СПОСОБ В. А. НОВИКОВА ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВТРЕНИЯ Советский патент 1967 года по МПК G01N19/02 

Известны способы определения коэффициентов трения нокоя, скольжения и качения при заторможенном качении в высших кинематических парах с первоначальным касанием по линии, осуществляемые на установке, содержащей привод, корпус с пазами, на котором установлены направляющие колонки, ползун, поступательно перемещаемый в пазах корпуса от привода, подвижную плиту, перемещаемую по. направляющим колонкам под действием нормальной нагрузки, двухкомпонентный динамометрический стол, укрепленный па подвил ной плите, два держателя плоских образцов, один из которых закреплен па ползуне, а другой - на двухкомпонептпом динамометрическом столе, устройство для измерения нормальной и касательной силы и съемный валик с цилиндрическим кольцом, которое устанавливают между плоскими образцами, сжимают определенной нормальной силой, прокатывают и нагружают одновременно тормозным моментом.

Г1редлагаемый способ отличается от известного тем, что, с целью определения за один цикл работы установки при заторможенном качении коэффициентов трения покоя и движения, а также коэффициента трения качения во всем возможном при данной нормальной нагрузке диапазоне касательных сил в контакте, создают и измеряют тормозной момент.

возрастающий от нуля, для чего по концам валика на упругих рычагах подвешивают грузы, нри этом, с целью нагрул ения прокатываемого кольца одинаковыми тормозными моментами от обоих рычагов с грузами, рычаги можно перемещать вдоль валика, а грузы - перпендикулярно ему и закреплять в выбранном положении. Па фиг. 1 изображена установка для осущестБления описываемого способа, общий вид; на фиг. 2 - разрез по А-Л на фиг. 1.

Установка содержит корпус 1, в пазах которого перемещается ползун 2 по-направляющей 3 качения. Па занрессованных в корпус

двух направляющих колонках 4 установлена подвижная плита 5, на которой укреплен двухкомпопентный динамометрический стол 6, служащий для измерения независимо друг от друга нормальной и тангенциальной сил, действующих на кольцо при его качении.

Па ползуне 2 и двухкомпонентном динамометрическом столе 6 Г-образными прихватамн крепятся плоские образцы 7, между которыми при перемещении ползуна 2 прокатывается цилиндрическое кольцо 8, напрессованное на валик 9. Па обоих концах валика имеются квадратные щейки, на которые посажены ступицы рычагов 10. Один из рычагов ненодвижно прижат к бурту валика гайкой //,

образо.м, что рычаг может перемещаться на некоторое расстояние вдоль оси валнка. Между стуницалш и штангами 1)Ь чагов закреплены рычаги 14 с наклеенными е двух сторон датчиками сонротивлений, с помощью которых измеряется тормозной MOiieirr. На рычагах 10 гайкамн 15 и стонорпыми кольцами 16 закренляются сменные грузы 17.

Тяговый механизм 18, состоящий из электродвигателя, червячного редуктора и ходового винта, неремещаюн;,егося в гайке червячного колеса, через две тяги 19, соединенные с одной стороны с ходов 1М винтом, а с другой - с ползуном 2, иеремеии1ет носледний но пазу в корпусе.

Корпус установки и тяговый механизм креиятся на тумбе 20, установленной па нижней плите 21 пресса. Нормальная нагрузка передаетс подви/кной плите 5 установкн через упор 22, закрепленный па верхней нлите 23 пресса. f ;

Установка пагружается- онределенпой иормальйой нагрузкой, и ползун получает от тягового 1чеханизма линейное неремещепие. При ЭТОЛ1 цилиндрическое кольцо, нанрессовапное на валик,ирокатыв-ается между плоскими образцами. При повороте валика вместе с ним перемещаются и поворачиваются рычаги с грузами, иагружая катящееся кольцо тормозiibiM моментом.

