СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ Советский патент 1973 года по МПК G01N19/02 

1

Изобретение касается области исследования физико-механических свойств материалов, а именно исследования процессов внешнего трения.

Известен стгособ определения коэффициента трения, заключающийся в том, что производят удар образца, выполненного в виде тела вращения, например maipa, по исследуемой поверхности контробразца, в процессе соударения создают относительное перемещение образца с заданной скоростью и по параметрам соударения определяют коэффициент трения.

Целью изобретения является автоматиза ция измерения коэффициента трения в процессе изнашивания пары трения.

Это достигается тем, что образцу сообщают вынужденные колебания, а скорость относительного перемещения образца и конгробразца выбирают из условия возбуждения периодических колебаний образца, амплитуда которых пропорциональна коэффициенту трения. Кроме того, исследуемую поверхносгь контробразца устанавливают неподвижно, а образцу сообщают вынужденные колебания в нормальном и касательном направлениях к исследуемой поверхности в точке соударения.

Предлагаемый способ поясняется чертежом.

При возбуждении вибратором 1 вертикальных, вдоль оси у, колебаний подвешенный на пружине 2 образец 3 соударяется с исследуемой поверхностью контробразца 4, который перемещается с помощью рейки 5 и зубчатого колеса 6 относительно образца. Скорость относительного перемещения зависит от физико-механических свойств исследуемой пары трения и выбирается из условия возбуждения периодических колебаний образца, амплитуда которых пропорциональна коэффициенту трения. При этом колебания образца в направлении, касательном к исслед}емой поверхности контробразца, регистрируются тензодатчиком 7, а колебания в направлении нормали к исследуемой поверхности - тензодатчиком. 8. Сигналы с обоих тензода1тчнков по проводам 9 поступают к осциллографу 10, который при соответствующей тарировке показывает коэффициент трения.

Исследуемая поверхность контробразца может быть либо плоской, либо иной формы, в частности цилиндрической, и может быть расположена под произвольным углом к направлению колебаний образца.

Относительную скорость неремещения можно задавать путем поступательного перемещения контробразца, а также путем его трения относительно оси, перпендикулярной к направлению вынужденных колебаний образца, при этом коэ|ффИ(циент трения определяется из выражения

/Cr«

2АКт sin

г

(1)

V(l + R)

где А - амплитуда колебаний образца в направлении, касательном к исследуемой поверхности контробразца в точке соударения (вдоль оси xj; /Сг - частота свободных колебаний системы прзжина-обраеец в том же направлении;

ш - частота колебаний вибратора;

V - нормальная составляющая скорости соударения образца с контробразцом;

R - коэффициент восстановления скорости при ударе.

Если относительную скорость задают путем наклона плоскости контробразца относительно направления колебаний вибратора, то конструктивное решение упрощается, и коэффициент трения определяется из выражения

2лл:г81пl/l + (a + p).

- (2)

V( + R)

где а - угол наклона плоскости;

р - угол трения исследуемой пары. При применении двукомпонентного вибратора конструктивное решение еще больше упрощается, ai коэ ффициент трения определяется из выражения (1), когда установятся периодические колебания образца вдоль оси у с амплитудой В, равной

.

(3)

где г/макс - амплитуда колебаний ви-братора в нормальном к исследуемой поверхности контробразща направлении (вдоль оси у);

УСв - частота свободных колебаний

системы пружина-образец в том же направлении.

Предложенный способ может быть использован не только для измерения коэффициентов трения при ударе, но и для изучения закономерностей изнашивания при сухом и граничном трении с высокими относительными скоростями скольжения, где элементарное фрикционное вза1имодействие протекает в режиме соударения микронеровностей.

Предмет изобретения

1. Способ определения коэффициента трения, заключающийся в том, что производят

удар образща, выполненного в виде тела вращения, например шара, по исследуемой поверхности контробразда, в процессе соударения создают относительное перемещение образца: с заданной скоростью и по параметрам

соударения определяют коэффициент трения, отличающийся тем, что, с целью автоматизации измерения коэффициента трения в процессе изнашивания пары трения, образцу сообщают вынужденные колебания, а скорость

относительного перемещения образца и контробравца выбирают из условия возбуждения периодических колебаний образща, амплитуда которых пропорциональна коэффициенту трения.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что исследуемую поверхность контробразца устанавливают неподвижно, а образцу сообщают вынужденные колебаиия в нормальном и касательном направлениях к исследуемой поверхности в точке соударения.