Прибор для исследования трения гибких длинномерных образцов Советский патент 1988 года по МПК G01N3/56 

IS

Изобретение относится к области триботехнических испытаний материалов и может быть использовано для побора материалов при конструировании ленточных конвейеров, транспортеров, ременных передач и т.п.

Цель изобретения - повьшение производительности прибора за счет автоматического поддержания стабильно- го значения силы трения,

На фиг, 1 изображен предлагаемый приборj на фиг. 2 - схемы иллюстрирующие работу прибора при возникновении сил трения разной величины.

Прибор содержит основание 1, на котором закреплен корпус ,2 с размещенным на нем держателем 3 истирающе го элемента 4, вьтолненного в виде барабана, установленного с возможно™ стью вращения в корпусе 2 с помощью прдаода (не показан) и контактирующего с исследуемым образцом 5 в виде гибкой ленты или провода, На основании консольно закреплены упругая балка 6 н ограничитель 7 перемещения упругой балки в направлении ее наименьшей жесткости в нагр /жённом положении при помощи винта 8 контргайки 9, размещенных на нем.- На упругой балке 6 установлен дер сагель 10 одного из концов образца 5,, предназначенный для восприятия действующего на образец 5 усилия, и его регистрации например, при помощи закрепленных на балке 6 тензометров сопротивления и соединенной с ними регистрирующей аппаратурой (не показаны). К другому концу образцй 5;, перекинутого .через держатель.3 истирающего элемента 4 подвешен груз, состоящий из постоянной 11 и съемной 12. частей( расположенных в оправке 3, установленной н цилиндрической npyuwlie 14 сжатия так что ее ось проходит через центр тяже сти груза с Диаметр проволоки пружины 14 определяют по формуле

d « 2

4112Е

Г с17з

Е модуль упругости материала упругой балки;

I - момент инерции поперечного

сечения упругой балки;

R - средний радиус цилиндрической пружины;

п число рабочих витков цилиндрической пружины;

G - модуль сдвига материала пружины;

L - длина упругой балки от места закрепления в основании до места крепления гибкого длинномерного образца, ч Груз состоит из постоянной 11 и съемной 12 частей, массы которых определены соотношением

m.

fx to

1

5

0 5 40 5

o

где m и fflj - массы постоянной и

съемной частей груза; |u - козффициент трения

между образцом и барабаном.

Пружина 14 сжатия неподвижно закреплена на основании 1 с помощью оправки 15 с цилиндрическим отверстием, диаметр которого равен наружному диаметру пружины 14 сжатия. На стойке 16, жестко закрепленной на основании 1, размещен индикатор 17, наконечник которого упирается в верхний торец цилиндрической оправки 13 и предназначен для определения величины деформации пружины 14 сжатия под действием постоянной Пи съемной 1,2 .частей груза. Груз подвешен на конце образца 5 с помощью держателя 18 груза и контргайки 19, причем они служат также и для регулировки прибора путем компенсации длины образца 5.

Дрибор работает следующим образом.

Образец 5 заданной длины неподвижно закрепляют в держателе 10 и пере- кидьшают другой конец образца 5 через истирающий элемент 4. Образец 5 нагружают постоянной 11 и съемной 12 частями грузов; и плавно опускают в оправку 13 с грузом на предварительно оттарированную цилиндрическую пружину 1.4 сжатия. По изменению показаний индикатора 17 определяют деформацию пружины 14 сжатия и по тарированному графику находят величину усилия, на которую сжатая пружина 14 уменьшает натяжение в образце 5, обусловленное действием груза. Постоянная часть 11 груза массой т создает необходимое натяжение образца 5, компенсируя при этом упругое воздействие сжатой пружины 14. Съемная часть 12 груза m,j обеспечивает заданную величину силы трения при заданном диаметре истирающего элемента 4.

Точную регулировку нагрузки на образец 5 осуществляют изменением длины держателя груза и фиксируют его контргайкой 19. Под действием груза упругая балка 6 прогибается и занимает положение, соответствующее силе трения заданной величины, после чего винтом 8 фиксируют положение упругой балки 6 и удаляют съемную 12 часть груза. Затем включают привод вращения истирающего элемента 4 и одновременно освобождают упругую балку 6 от действия винта 8, вывинчивая его из ограничителя 7. Во время опыта регистрируют триботехнические показатели пары трения. Если сила трения увеличивается по сравнению с заданной, то упругая балка 6 отклоняется вправо относительно положения, соответствующего заданной силе трения, в результате чего сила действия груза на пружины 14 возрастает, а следовательно, уменьшается натяжение образца 5 и соответственно уменьшает ся сила трения. Если величина силы трения уменьшается по сравнению с заданным значением, то упругая балка 6 отклоняется влево, в результате чего сила действия груза на пружиг ну 14 уменьшается, а следовательно, увеличивается натяжение образца 5 и соответственно увеличивается сила трения. Диаметр d и соотношения масс

т и т,, рассчитанные по вьш1еприве- денньм соотношениям, обеспечивает при одной и той же дополнительной нагрузке на пружину 14 сжатия и упругую балку 6 одинаковые деформации пружины 14 и упругой балки 6, поэтому сила трения в процессе испытания остается постоянной.

о

рмула изобретения

0

5

5

0

Прибор для исследования трения гибких длинномерных образцов, содержащий основание установленный на нем с возможностью вращения истирающий элемент, консольно закрепленную на основании упругую балку, установлен- ный на ней держатель одного из концов образца и груз, подвешиваемый на другом конце образца с помощью держателя груза, отличающийся тем, что, с целью повышения 11роизводительнести за счет автоматического поддержания значения силы трения, он снабжен регулируемым ограничителем перемещения упругой балки в направлении ее наименьшей жесткости, цилиндрической пружиной, установленной на основании соосно держателю груза с возможностью взаимодействия с грузом, и приспособлением для регулирования длины держателя груза, а диаметр проволоки пружины выбран из соотношения

1,11

ГсП

где Е - модуль упругости материала упругой балки;

I - момент инерции поперечного сечения упругой балки;

R - средний радиус цилиндрической пружины;

п - число рабочих витков цилиндрической пружины;

G - модуль сдвига материала

пружины; L - длина упругой балки.

фие.2

Изобретение относится к области триботехнических испытаний материалов и может быть использовано для подбора материалов при конструировании ленточных конвейеров, транспортеров, ременных передач и т.п. Цель изобретения - повьрение производительности прибора за счет автоматического поддержания стабильного значения силы трения. На основании 1 размещен держатель 3 истирающего элемента 4, который контактирует с гибким длинномерным образцом 5. Конец образца 5 закреплен в держателе 10, установленном на упругой балке 6. К другому концу образца 5, перекинутому через держатель 3 истирающего элемента 4, подвешено нагружающее устройство с расположенной под ним пружиной 14. При включении привода вращения истирающего элемента 4 происходит изменение трения и, следовательно, перемещение образца 5 и согласованная с ним деформация упругой балки 6 и пружины 14, что приводит к изменению давления образца 5 на истирающий элемент 4. В результате сила трения стабилизируется по величине в процессе изнашивания. 2 ил.