УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ ТРЕНИЯ Российский патент 2006 года по МПК G01N19/02 

Описание патента на изобретение RU2284503C1

Изобретение относится к области испытания материалов, в частности к устройствам измерения силы трения.

Известно устройство измерения силы трения (Крагельский И.В. Трение и износ. М.: Машиностроение, 1968, с.389), содержащее основание, на котором размещен образец, измеритель силы трения, каретку, на которой установлены контртело и узел нагружения, а также привод перемещения каретки.

Основным недостатком устройства-аналога является проведение оценки сил трения при однонаправленном движении, а также интегральный характер оценки, так как регистрация сил трения производится при одновременном испытании трех и более образцов типа палец, перемещающихся с помощью привода по плоскому образцу.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство для измерения силы трения (А.с. №1388768, G 01 N 19/02, 1988, БИ №14, "Устройство для измерения силы трения"), содержащее основание, установленные на нем держатель образца, каретку с держателем контртела, узел нагружения, измеритель силы трения и привод перемещения одного из держателей.

Недостатком известного устройства является расположение измерительного элемента на неподвижном основании, приводящее к необходимости применения гибкого упругого элемента, передающего измеряемое усилие через два ролика и рычаг, что приводит к снижению точности проводимых измерений силы трения.

Дополнительно с этим известное устройство имеет асимметричное расположение узла нагружения и держателя контртела относительно оси крепления на подвижной каретке, что ограничивает функциональные возможности устройства случаем однонаправленного поступательного движения. Это связано с тем, что при организации испытаний в режиме возвратно-поступательного движения на устройстве-прототипе, при движении подвижной каретки в сторону держателя контртела, он толкается и возникают поперечные колебания контртела на поверхности испытуемого образца, имеющие максимальное значение, а в случае движения подвижной каретки от держателя контртела последний тянется по поверхности испытуемого материала, поперечные колебания контртела будут минимальны, следовательно, нарушается единообразие условий создания и поддержания возвратно-поступательного движения.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей устройства и повышение точности определения сил трения.

Поставленная задача расширения функциональных возможностей достигается тем, что в конструкции устройства для измерения сил трения, содержащего основание, установленные на нем держатель образца, каретку с держателем контртела, узел нагружения, измеритель силы трения и привод перемещения одного из держателей; узел нагружения, шток, передающий нормальную нагрузку на держатель, держатель с контртелом, имеют симметричную конструкцию относительно оси крепления последних в направляющей, закрепленной на каретке. Пружина и измеритель силы трения, установленные на каретке оппозитно с разных сторон держателя контробразца и параллельно поверхности образца, удерживают держатель контробразца перпендикулярно плоскости образца усилием, выбираемым из условия необходимого диапазона измерения сил трения в обоих направлениях. В нашем случае при организации возвратно-поступательного движения это условие равно половине диапазона измерителя, что обеспечивает равные диапазоны измерения силы трения в обоих направлениях. При движении контртела относительно образца возникает сила трения, которая пытается повернуть держатель вокруг оси шарнира 12 в направлении, противоположном движению контртела, которая регистрируется измерителем.

Задача повышения точности достигается тем, что пружина и измеритель силы трения установлены на каретке на равном расстоянии от оси шарнира до рабочей поверхности образца и при движении контртела относительно образца измеритель покажет силу, в два раза большую, чем действующая сила трения между контртелом и образцом, в соответствии в отношением плеч сил относительно оси шарнира.

На чертеже представлено устройство для измерения силы трения.

