Установка для определения коэффициента трения скольжения


 


Владельцы патента RU 2475723:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" (RU)

Изобретение относится к измерительным устройствам, в частности для определения коэффициента трения скольжения при различных скоростях скольжения. Установка для определения коэффициента трения скольжения содержит основание (1) со шкалой (2), блок поворота и фиксации и ползун (9) из исследуемого материала, расположенный на направляющей (6), сопряженный с основанием (1) с помощью шарнира (3) корпус (4), в котором размещен блок (5) вращения направляющей (6). Направляющая (6) выполнена в виде цилиндра, установлена в корпусе (4) и жестко связана с блоком (5) вращения направляющей (6). Ползун (9) выполнен в виде втулки, снабженной вилкой (11), свободно охватывающей штырь (10), жестко связанный с основанием (1). Блок поворота и фиксации выполнен в виде винтового механизма (7) с коромыслом (8), шарнирно сопряженным с корпусом (4).

Техническим результатом изобретения является разработка устройства, позволяющего определять коэффициент трения скольжения при различных скоростях скольжения, приближенных к реальным условиям, и повышает наглядность процесса благодаря демонстрации влияния на коэффициент трения скольжения дополнительных движений и вибраций. 1 ил.

 

Изобретение относится к измерительным устройствам, в частности для определения коэффициента трения скольжения при различных скоростях скольжения.

Известна установка для определения коэффициента трения скольжения, содержащая основание, ползун из исследуемого материала, введенный в контакт с направляющей, скрепленной с основанием (RU №2373518 G01N 19/02, опубл. 20.11.2009). На основании установлен тросо-блочный гравитационный механизм смещения ползуна по направляющей. Эта установка обладает существенным недостатком, заключающемся в необходимости разновесов и пространства для их перемещения по вертикали. Но, главное, такая установка позволяет определять лишь коэффициент трения в идеальных условиях работы сопряжения без дополнительных движений и вибраций разного рода частей машин. К тому же для его определения необходимы непрямые измерения и вычисления, что малонаглядно и малоэффективно.

Наиболее близкой к заявляемому устройству (прототипом) является установка для определения коэффициента трения скольжения, содержащая основание со шкалой, подвижно установленную на нем направляющую с блоком поворота и фиксации и ползун из исследуемого материала, введенный в контакт с направляющей (RU №2247360 G01N 19/02, опубл. 31.03.2003). Эффективность и наглядность действия этой установки повышена благодаря прямому измерению величины, через которую просто вычисляют коэффициент трения. Однако остальные недостатки, указанные выше, здесь не устранены: блок поворота и фиксации направляющей имеет большие габариты, коэффициент трения скольжения определяется лишь для идеальных условий работы без дополнительных движений и вибраций.

Задача, на решение которой направлено изобретение - возможность определения коэффициента трения скольжения при различных скоростях скольжения, приближенных к реальным условиям, и повышение наглядности процесса благодаря демонстрации влияния на коэффициент трения скольжения дополнительных движений и вибраций.

Технический результат достигается тем, что установка для определения коэффициента трения скольжения, содержащая основание со шкалой, блок поворота и фиксации и ползун из исследуемого материала, расположенный на направляющей, дополнительно содержит шарнирно сопряженный с основанием корпус, в котором размещен блок вращения направляющей, которая выполнена в виде цилиндра, установлена в корпусе и жестко связана с блоком вращения направляющей, ползун выполнен в виде втулки, снабженной вилкой, свободно охватывающей штырь, жестко связанный с основанием, блок поворота и фиксации выполнен в виде винтового механизма с коромыслом, шарнирно сопряженным с корпусом.

Новыми по сравнению с прототипом в предложенной установке являются:

новые конструктивные элементы:

блок вращения направляющей,

корпус, в котором размещен блок вращения направляющей и установлена направляющая,

вилка, которой снабжен ползун,

штырь, жестко связанный с основанием;

новые выполнения конструктивных элементов:

ползун выполнен в виде втулки,

блок поворота и фиксации корпуса выполнен в виде винтового механизма с коромыслом;

новые связи между конструктивными элементами:

направляющая установлена в корпусе,

направляющая жестко связана с блоком вращения направляющей,

ползун свободно насажен на направляющую,

вилка свободно охватывает штырь,

коромысло винтового механизма шарнирно сопряжено с корпусом,

корпус шарнирно сопряжен с основанием;

новые параметры элементов:

направляющая выполнена в виде цилиндра.

Таким образом, по мнению авторов, предложение является новым по сравнению с прототипом, так как оно неизвестно из уровня техники. Предложение, по мнению авторов, имеет изобретательский уровень, так как оно для специалистов явным образом не следует из уровня техники и не может быть разработано с использованием известных методов, методик, правил и приемов расчета, проектирования и конструирования машин и их механизмов.

Предложенное техническое решение иллюстрируется структурно-конструктивной схемой установки.