Тормозной момент по мере поворота валика с навещенными иа иего рычагами н грузами растет до тех пор, пока тангенциальная нагрузка Б верхней зоне контакта кольца не достигнет своей предельпой величины, равной полной силе трения покоя. Это произойдет именно в верхней зоне контакта потому, что там нормальная нагрузка меньще, чем в нижней зоне, на величину веса цилиндра с рычагами и грузами.

В этом ноложении прокатываемого кольца полная сила трения покоя между ним и верхним плоским образцом 7 перейдет в меньщую по величине силу трения скольжеиия. Поэтому силы трения в зоиах контакта у/ке не уравновещнвают тормозной момент, создаваемый рычагами с грузами. Он становится движущим моментом, под действием которого цилиндрическое кольцо начинает сначала ускоренно, а затем замедленно катиться по иижнему илоскому образцу 7 в сторону, обратную иаиравлеиию его движеиия с нолзуиом 2, и скользит при этом по нижнему плоскому образцу 7, где сила треиия ие достигла своей предельной величины, равной полной силе трения покоя, и сценление ие нарущено.

Так как в начале скольжения наиравлеиие вращения кольца изменилось па обратное, то рычаги с грузами в этот период опускаются, а передаваемый ими момент умеиьшается до тех иор, иока он не будет уравиовещен силами треиия скольжения в зонах контакта кольца. После этого скольжение кольца по верхнему плоскому образцу прекращается, и сила трения скольл еиня между ними переходит

в неполную силу трення покоя; движущий момент от рычагов с грузами снова становится тормозным моментом. Кольцо онять начинает катиться в направлении движеиия нижнего

плоского образца, а действующий иа пего тормозной момент возрастает до тех пор, пока сила трения иокоя в верхней зоне вновь не достигнет своего предельного зпачепия. После этого онять начинается скольжение и цикл

повторяется сиачала.

Таким образол, при качении кольца рычаги с грузами после поворота па максимальный для данных условий угол начинают периодически колебаться от этого максимального угла новорота до минимального угла и обратно. Соответственно, и тангенциальная сила в зоне контакта кольца с верхним плоским образцом 7, измеряемая двухкомпонентным динамометрическим стволом 6, после достижения

иредельиой величнпы иачииает периодически колебаться от максимальпого значения, равиого полпой си„;е трения покоя, до минимального значения, равного силе трения скольжения.

Коэффициент треиия покоя и скольжеиия находят как отнощеиие, соответствеиио, полной силы треиия покоя и силы трения скольжения к нормальной силе.

Мо.мепт сопротивления качеиию равеи разиости момеитов от сил треиия в зонах контакта кольца, измеряемых двухкомиоиентным динамометрическим столом, и тормозного момента, измеряемого с помощью датчиков соиротивлеиия, наклееииых на рычаги 14. Коэффициеит трения качения находят но моменту сопротивлеиия качения.

Для установки сменных грузов (для передачи одинаковых крз тящих момеитов) ползун перемещают на некоторое расстояние. При

этом рычаги, закреплеииые иа валике, займут иаклоиное ноложение. После этого смениые грузы перемещают с помощью гаек 15 и стопориых колец 16 до тех иор, пока датчики сопротивлеиия, иаклееиные иа рычаги 14 и

включеиные в два измерительных моста, покажут, что крутящие моменты иа валике от обоих рычагов равны.

Для уравновещивания кольца в плоскости, перпендикулярной чертежу, подвижную плиту

прииодиимают и с помощью гаек 12 и 13 один рычаг перемещают но валику до тех пор, пока оиа не уравновесится иа нижнем плоском образце 7.

Предмет изобретения

1. Способ определения коэффициентов трения покоя, скольжепия и качения при заторможенном качении в высщих кинематических

rjapax с первоначальным касанием по линии на установке, содержащей иривод, корпус с пазами, на котором устаповлены направляюHuie колонки, ползун, поступательно перемещаемый в пазах корпуса от привода, подвиж