Способ определения коэффициента трения скольжения Советский патент 1981 года по МПК G01N19/02 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

t

Изобретение относится к исследо- ваниям триботехнических свойств материалов.

Известен способ определения коэффициента трения скольжения, заключающийся в том, что сопрягают образцы по их плоским исследуемым поверхностям, образуя исследуемый стык, устанавливают исследуемый стык в горизонтальной плоскости, осуществляют движение верхнего образца по поверхности нижнего образца Щ .

Недостатком известного способа является невысокая точность измерений, обусловленная использованием в качестве силоизмерителя упругих элементов с тензодатчиками, а также вторичной усиливающей и регистрирующей аппаратуры.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что нижнему образцу сообщают круговое поступательное движение в горизонтальной плоскости, измеряют радиусы траекторий абсолютного движения верхнего и нижнего образцов и . .угловую-частоту движения нижнего образца, а коэффициенттрения скольже-; ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ

ния и скорость от-носительного движения определяют по формулам

., V-CU/RW.

где f - коэффициент трения скольжения;

V - скорость относительного дви10жения

г и R - радиусы траекторий абсолютного движения, верхнего и нижнего образца соответственно;

15

g - ускорение свободного падения; UJ - угловая частота движения нижнего образца.

На чертеже представлена схема устройства, поясняющая реализацию пред20лагаемого способа.

Устройство содержит платформу 1, горизонтально подвешенную на гибких подвесках 2 и кинематически связанную с инерционным вибровозСу25дителем с регулируемым числом оборотов (на схеме не показан). Платформа 1 предназначена для закрепления на ней нижнего образца 3, рабочая поверхность которого в процессе испытаний 30 контактирует с рабочей поверхностью

верхнего образца 4, свободно лежащего на нижнем образце 3. Над верхни образцом 4 неподвижно относительно платформы 1 установлена прозрачная пластина 5 со шкалой для измерения радиусов траекторий абсолютного кругового движения верхнего 4 и нижнего 3 образцов.

Способ реализуется следующим образом.

На платформе 1 закрепляют нижний образец 3, на рабочую поверхность которого устанавливают верхний образец 4, который лежит на нем свободно Платформе 1 сообщают с помощью инерционного вибровозбудителя круговое поступательное движение в горизонтальной плоскости с частотой w , С помощью прозрачной пластины 5 со шкалой регистрируют радиусы траекторий абсолютного кругового движения верхнего 4 и нижнего 3 образцов. Используя соотношения V UTjR , рассчитывают скорость скольжения V и коэффициент трения скольжения %, При реализации этого способ между радиусами траекторий абсолютного кругового движения нижнего образца 3 и верхнего образца 4 выполняется соотношение . Если , то имеет место относительное движение образцов и определяемое по формуле (1) значение f соответствует трению скольжения. Если R г, образцы 3 и 4 находятся в состоянии относительного покоя. Это дает возможность использовать предлагаемый способ для определения значения коэффициента трения fр, соответствующего значению силы трения покоя. С этой целью платформе 1 задают круговое поступательное движение с такой частотой (л и амплитудой R, чтобы выполнялось условие К г. Затем уменьшают частоту и или амплитуду R до тех пор, пока радиус траектории верхнего образца 4 не станет равным радиусу траектории нижнего образца 3. ВычисленнЬС по формуле значение f соответствует значению fo при перехо де от скольжения к покою.

Аналогично можно определить значение fg при переходе от покоя к ,: скольжению. Для этоуо платформе 1 задают круговое поступательное движение с такой частотой и и амплитудо R., , чтобы выполнялось условие- R г;

Затем увеличивают частоту lU до тех пор, пока не будет выполняться условие R7 г. Подставляя в формулу это предельное значение и, определяют величину f .

с Предлагаемый способ целесообраэнб использрв.ать при проведении исследований фрикционных свойств материалов при повышенных и пониженных температурах, когда применение тензодатjj чиков в сочетании с упругими элементами сопряжено с появлением дополнительных погрешностеЛ или приводит к значительному усложнению экспериментальных установок.

Формула изобретения

Способ определения коэффициента трения скольжения, заключающийся в

том, что сопрягают образцы по их плоским исследуемым поверхностям, образуя исследуемый стык, устанавливают исследуемый стык в горизонтальной плоскости, осуществляют движение верхнего образца по поверхности нижнего образца, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности измерения, нижнему образцу сообщают круговое поступательное движение

в горизонтальной плоскости, измеряют радиусы траекторий абсолютного движения верхнего и нижнего образцов и угловую частоту движения нижнего образца,а коэффициент трения скольжения и скорость относительного движения опрёделяют по формулам

где f

коэффициент трения скольжения t

V скорость относительного движения ;

радиусы траектории абсолютг и R ного движения верхнего и нижнего образца соответственно;

ускорение свободного падения;

g ш - угловая частота движения нижнего, образца, о Источники информации,

принятые во вниЙ1ание при экспертизе 1. Бартенев Г.М. Лаврентьев В.В. Трение и износ полимеров. Химия 1972, с. 217 (прототип),

Z

«