Способ определения триботехнических характеристик пары коньки-лед Советский патент 1992 года по МПК G01N19/02 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к способам определения коэффициентов трения объектов о лед.«

Известен способ определений коэффициента трения объекта о лед, заключающийся в том, что измеряют время прохождения объектом известной длины ледовой трассы, определяют угол ее наклона, поверхность сопротивления движению объекта и рассчитывают коэффициент трения по формуле.

Недостатками способа являются обязательное наличие ледовой трассы, расположенной под углом, который на практике изменяется вдоль трассы и который с достаточной точностью трудно определить, обязательное определение поверхности сопротивления движению объекта, которая изменяется при движении объекта по трассе в зависимости от качества поверхности льда на участках трассы и силы давления объекта на лед на этих участках (величина силы давления зависит от кривизны поверхности льда), и обязательный расчет коэффициента трения по многопараметрической формуле, каждый из параметров которой получается, как указано выше, со значительной и, главное, неконтролируемой погрешностью. По способу невозможно определить качество заточки коньков.

Известен также способ определения коэффициента трения объекта о лед того же заявителя и тех же авторов с теми же недо 400 О) 00 00

Jb

статкэми, которые присущи предыдущему аналогу.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ определения коэффициента трения коньков о лед беговых дорожек, который описан как работа прибора, То есть известен способ, заключающийся в том, что измеряют путь свободного скольжения по льду груза на трех коньках при заданной начальной скорости и по графику определяют коэффициент трения.

Недостатками способа являются погрешности, возникающие при сообщении объекту начальной скорости скольжения, которую инструментально без большой погрешности трудно зафиксировать, возыика- ющие при использовании графика, погрешности построения которого не указываются, и использовании трех коньков без указания приходящейся на каждый из них нагрузки. По способу также невозможно определить качество заточки коньков.

Цель изобретения - повышение информативности путем определения не только коэффициента трения, но и качества заточки коньков и повышения точности определения коэффициента трения,

Указанная цель достигается тем, что коньки устанавливают на платформу так, что их лезвия параллельны, прикладывают к ней нормальную нагрузку и осуществляют совместное скольжение коньков по льду, по параметрам которого судят о коэффициенте трения коньков о лед, плоскости лезвий коньков располагают под острым углом к поверхности льда, скольжение коньков осуществляют вдоль и поперек их лезвий при различном расстоянии отточки приложения равнодействующей сил от нормальной нагрузки к платформе до исследуемого конька, измеряют силы трения при скольжении вдоль и поперек лезвий коньков соответственно, а о коэффициенте трения и качестве заточки судят по величине нормальной нагрузки и соотношению значений измеренных сил тр%ния, экстраполированных на нулевое значение расстояния отточки приложения равнодействующей сил нормальной нагрузки до исследуемого конька.

Кроме того, скольжение коньков осуществляют при различном положении точки приложения равнодействующей от нормальной нагрузки вдоль лезвий коньков.

Нагружение платформы осуществляют весом человека.

Способ реализуют следующим образом.

Коньки соединяют платформой так, что они отклонены на одинаковый угол от нормали к ее поверхности, а лезвия удалены от нее на одинаковые расстояния, Устанавливают коньки на лед, который подготовлен для катания. Устанавливают на платформу

фигуриста, чьи коньки соединены платформой так, что линия действия его веса проходит через центр платформы, одинаково удаленного от опор коньков и краев их лезвий. Силой, линия действия которой параллельна поверхности льда и лезвиям коньков, с постоянной скоростью перемещают платформу с фигуристом по поверхности льда. Измеряют величину этой силы динамометром. Коэффициент трения коньков о лед определяют отношением величины этой силы к величине фигуриста, который предварительно находят взвешиванием.

При указанных выше условиях осуществляют также перемещение, платформы с

фигуристом в направлении, перпендикулярном направлению лезвий коньков. Измеряют, например динамометром, максимальную величину силы сдвига (срыва) коньков по поверхности льда.

