Способ определения коэффициента трения сыпучего материала о твердую поверхность Советский патент 1985 года по МПК G01N19/02 

Изобретение относится к методам оценки трибологических свойств материалов и может быть использовано для определения коэффициента трения сыпучего материала о твердую поверхность, например удобрений при их разбрасывании с помощью сельскохозяйственной техники. Известен способ определения коэффициента трения сыпучего материала о твердую поверхность, заключающийся в том, что сыпучий материал подают на вращающийся, вокруг вертикаль ной оси диск с радиальными лопатками и улавливают материал после елета его с лопаток довушкой, разделенной на две части перегородкой, о коэффициенте трения судят по распределению масс сыпучего материала в ловушке1 Недостатком известного способа является сравнительно низкая точност определения коэффициента трения, что обусловлено неравномерностью распределения сыпучего материала в зоне слет Цель изобретения - повышение тойности. Цель достигается тем, что согласно способу определения коэффициента трения сыпучего материала о твердую . поверхность, заключающемуся в , что сыпучий материал подают на вращакяц ийся вокруг вертикальной оси диск с радиальными лопатками и улавливают материал после слета его с ло паток ловушкой, разделенной на две части перегородкой, а о коэффиеиенте трения судят по распределению масс сыпучего материала в ловушке, сравни вают массы.сйтучего материала в каждой части ловушки, а коэффициент трения определяют по углу установки лопаток при условии, чтобы сыпучего мате риала в каждой части ловзпвки были равны На фиг. 1 показана схематически конструкция устройства для реализации данного способа; на фиг.. 2 - схема установки ловушки относительно даска; на фиг. 3 - схема к расчету угла установки лопаток. Устройство содержит враща«)ф1йся вокруг вертикальной оси диск 1 с лопaтka ш 2, бункер 3, ловушку 4, разделенную вертикальной перегородкой 5 на две равные части с поддонами 6. Способ осуществляется следующим образуем. Лопатки 2 устанавливают (фиг,-2) в пределах угла t d под заданным углом oi по отношению к радиусу диска 1 , а концы лопаток 2 должны быть удалены от центра диска 1 на одинаковое расстояние R, равное радиусу диска. В бункер 3 засьтают исследуемый сьтучий материал, который на диск 1 и отбрасьгоается лопатками 2 в ловушку 4. При этом ловушка 4 должна быть установлена в предварительно рассчитанной зоне по отношению к диску 1, т.е. перегородка 5 располагается на заданном расстоянии г от центра диска 1, а сопло бункера 3 устанавливают на расстоянии г от того же центра. По окончании опыта весь сьтучий материал из бункера 3 через ловушку 4 попадает в поддоиы 6 и взвешивается. Если массы сыпучего материала, прошедшего через обе части ловушки 4, одинаковы, то коэффициент трения определяют по углу dp установки лопаток при условии, что оСр совпадает с заданньм углом d с учетом некоторой постоянной Кр данного устройства. Если массы сьтучего материала в поддонах 6 неодинаковы, то опыты повторяют, добиваясь равенства этих масс путем изменения угла зС установки лопаток 2 по отношению к радиусу диска 1 с помощью известных средств регулирования механизмов по углу. Пример. Сыпучий материал может иметь коэффициент трения в пределах 0,2 f 0,9. Определить истинное значение f данного материала при движении по поверхности трения лопаток 2с Принимаем за исходное (среднее) значение f f 0,5, т.е. УГОЛ трения 4 26,565°, а этому значению f соответствует радиальная ( d 0) установка лопаток 2 на диск t. Пусть К .изменяется в пределах 0,6 - 0,8. Меньшие значения приводят к увеличению габаритов устройства, а большие увеличивают погрешность из-за резкого увеличения толщины перегородки 5. Прим Гв 0,45 R, где R - радиус диска, тогда перегородка 5 должна быть расположена на расстоянии г от центра диска, равном {фяг 2 и 3) .. r Rceserei -; ---jjps0,054 R , (l С углом места подачи равным .