CN110806378A - 一种利用转盘测最大静摩擦力和滑动摩擦系数的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用转盘测最大静摩擦力和滑动摩擦系数的装置，涉及测试装置相关技术领域，包括装置提杆，所述装置提杆的内底壁固定连接有电机外箱，所述电机外箱的内部固定安装有电机，所述电机的输出轴贯穿电机外箱的顶端中部并位于电机外箱的上方，所述电机的输出轴固定连接有底盘，所述底盘的上表面中部安装有轴承，所述底盘的上表面设置有换片，所述换片开设有销钉孔，所述销钉孔内设置有换片销钉，所述换片通过换片销钉固定安装在底盘上，所述装置提杆的内顶壁固定连接有控制箱。本发明既能够准确测量最大静摩擦力，也能够准确测量滑动摩擦力，本发明能够同时测量多个物体的最大静摩擦力(最多4个)。
Description
技术领域
本发明涉及测试装置相关技术领域，特别涉及一种利用转盘测最大静摩擦力和滑动摩擦系数的装置。
背景技术
摩擦力是阻碍物体相对运动或相对运动趋势的力，其方向与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反，测量不同界面之间的滑动摩擦系数和特定物体在特定表面的最大静摩擦力对生产生活有着重要意义，任何两个有接触的物体，只要有正压力存在，有相对运动或相对运动趋势时就存在摩擦，测量最大静摩擦力和滑动摩擦系数对存在摩擦力的物体之间进行受力分析时必不可少。
然而传统的最大静摩擦力和滑动摩擦系数测定方法还不够准确，主要体现在不好捕捉滑动瞬间弹簧测力计的读数和不能够让被测物体匀速滑动。
为了解决上述问题，本发明设计了一种利用转盘测最大静摩擦力和滑动摩擦系数的装置，成功克服了上述问题，使得测量结果更加准确。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种利用转盘测最大静摩擦力和滑动摩擦系数的装置，解决了传统的最大静摩擦力和滑动摩擦系数测定方法还不够准确的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种利用转盘测最大静摩擦力和滑动摩擦系数的装置，包括装置提杆，所述装置提杆的内底壁固定连接有电机外箱，所述电机外箱的内部固定安装有电机，所述电机的输出轴贯穿电机外箱的顶端中部并位于电机外箱的上方，所述电机的输出轴固定连接有底盘，所述底盘的上表面中部安装有轴承，所述底盘的上表面设置有换片，所述换片开设有销钉孔，所述销钉孔内设置有换片销钉，所述换片通过换片销钉固定安装在底盘上；
所述装置提杆的内顶壁固定连接有控制箱，所述控制箱的底端与轴承固定连接，所述控制箱的一侧内壁固定连接有拉力传感器，所述拉力传感器通过两端球铰杆活动连接有T型杆，所述T型杆的左端安装有钢绞线，所述T型杆的中部通过旋转固定点与控制箱活动连接，所述T型杆的右端贯穿控制箱另一侧开设的凹槽并固定连接有拦截杆，所述拦截杆的中部设置有折叠转轴。
可选的，所述换片设置有四个，相邻两个所述换片之间均相接触。
可选的，所述销钉孔设置有三个，三个所述销钉孔分别位于换片的三角处。
可选的，所述换片与轴承相接触；
所述控制箱的底端与轴承固定连接。
可选的，所述控制箱的正面顶部固定安装有数据显示屏，所述控制箱的正面底部固定安装有开关。
可选的，所述数据显示屏和开关之间设置有钢绞线拉力调节螺旋和电机转速调节螺旋，所述钢绞线拉力调节螺旋和电机转速调节螺旋均固定安装在控制箱的正面，且钢绞线拉力调节螺旋和电机转速调节螺旋从左至右依次分布。
可选的，所述装置提杆靠近底盘的中部一侧固定安装有计数传感器，所述底盘的外侧固定安装有计数感应条，所述计数感应条的位置与计数传感器的位置相对应。
(三)有益效果
本发明提供了一种利用转盘测最大静摩擦力和滑动摩擦系数的装置，具备以下有益效果：
(1)、本发明既能够准确测量最大静摩擦力，也能够准确测量滑动摩擦力。
(2)、本发明能够同时测量多个物体的最大静摩擦力(最多4个)。
(3)、在利用本发明测量被测物体的最大静摩擦力时，相对于传统直接用弹簧测力计拖动测量，摩擦力增长稳定，不会出现忽动忽停的情况，读数方便且准确。
(4)、在测量滑动摩擦系数时，如果被测物体质量过轻带来拉力传感器读数不明显，本发明的被测物体拦截杆还能够向被测物体提供正压力，使得测量更加准确。