Все описанные выше операции повторяют при различных смещениях линии действия веса фигуриста относительно центра платформы. Измеряют силы, вызывающие скольжение и сдвиг (срыв) коньков -по поверхности льда при различных величинах давления коньков пары на лед различными участками их лезвий. Определяют коэффициенты трения для каждого конька пары при различных усилиях прижатия их ко льду. А

методом экстраполяции по полученным значениям коэффициента трения для каждого конька для различных усилий прижатия их ко льду определяют коэффициент трения для каждого конька, когда на каждый из них

действует весь вес фигуриста. При этом фактически получают значения коэффициентов трения для каждого конька при одноопор- ном скольжении фигуриста при определенном угле наклона лезвия каждого конька к

поверхности льда. Изменяя угол наклона коньков к поверхности льда определяют изменения значений коэффициентов трения коньков о лед.

В результате испытаний измеряют силы трения скольжения и трения покоя при скольжении вдоль и поперек лезвий коньков соответственно, а о коэффициенте трения и качестве заточки судят по величине нормальной нагрузки и соотношению значений измеренных сил трения скольжения и трения покоя, экстраполированных на нулевое значение расстояния от точки приложения равнодействующей сил веса фигуриста до исследуемого конька.

Пример. Пару коньков соединили прямоугольной платформой так, что плоскости их лезвий были отклонены в одну сторону от нормали к ее поверхности на один и тот же угол 15°. Установили их на поверено- сти льда. На платформу поставили фигуриста так, что линия действия его веса вместе с коньками и платформой в 24,5 кгс прохо- дила через центр платформы, расположенный на одинаковом удалении от коньков и концов их лезвий.

Силой, величина которой составила 0,55 кгс. осуществили скольжение коньков с фигуристом на платформе. Коэффициент трения 0,022 коньков о лед определили пу- тем делением величины 0,55 кгс силы трения скольжения на величину 24,5 кгс силы давления коньков на лед.

Формула„изобретения

1. Способ определения триботехниче- ских характеристик пары коньки-лед. заключающийся в том, что устанавливают коньки на платформу так, что их лезвия параллельны, прикладывают к ней нормаль- ную нагрузку и осуществляют совместное скольжение коньков по льду, по параметрам которого судят о коэффициенте трения коньков о лед, отличающийся тем, что,

с целью повышения информативности путем определения не только коэффициента трения, но и качества заточки коньков и повышения точности определения коэффициента трения, плоскости лезвий коньков располагают под острым углом к поверхности льда, скольжение коньков осуществляют вдоль и поперек их лезвий при различном расстоянии от точки приложения равнодействующей сил от нормальной на- . грузки к платформе до исследуемого конька, измеряют силы трения скольжения и трения покоя при скольжении вдоль и поперек лезвий коньков соответственно, а о коэффициенте трения и качестве заточки судят по величине нормальной нагрузки и соотношению значений измеренных сил трения, экстраполируемых на нулевое значение расстояния от точки приложения равнодействующей сил от нормальной нагрузки до исследуемого конька.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что скольжение коньков осуществляют при различном положении точки приложения равнодействующей от нормальной нагрузки вдоль лезвий коньков.

3.Способ по п. 1,отличающийся тем, что нагружение платформы осуществляют весом человека.

30

Изобретение относится к испытательной технике и позволяет определять коэффициенты трения коньков о лед. Цель изобретения - повышение информативности путем определения не только коэффициента трения, но и качества заточки коньков и повышения точности определения коэффициента трения. По способу пару-параллельно соединенных коньков, плоскости лезвий которых образуют одинаковые углы с нормалью к поверхности льда, нагружают так, что линия действия равнодействующих нормальных Ъил нагрузки проходит на различном расстоянии и от коньков и от концов их лезвий. При различных значениях углов наклона лезвий коньков определяют силы трения скольжения и трения покоя при скольжении вдоль и поперек лезвий соответственно, а о коэффициенте трения и качестве заточки судят по величине нормальной нагрузки и соотношению значений измеренных сил трения, экстраполированных на нулевое значение расстояния от точки приложения равнодействующей сил от нормальной нагрузки до исследуемого конька. 2 з п.ф-лы,