Ь-11 t-Sin (1 5in4j (2) 1,2618 рад 72,298° Коэффициент трения рассчитывают по уравнению регрессии (f ), для составления которого необходимо рассчитать предварительно величины углов о1р при различных значениях f и Кр.Конкретные значения аргу ментов обозначим через fy и Крх , а шаги их изменения через Afy к дКр Величина oip определяется по формуле K-°ixk) ctp-ct, где oijt - значение угла d установки лопаток, необходимое для обеспечения постоянства . угла выброса частиц сыпучего материала (f /J + +90); ы - отклонение точки попадания частиц в сторону от передне кромки перегородки 5 при ел те с лопаток, установленгалх под углом djiK радиусу диска 1; значение угла oi установки лопаток, необходимое для обеспечения угла выброса (Ф + Лф) частиц, где дФугол между направлениями полета частиц при угле выброса Фд и прямой, соединяющей точку слета частиц с передней кромкой перегородки 5; « - отклонение точкипопадания частиц в сторону от передней кромки перегородки 5 вр слете с лопаток, установлен ных под углом ot к .радиусу. а « R (cos Гх- cos j,), где Уо иу, углы между абсолютной и окружной скоростями в момент слета частиц с лопаток (углы вылета) соответственно при et О и f fjj; и f fx« Угол образован направлением абсолютной скорости частиц (DA) ,и лучом, проведенным из D по касательной к окружности радиуса R диска 1 в сторону его вращения, т.е. в направлении окружной скорости концов лопаток 2. Угол преобразован ИВ и лу 714 чом, проведенным из М по касательной к окружности радиуса R в сторону вращения диска 1. , Sin/5p ----8«п-уд где /9р- угол между нормалью к плоскости перегородки 5 и прямой, соединякщей переднюю кромку этой перегородки с центром , диска 1. ( рсо5|.) С08у,-С05|.„С05ДФ p s;npp-K , где f угол между абсолютной и окружной скоростями в момент слета частиц, рассчитанный при ei f fx Значения углов рассчитьшают по известньм формулам, например,.с помощью ЭВМ. В результате расчетов получают три сопряженных ряда ffх V } } по которым с помощью известных методов рассчитывают уравнение регрессий f ЧКЫр, Кр)} , с помощью которого вычисляют коэффициент трения f, В данном примере осуществления предлагаемого способа для составления уравнения регрессии величина принга4ает значения 0,6; 0,7; 0,7692; 0,8333 и 0,8824i.a f)f 0,2, 0,3,,.. 0,9 с шагом uff 0,1. Данные для расчетов сводят в таблишл, а затем с помощью ЭВМ получают уравнение для оценки коэффициента трения дпя eip О в виде f 0,5002 - 0,03590 0.0004К р0,0065otpKft + 0,, (7) а для псотучено, что f 0,5015+ 0,0336(rfp) - 0,018Кр + + 0,0092((i(p)Kp + 0,0006в . (8) Подставляя в уравнение (7) и (8) величины постоянной прибора Кр, которая подбирается заранее, и dip , рассчитывают коэффициент трения f« Помимо, повьшения точности оценки коэффициента трения данный способ

позволяет существенно сократить время испытаний, а предварительные операции позволяют, однажды построив установку для реализации данного способа, применять ее для исследования трения сыпучих материалов с коэффициентами трения, изменяющимися в достаточно широких пределах.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА О ТВЕРДУЮ ПОВЕРХНОСТЬ, заключающийся в том, что сыпучий материал подают на вращающийся вокруг вертикальной оси диск с радиальными лопатками и улавливают материал после слета его с лопаток ловушкой, разделенной на две части перегородкой, а о коэффициенте трения судят по распределению масс сыпучего материала в ловушке, отличающийся тем, что, с целью повьвпения точности, сравнивают массы сыпучего материала в каждой части ловушки, а коэффициент трения определяют по углу установки лопаток при условии, чтобы массы сыпучего материала в каждой части ловушки были равны. (Л с О) vl

0}

Фиг.1