Устройство содержит основание 1, держатель 2 образца 3, каретку 4 с держателем 5 контртела 6, узел 7 нагружения образца 3 и контртела 6, измеритель силы трения 8, привод 9 перемещения держателя 5 и каретки 4; направляющую 10, закрепленную на каретке 4 перпендикулярно поверхности образца 3, шток 11, перемещающийся в направляющей 10 поступательно, узел нагружения 7, закрепленный на одном конце штока 11, шарнир 12, расположенный на другом конце штока 11 с осью качания, параллельной поверхности образца 3 и перпендикулярной направлению перемещения каретки 4 и контртела 6, держатель 5 в виде стержня, один конец которого закреплен на оси шарнира 12, а на другом крепится контртело 6, пружину 13 и измеритель силы трения 8, установленные на каретке оппозитно с разных сторон держателя 5 контртела 6 и параллельно рабочей поверхности образца 3, на равном расстоянии от оси шарнира 12 до рабочей поверхности образца 3 и удерживающие держатель 5 контртела 6 перпендикулярно плоскости образца 3 усилием, выбираемым из условия необходимого диапазона измерения сил трения в обоих направлениях, в нашем случае, для организации возвратно-поступательного движения это значение равно половине диапазона измерителя 8.

Устройство работает следующим образом.

На держателе 2 и 5 устанавливают соответственно образец 3 и контртело 6. Каретку 4 размещают в исходном состоянии, например, в правом крайнем положении. Приводят в контакт образец 3 и контртело 6, нагружают их с помощью узла нагружения 7 и включают привод 9. При движении контртела 6 относительно образца 3 возникает сила трения, которая пытается повернуть держатель 5 вокруг оси шарнира 12 в направлении, противоположном движению контртела 6. Так как держатель 5 удерживается пружиной 13 и измерителем силы трения 8 в равновесии, перпендикулярно плоскости образца 3 усилием, равным половине диапазона измерителя 8, то появление дополнительной силы приведет к смещению равновесия сил и измеритель 8 покажет силу, в два раза большую, чем действующая сила трения между контртелом 6 и образцом 3, в соответствии с отношением плеч сил относительно оси шарнира 12.

Таким образом, основной технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства за счет реализации данным устройством испытаний не только в режиме однонаправленного движения, но и в режиме возвратно-поступательного. Повышение точности измерения достигается за счет упрощения конструкции устройства, применения однополярного измерителя при регистрации знакопеременной силы трения, а также за счет прямого воздействия держателя контробразца на измеритель силы трения.

Похожие патенты RU2284503C1

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ ТРЕНИЯ 2007
  • Тарасов Валерий Васильевич
  • Чуркин Александр Викторович
  • Лоханина Светлана Юрьевна
RU2345350C1
Устройство для испытаний материалов на износ и трение 2024
  • Мотренко Пётр Данилович
  • Колесников Владимир Иванович
  • Сычёв Игорь Борисович
  • Сычев Александр Павлович
  • Колесников Игорь Владимирович
  • Мантуров Дмитрий Сергеевич
  • Новиков Евгений Сергеевич
  • Воропаев Александр Иванович
RU2825725C1
Машина трения 1989
  • Гупка Богдан Васильевич
  • Стухляк Петр Данилович
  • Шкодзинский Олег Ксаверьевич
SU1733966A1
МАШИНА ТРЕНИЯ 2005
  • Тарасов Валерий Васильевич
  • Чуркин Александр Викторович
  • Черепанов Игорь Сергеевич
RU2290622C1
Машина трения 1990
  • Баранов Геннадий Иванович
  • Байбарацкая Марина Юрьевна
  • Машков Юрий Константинович
  • Ширяев Сергей Семенович
SU1758508A1
Установка для испытания на трение и износ цилиндрических образцов в газовых средах 1991
  • Литвин Антон Кондратьевич
  • Коваленко Виктор Иванович
  • Павлюченко Тарас Николаевич
  • Замилацкий Евгений Петрович
SU1817003A1
Устройство для испытания материалов на трение и износ 1983
  • Гулянский Леонид Григорьевич
SU1226151A1
НАГРУЖАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО К МАШИНЕ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ НА ТРЕНИЕ И ИЗНОС 1997
  • Лебедев М.П.(Ru)
  • Кончиц Валерий Васильевич
  • Кирпиченко Юрий Ефремович
RU2127425C1
СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ТРЕНИЕ И ИЗНОС 2002
  • Уразаков К.Р.
  • Рекин С.А.
  • Громов Б.Н.
  • Агамалов Гарислав Борисович
RU2235307C2
ДВУХКООРДИНАТНАЯ МАШИНА ТРЕНИЯ 2005
  • Тарасов Валерий Васильевич
  • Чуркин Александр Викторович
  • Черепанов Игорь Сергеевич
RU2287801C1

