Устройство для определения сил трения Советский патент 1979 года по МПК G01N19/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛ ТРЕНИЯ

I

Изобретение относится к испытаниям материалов, в частности к устройствам измерения сил трення дисперсных материалов.

Известно устройство для определения сил трения грунта по грунту и грунта по металлу, содержащее корпус, обойму, привод поступательного движения обоймы, систему нагружения и измеритель сил трения .

Недостатком указанного устройства является ограниченность длины пути трення прн однонаправленном относительном перемещении образцов, что не позволяет проводить длительные испытания материалов н широко изменять диапазон скоростей.

Известно устройство для определения сил трения, содержащее основание, обойму, привод вращения обоймы, два нагружающих поршня (ннжннй н верхний), установленных в обойме н образующих с ней камеру для размещения образца материала, узел иагружения и измеритель момента трения 12).

Недостатком указанного устройства является невозможность проведения сравнительных испытаний на трение одного образца грунта по грунту н по металлу, вследствие того, что в обойму можно установить лишь

один образец (грунта или металла), а для проведения второго испытания необходимо заменять образцы, нарушая при этом образец грунта, установленный в камере.

Целью нзобретеиня является расширение технологических возможностей устройства.

Поставленная цель достнгается тем, что внутренняя поверхность обоймы выполнена ступенчатой, а нижний поршень установлен с возможностью перемещения вдоль оси обоймы.

На фиг. I изображено устройство при исследовании трения грунта по грунту, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, при исследовании трення грунта по металлу.

На основании 1 с помощью подшипника 2 установлена со ступенчатой внутренней поверхностью обойма 3, с помощью клиноремениой передачи 4 соединенная с приводом вращения (на чертеже не показан внутри обоймы 3 расположены ннжний 5 н верхний 6 поршнн, между которыми размещают разец 7 грунта. Нижний поршень 5 соединен с подвижной в осевом направленни, например телескопической, опорой 8, на которой установлен измеритель 9 момент.а трення. на нижнем поршне находится уплотнение 10, торцовые поверхности поршней 5 и 6 выполнены рифленными. Устройство снабжено узлом нагружения, включающим пригрузы 11, рычаг 12, промежуточную опору 13, опору 14 например телескопическую, и грузы 15. Устройство также снабжено трубопроводами 16 и 17 для подвода смазывающей среды, например, газа. Устройство работает следующим образом. Вырезанный в естественных природных условиях образец грунта диаметром, равным верхнему диаметру внутренней полости обоймы 3, помещается на рифленное основание нижнего поршня 5 (как показано на фиг. I). Затем сверху устанавливают прнгрузы (диски) II, поршень, нагружаемый грузами 15. После этого включают привод, который вращает через клиноренённую передачу 4 обойму 3. При этом часть обрааца 7 получает вместе с обоймой 3, а часть находится в состоянии покоя. Измеритель 9 момента трения (тензоэлемент) регистрирует сопротивление сдвигу грунта-по линии AAi. Изменяя скорость, вращения обоймы 3, произ водят регистр.ацию сйЛ сопротивления грунта сдвигу от скорости сдвига. По трубопроводам 16 « 17 подается сжатый газ или жидкость и определяется изменение сил трения и сопротивление грунта сдвигу в условиях наличия на границе относительно перемещающихся поверхностей смазывающей прослойки. Узел нагружения в виде дисков 11 и гр зов 15 обеспечивает широкое варьирование удельных давлений грунта. Для определения коэффициентов трения грунта по металлу вырезанный образец грунта помещают в нижнюю полость обоймы 3 (см. фиг. 2). Снизу и сверху образец 7 грунта удерживается поршнями 5 и 6, находясь при этом в состоянии покоя. Затем включают приводную станцию и обойма 3 получает вращение. Измеритель 9 момента трения регистрирует силы сопротивления грунта сдвигу относительно вращающейся металлической поверхности обоймы 3. При подаче по трубопроводам 16 и 17 газа или жидкости возможно измерение сил трения грунта по металлу при наличии на границе трения смазывающей прослойки. Предложенная конструкция стенда позволяет исследовать в широких пределах изменения скорости сдвига на изменение сил трения грунта по грунту и грунта по металлу, а также при условии наличия смазывающей прослойки на границе относительно перемещения поверхностей скольжения. Формула изобретения Устройство для определения сил трения, содержащее основание, обойму, привод вращения обоймы, два нагружающих поршня (нижний и верхиий), установлеиных в обойме и образующих с ней камеру для размещения образца материала, узел нагружеиня и измеритель момента трения, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей устройства, внутренняя поверхность обоймы выполнена ступенчатой, а нижний поршень установлен с возможностью перемещения вдоль оси обоймы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 473910, кл. G 01 L 1/04, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР № 373593, кл. G 01 N 19/02, 1973.