(5)、本发明的转盘有不同粗糙程度、材料的换片(如图6)，可以根据需要进行替换。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明控制箱结构的剖视示意图。
图3为本发明结构的俯视示意图。
图4为本发明控制箱结构的俯视剖视示意图。
图5为本发明结构的局部俯视示意图。
图6为本发明换片结构的示意图。
图7为本发明计数感应条结构的示意图。
图中：1、装置提杆；2、电机外箱；3、电机；4、底盘；5、轴承；6、换片；7、销钉孔；8、换片销钉；9、控制箱；10、拉力传感器；11、两端球铰杆；12、T型杆；13、钢绞线；14、旋转固定点；15、拦截杆；16、折叠转轴；17、数据显示屏；18、开关；19、钢绞线拉力调节螺旋；20、电机转速调节螺旋；21、计数传感器；22、计数感应条。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
本发明提供了如图1-7所示的一种利用转盘测最大静摩擦力和滑动摩擦系数的装置，包括装置提杆1，装置提杆1的内底壁固定连接有电机外箱2，电机外箱2的内部固定安装有电机3，电机3的输出轴贯穿电机外箱2的顶端中部并位于电机外箱2的上方，电机3的输出轴固定连接有底盘4，底盘4的上表面中部安装有轴承5，底盘4的上表面设置有换片6，换片6与轴承5相接触，换片6设置有四个，相邻两个换片6之间均相接触，换片6开设有销钉孔7，销钉孔7设置有三个，三个销钉孔7分别位于换片6的三角处，销钉孔7内设置有换片销钉8，换片6通过换片销钉8固定安装在底盘4上，通过销钉孔7和换片销钉8的配合设置，能够使得换片6达到便于安装和更换的效果；
装置提杆1的内顶壁固定连接有控制箱9，控制箱9的底端与轴承5固定连接，控制箱9的底端与轴承5固定连接，控制箱9的一侧内壁固定连接有拉力传感器10，拉力传感器10通过两端球铰杆11活动连接有T型杆12，T型杆12的左端安装有钢绞线13，T型杆12的中部通过旋转固定点14与控制箱9活动连接，T型杆12的右端贯穿控制箱9另一侧开设的凹槽并固定连接有拦截杆15，拦截杆15的中部设置有折叠转轴16，控制箱9的正面顶部固定安装有数据显示屏17，控制箱9的正面底部固定安装有开关18，数据显示屏17和开关18之间设置有钢绞线拉力调节螺旋19和电机转速调节螺旋20，钢绞线拉力调节螺旋19和电机转速调节螺旋20均固定安装在控制箱9的正面，且钢绞线拉力调节螺旋19和电机转速调节螺旋20从左至右依次分布，装置提杆1靠近底盘4的中部一侧固定安装有计数传感器21，底盘4的外侧固定安装有计数感应条22，计数感应条22的位置与计数传感器21的位置相对应，在利用本发明测量被测物体在特定界面下的最大静摩擦力时，本发明根据底盘4转动时底盘4上的被测物体需要利用自身与底盘4的摩擦力来提供保持自身绕底盘4中心旋转的向心力的原理，在底盘4上放置被测物体后让底盘4的转速由零逐渐增大，通过测量底盘4的转速和被测物体距离旋转中心的距离计算被测物体的向心加速度，再称量被测物体的质量后可以计算被测物体绕底盘4中心稳定旋转的向心力，在不滑动的时候，静摩擦力提供向心力，即静摩擦力大小等于向心力，在滑动的瞬间，记录底盘4转速，便可得到被测物体在所放界面上的最大静摩擦力；
在利用本发明测量被测物体在特定界面下的滑动摩擦系数时，先将被测物体放底盘4的换片6上，放下物体拦截杆15，让被测物体在拦截杆15的推动下滑动，底盘4以稳定的低速旋转，此时被测物体与底盘4之间的摩擦力和拦截杆15的推力构成作用力与反作用力，拦截杆15连接在本发明上部的控制箱9里，大致是一根T形杠杆，其中上边一横右侧比其他两边长很多(如图4)，旋转中心在T形交点，T形杠杆的最长边为被测物体提供推力，另外两边分别与拉力传感器10相连和钢绞线13相连，与拉力传感器10相连的一边可以测得拉力读数，经过力臂长度计算，可以得到稳定的滑动摩擦力，与钢绞线13相连的一端通过上提可以给处于拦截杆15长端的被测物体施加正压力，再测得物体质量后可以算出被测物体在该底盘4界面下的滑动摩擦系数，如果被测物体质量过轻，拉力传感器10读数不明显，本发明的物体拦截杆15还能够向被测物体提供正压力，使得测量更加准确。