Реферат патента 2006 года УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ ТРЕНИЯ

Изобретение относится к области испытания материалов, в частности к устройствам измерения силы трения. Устройство для измерения силы трения, содержащее основание, установленные на нем держатель образца, каретку с держателем контртела, узел нагружения, измеритель силы трения и привод перемещения одного из держателей, отличающееся тем, что оно снабжено направляющей, закрепленной на каретке перпендикулярно поверхности образца, штоком, перемещающимся в направляющей поступательно, узлом нагружения, закрепленным на одном конце штока, шарниром, расположенным на другом конце штока, причем шарнир выполнен с осью качания, параллельной поверхности образца и перпендикулярной направлению перемещения образца и контртела, держателем в виде стержня, один конец которого закреплен на оси шарнира, а на другом крепится контртело, пружиной и измерителем силы трения, установленными на каретке оппозитно с разных сторон держателя контртела и параллельно плоскости образца на равном расстоянии от оси шарнира до рабочей поверхности образца и удерживающими держатель контртела перпендикулярно рабочей плоскости образца усилием, выбираемым из условия необходимого диапазона измерения сил трения в обоих направлениях. Техническим результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства и повышении точности определения сил трения. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 284 503 C1

Устройство для измерения силы трения, содержащее основание, установленные на нем держатель образца, каретку с держателем контртела, узел нагружения, измеритель силы трения и привод перемещения одного из держателей, отличающееся тем, что оно снабжено направляющей, закрепленной на каретке перпендикулярно поверхности образца, штоком, перемещающимся в направляющей поступательно, узлом нагружения, закрепленным на одном конце штока, шарниром, расположенным на другом конце штока, причем шарнир выполнен с осью качания, параллельной поверхности образца и перпендикулярной направлению перемещения образца и контртела, держателем в виде стержня, один конец которого закреплен на оси шарнира, а на другом крепится контртело, пружиной и измерителем силы трения, установленными на каретке оппозитно с разных сторон держателя контртела и параллельно плоскости образца на равном расстоянии от оси шарнира до рабочей поверхности образца и удерживающими держатель контртела перпендикулярно рабочей плоскости образца усилием, выбираемым из условия необходимого диапазона измерения сил трения в обоих направлениях.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2006 года RU2284503C1

Устройство для измерения силы трения 1986
  • Егоренков Николай Иванович
  • Кузавков Алексей Иванович
SU1388768A1
Устройство для определения сил трения 1986
  • Розенберг Лев Борисович
  • Безпалько Леонид Андреевич
  • Алманов Энрико Дмитриевич
SU1437747A1
Измеритель сил трения 1985
  • Абдуллаев Аяз Идаят Оглы
  • Давидов Хадис Шихзада Оглы
  • Алиев Намик Сулейман Оглы
  • Мамедов Рафаэль Азиз Оглы
  • Алиев Ровшан Гусейн Оглы
SU1265555A1
Устройство для исследования трения материалов 1977
  • Вайткявичюс Альвидас-Юргис Броняус
  • Гегелис Стасис Миколо
  • Мелькис Арнольдас Кароле
  • Серапинас Витаутас Прано
SU693167A1
ЭТИКЕТИРОВОЧНЫЙ АВТОМАТ 0
SU393167A1
0
  • Б. Н. Ласкорин, А. Д. Грановска Н. М. Смирнова Е. И. Семенова
SU208258A1
US 6199424, 13.03.2001.

RU 2 284 503 C1

Авторы

Тарасов Валерий Васильевич

Чуркин Александр Викторович

Черепанов Игорь Сергеевич

Даты

2006-09-27Публикация

2005-05-27Подача