Согласно предложению, установка для определения коэффициента трения скольжения содержит основание 1 со шкалой 2. Основание 1 с помощью шарнира 3 сопряжено с корпусом 4, в котором размещен блок 5 вращения направляющей 6, включающий в себя управляемый электродвигатель с регулируемой частотой вращения, и в котором установлена вращающаяся направляющая 6, выполненная в виде цилиндра и жестко связанная с блоком 5 вращения направляющей 6. Корпус 4 шарнирно соединен с блоком поворота и фиксации, который размещен внутри основания 1 и выполнен в виде винтового механизма 7 с коромыслом 8. С направляющей 6 введен в контакт ползун 9 из исследуемого материала, выполненный в виде втулки, которая свободно насажена на направляющую 6. На основании 1 закреплен штырь 10. Ползун 9 снабжен вилкой 11, которая свободно охватывает штырь 10.

Предложенная установка для определения коэффициента трения скольжения работает следующим образом. Вначале с помощью винтового механизма 7 поворотом коромысла 8 устанавливают корпус 4 с направляющей 6 горизонтально, определяя это положение по угловой шкале 2. Винтовой механизм 7 обеспечивает простой и точный поворот и фиксацию поворотных элементов установки относительно основания 1. Затем ползун 9 из исследуемого материала, выполненный в виде втулки, надевают на цилиндрическую направляющую 6, одевая при этом вилку 11 на штырь 10, закрепленную на основании 1. Ползун 9 устанавливают в крайнее правое положение на направляющей 6. Затем механизмом 7 медленно поворачивают корпус 4 и связанные с ним элементы, разворачивая его относительно основания 1 против хода часовой стрелки. Поворот осуществляют до тех пор, пока ползун 9 не начнет скользить вниз по наклоненной направляющей 6. Фиксируя с помощью угловой шкалы 2 угол наклона корпуса 4, определяют коэффициент трения скольжения покоя (коэффициент сцепления) материалов ползуна 9 и направляющей 6 - как тангенс угла наклона. Далее приводят элементы установки в исходное горизонтальное положение с крайним правым расположением ползуна 9 на направляющей 6. Приводят в действие электродвигатель блока 5 вращения направляющей 6 с заданной частотой вращения, тем самым приводя во вращение направляющую 6, которая вращаясь колеблется, как консоль, прогнутая на конце силой веса ползуна 9. Медленно поворачивая корпус 4 и связанные с ним элементы, разворачивают его относительно основания 1, фиксируют угол наклона корпуса 4 и определяют коэффициент трения скольжения для материалов ползуна 9 и направляющей 6 при заданной частоте вращения электродвигателя. Ползун 9 удерживается от его возможного увлечения во вращение вместе с направляющей 6 - с помощью вилки 11 и штыря 10. Далее элементы установки приводят в исходное положение. Описанную выше процедуру определения коэффициента трения скольжения повторяют при различных частотах вращения электродвигателя. Таким образом демонстрируют известный эффект существенного уменьшения коэффициента трения скольжения благодаря наложению на основное смещение ползуна 9 дополнительного вращательного движения направляющей 6, а также колебаний и вибраций.

Таким образом, предложенная установка дает возможность определять коэффициент трения скольжения при различных скоростях скольжения, приближенных к реальным условиям, и повышает наглядность процесса благодаря демонстрации влияния на коэффициент трения скольжения дополнительных движений и вибраций.

Предложенная установка выполнена организацией-заявителем. При испытаниях она продемонстрировала свою работоспособность и возможность достижения технического результата. Таким образом, предложение, по мнению авторов, имеет промышленную применимость.

Установка для определения коэффициента трения скольжения, содержащая основание со шкалой, блок поворота и фиксации и ползун из исследуемого материала, расположенный на направляющей, отличающаяся тем, что дополнительно содержит шарнирно сопряженный с основанием корпус, в котором размещен блок вращения направляющей, которая выполнена в виде цилиндра, установлена в корпусе и жестко связана с блоком вращения направляющей, ползун выполнен в виде втулки, снабженной вилкой, свободно охватывающей штырь, жестко связанный с основанием, блок поворота и фиксации выполнен в виде винтового механизма с коромыслом, шарнирно сопряженным с корпусом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к техническим устройствам для определения параметров трения качения колес, а именно для определения коэффициентов сцепления и трения качения.

Изобретение относится к технике и способам определения параметров трения, а именно к способам определения коэффициентов трения качения. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам определения коэффициента трения и напряжения трения при тонколистовой штамповке-вытяжке.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к методам исследования коэффициентов трения материалов. .

Изобретение относится к области механических испытаний материалов, в частности к определению динамического коэффициента внешнего трения при взаимном перемещении образцов.

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к приборам для определения коэффициентов трения и их составляющих.Прибор для определения молекулярной составляющей коэффициента трения содержит основание, механизм нагружения.

