена в виде цилиндра, жестко соединенного со шкивом равного радиуса, при этом нить с грузом намотана на шкив.
