Устройство для измерения силы трения материала о стенку трубопровода Советский патент 1983 года по МПК G01N19/02 

Изобретение относится к устройствам для изучения фрикционных характеристик материалов при трении сколь; жения, в частности для исследования трения о стенки трубопроводов при транспортировке по ним древесно-волокнистых масс в дерево-обрабатывающей и це)тлюлозно-бумажной промышленности.

Известно устройство для измерения силы трения материала, например грунта, содержащее держатель образца, выполненный в виде цилиндрической замкнутой Кс1меры, размещенный в ней подвижный перфорированный поршень, нагружающий механизм и измеритель силы трения. Работа этого устройства .основана на том, что образец помещают в трубчатую камеру (обычно в качестве исследуемого материала используют полые вкладыш или .же образцом служит внутренняя цилиндрическая поверхность камеры); нагружает поршень заданной нагрузкой, под действием которой контробразед перемещается в камере, а о силе трения судят по силе сопротивления сдвигу tl.

Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет с достаточной точностью определить силу трения древесно-волээкнистых масс.

Это обУ(Слонлено изменением трибологических свойств таких материалов при насыщении жидкостью, которая исполье зуется в качестве носителя при транспортировке массы по трубопроводам или является одной из компонент последней .

Целью изобретения является повышеIQ ние точности определения силы трения древесно-волокнистого материала.

Эта цель достигается тем, что устройство, содержащее держатель образца, выполненный в виде цилиндрической камеры, размещенный в ней перфориро5 ванный поршень и взаимодействующие с ним нагружающий механизм и измеритель силы трения, снабжено вторым перфорированным поршнем, установленным в

держателе образца оппозитивно первому поршню, пружиной, скрепленной со вторым поршнем и опертой на дно камеры, а также взаимодействуюшим с прухсиной измерителем силы упругого противодей.ствия.

25 . На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство для измерения силы трения древесно-волокнистого материала содержит держатель 1 образца, которым

30 является внутренняя поверхность цилиндрической камеры, перфорированный поршень 2, нагружаю1дий механизм, выполненный в виде сменных грузов 3, располагаемр,тх на штоке 4, скрепленном с пор1ггнем 2, указатель 5 положения поршня 2, второй перфорированный поршень б, пружину 7, указатель 8 измерителя силы упругой деформации пру«жины 7, включающего в себя шкалу (не показана J, нанесенную на стекло 9, герметически закрепленное в держателе 1, а также градуированную стеклянную трубку 10 и вентили 11 и 12,

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Перед началом опыта держатель 1 образца,т.е. цилиндрическую камеру, заполняют жидкостью, например водой. Перфорированный поршень 2 устанавливают на поршне бис помощью сменных грузов производят тарйров.ку пружины 7, фиксируя деформацию ее с помощью указателя 8, по шкале (не показана), нанесенной на стекле 9. При тарировке учитывается сила трения поршней 2 ибо стенку держателя 1 образца, а эту силу находят, как разность между силой, полученной при тарировке, и силой деформации пружины 7 при ее сжатии перед установкой в устройство на одну и ту же величину деформации

Испитания древесно-волокнистого материала производят следующим образом.

Контробразец 13 из исследуемого материала помещают между перфорированными поршнями 2 и б и нагружают его через шток 4 сменными грузами 3. При этом контробразец 13 вместе с поршнями 2 и б опускается вниз до тех пор, пока сила упругой деформации пружины 7 и сила трения контробразца 13 о стенки держателя 1 не уро новесят приложенную нагрузку, С помощью указателя 5 осуществляют положение поршня 2, а указателем 8 фиксируют положение нижнего поршня 6, При воздействии нагрузки и трения контробразец 13 сжимается на величину, равную разности показаний высот указателей 5 и 8, по которой определяют объем, занимаемый контробразцом 13, концентрацию древесно-волокнистой массы. Силу трения между исследуем1ч1М материалом и стенками цилиндрической камеры (образцом) определяют, сравнивая полученные результаты с тарировочны-чи данными, которые зафиксированы перед началом опыта.

Предложенное устройство позволяет производить исследования древесно-1золокнистых масс с различной степенью насыщенности водой или другим растворителем. Одновременно с исследованиями трения оно позволяет определять компрессионные и фильтрационные свойства водонасыщенных масс, например грунтов и т.п. Для этого устройство имеет стеклянную трубку 10 и вентили 11 и 12, которые позволяют следить за изменением насыщенности массы жидкостью.

Применение предлагаемого устройства позволяет в значительной степени упростить методику испытаний, расширить диапазон применимости и повысить точность результатов исследований, что дает возможность получать надежные данные для расчета транспортных трубопроводов в деревообрабатывающей промышлен ности.

Формула изобретения

Устройство для измерения силы трения материала о стенку трубопровода, содержащее держатель образца, выполненный в виде цилиндрической камеры, размещенный в ней перфорированный поршень и взаимодействующие с ним нагружающий механизм и измеритель силы тр-ения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения силы трения древесно-волокнистого материала, оно снабжено вторым перфорированным поршнем, установленным в держателе образца оппозитно первому поршню, пружиной, скрепленной .со вторым поршнем и опертой на дно камеры, а также взаимодействующим с пружиной измерителем силы упругого противодействия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Чаповский Е.Г. Лабораторные работы по грунтоведению и механике грунтов, М., Недра j 1966, с. 154.