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

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам определения коэффициента сцепления колеса автомобиля с дорожным покрытием. .

Изобретение относится к соединительным муфтам для масляно-воздушной смеси в системе масляно-воздушной смазки. .

Изобретение относится к технологическому оборудованию, которое применяется в стекольной промышленности для косвенного определения толщины защитного покрытия

Изобретение относится к трибометрии, а именно к устройствам для определения механических характеристик трения фрикционных гибких тел (нить, ремень, лента, канат и др.), применяемых в различных фрикционных передачах разных областей назначения (ременные передачи, текстильные и швейные машины, ленточные транспортеры и пилорамы, кабельное производство и др.)

Изобретение относится к измерительным приборам

Изобретение относится к области исследований и физических измерений

Изобретение относится к материаловедению производств текстильной и легкой промышленности и предназначено для объективной оценки определения силы трения текстильных полотен. Сущность: один из образцов прямоугольной формы закреплен на цилиндрической поверхности барабана, а другой образец одним концом закреплен на пластине с тензодатчиком, а вторым концом в зажиме с грузом, обеспечивающим давление, охватывая барабан, имитируя условия взаимодействия текстильных полотен при эксплуатации одежды. Силу тангенциального сопротивления фиксируют тензодатчиком. Технический результат: повышение достоверности и объективности оценки силы трения текстильных полотен за счет приближения условий испытания к условиям изготовления и эксплуатации одежды. 2 табл., 3 ил.

Изобретение относится к области изучения трения при обработке металлов давлением, предпочтительно в технологиях ковки. Сущность: осуществляют изготовление испытуемого образца, фиксацию его начальных геометрических параметров, осадку с уменьшением толщины образца, фиксацию геометрических параметров после осадки и установление по изменению этих параметров коэффициента трения. До опыта испытуемому образцу придают форму квадратной в плане заготовки, фиксируют размеры стороны квадрата и толщины. После осадки с обжатием 15…60% фиксируют радиус кривизны образца в плоскости, ортогональной толщине. Определяют параметр a/R, где а - сторона квадрата, R - радиус кривизны образца в плоскости, ортогональной толщине, и с его учетом устанавливают коэффициент трения. Технический результат: снижение трудоемкости подготовки образцов. 11 ил., 2 табл., 4 пр.

Изобретение относится к измерительным приборам. Прибор для определения коэффициента силы трения покоя содержит опорную платформу 1. Также прибор содержит коробку без днища 2, грузовую чашку 3, шнур 4, блок 5 и нажимную платформу 6 с грузами 7. При этом коробка без днища 2 снабжена винтовыми опорами 8. Техническим результатом является повышение точности измерения коэффициента силы трения покоя. 2 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к определению коэффициента трения покоя. Способ определения коэффициента трения покоя поверхностного слоя электропроводящего материала включает установку образца с возможностью поступательного перемещения в горизонтальной плоскости. Также способ включает установку измерительного щупа, контактирующего с поверхностью образца в одной точке, с возможностью углового перемещения в вертикальной плоскости на гибких связях. Кроме того, способ включает нагружение измерительного щупа и перемещение образца в паре со щупом до их взаимного сдвига. При этом сдвиг фиксируют по скачку электрического напряжения в контакте измерительного щупа с поверхностью образца, а коэффициент трения покоя электропроводящего материала рассчитывают по формуле: f = P G ⋅ S L ⋅ t 2 t 1 , где S - первоначальное расстояние между держателем образца и движителем, задаваемое по эталону концевой мере длины; t1 - время прохождения движителем расстояния S; t2 - время движения образца в паре со щупом до фиксации момента скачка электрического контактного напряжения; Р - вес измерительного щупа; G - дополнительная нагрузка на измерительный щуп; L - длина гибких связей. Техническим результатом является повышение точности определения коэффициента трения покоя при малых нагрузках на поверхностях трения электропроводящих материалов. 1 ил., 3 табл.

Изобретение относится к измерительной и испытательной технике и предназначено для использования при исследовании сил трения в металлургическом производстве, а именно при прокатке металлов. Для определения силы трения при прокатке металлов измеряют токи якорной обмотки двигателя при различных скоростях при холостом ходе. Измеряют ток двигателя и угловую скорость при нагруженном состоянии. Дополнительно формируют зависимость тока холостого хода от угловой скорости двигателя в виде эмпирической формулы I 0 ( Ω ) и хранят ее в памяти вычислительного устройства. Измеряют угловую скорость Ω ( t ) двигателя и зависимость тока якорной обмотки I ( t ) и угловой скорости Ω ( t ) от времени в процессе прокатки и вычисляют силу трения по формуле F ( t ) = c I ( t ) − c I 0 [ Ω ( t ) ] 2 R , где c - конструктивная постоянная двигателя; R - радиус валка. Технический результат заключается в повышении точности измерения силы трения при прокатке металлов. 4 ил.
Наверх