本发明工作原理：在利用本发明测量被测物体在特定界面下的最大静摩擦力时，本发明根据底盘4转动时底盘4上的被测物体需要利用自身与底盘4的摩擦力来提供保持自身绕底盘4中心旋转的向心力的原理，在底盘4上放置被测物体后让底盘4的转速由零逐渐增大，通过测量底盘4的转速和被测物体距离旋转中心的距离计算被测物体的向心加速度，再称量被测物体的质量后可以计算被测物体绕底盘4中心稳定旋转的向心力，在不滑动的时候，静摩擦力提供向心力，即静摩擦力大小等于向心力，在滑动的瞬间，记录底盘4转速，便可得到被测物体在所放界面上的最大静摩擦力；
在利用本发明测量被测物体在特定界面下的滑动摩擦系数时，先将被测物体放底盘4的换片6上，放下物体拦截杆15，让被测物体在拦截杆15的推动下滑动，底盘4以稳定的低速旋转，此时被测物体与底盘4之间的摩擦力和拦截杆15的推力构成作用力与反作用力，拦截杆15连接在本发明上部的控制箱9里，大致是一根T形杠杆，其中上边一横右侧比其他两边长很多(如图4)，旋转中心在T形交点，T形杠杆的最长边为被测物体提供推力，另外两边分别与拉力传感器10相连和钢绞线13相连，与拉力传感器10相连的一边可以测得拉力读数，经过力臂长度计算，可以得到稳定的滑动摩擦力，与钢绞线13相连的一端通过上提可以给处于拦截杆15长端的被测物体施加正压力，再测得物体质量后可以算出被测物体在该底盘4界面下的滑动摩擦系数，如果被测物体质量过轻，拉力传感器10读数不明显，本发明的物体拦截杆15还能够向被测物体提供正压力，使得测量更加准确。
需要说明的是，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种利用转盘测最大静摩擦力和滑动摩擦系数的装置，包括装置提杆(1)，其特征在于：所述装置提杆(1)的内底壁固定连接有电机外箱(2)，所述电机外箱(2)的内部固定安装有电机(3)，所述电机(3)的输出轴贯穿电机外箱(2)的顶端中部并位于电机外箱(2)的上方，所述电机(3)的输出轴固定连接有底盘(4)，所述底盘(4)的上表面中部安装有轴承(5)，所述底盘(4)的上表面设置有换片(6)，所述换片(6)开设有销钉孔(7)，所述销钉孔(7)内设置有换片销钉(8)，所述换片(6)通过换片销钉(8)固定安装在底盘(4)上；
所述装置提杆(1)的内顶壁固定连接有控制箱(9)，所述控制箱(9)的底端与轴承(5)固定连接，所述控制箱(9)的一侧内壁固定连接有拉力传感器(10)，所述拉力传感器(10)通过两端球铰杆(11)活动连接有T型杆(12)，所述T型杆(12)的左端安装有钢绞线(13)，所述T型杆(12)的中部通过旋转固定点(14)与控制箱(9)活动连接，所述T型杆(12)的右端贯穿控制箱(9)另一侧开设的凹槽并固定连接有拦截杆(15)，所述拦截杆(15)的中部设置有折叠转轴(16)。
2.根据权利要求1所述的一种利用转盘测最大静摩擦力和滑动摩擦系数的装置，其特征在于：
所述换片(6)设置有四个，相邻两个所述换片(6)之间均相接触。
3.根据权利要求1所述的一种利用转盘测最大静摩擦力和滑动摩擦系数的装置，其特征在于：
所述销钉孔(7)设置有三个，三个所述销钉孔(7)分别位于换片(6)的三角处。
4.根据权利要求1所述的一种利用转盘测最大静摩擦力和滑动摩擦系数的装置，其特征在于：
所述换片(6)与轴承(5)相接触；
所述控制箱(9)的底端与轴承(5)固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种利用转盘测最大静摩擦力和滑动摩擦系数的装置，其特征在于：
所述控制箱(9)的正面顶部固定安装有数据显示屏(17)，所述控制箱(9)的正面底部固定安装有开关(18)。
6.根据权利要求5所述的一种利用转盘测最大静摩擦力和滑动摩擦系数的装置，其特征在于：
所述数据显示屏(17)和开关(18)之间设置有钢绞线拉力调节螺旋(19)和电机转速调节螺旋(20)，所述钢绞线拉力调节螺旋(19)和电机转速调节螺旋(20)均固定安装在控制箱(9)的正面，且钢绞线拉力调节螺旋(19)和电机转速调节螺旋(20)从左至右依次分布。
7.根据权利要求1所述的一种利用转盘测最大静摩擦力和滑动摩擦系数的装置，其特征在于：
所述装置提杆(1)靠近底盘(4)的中部一侧固定安装有计数传感器(21)，所述底盘(4)的外侧固定安装有计数感应条(22)，所述计数感应条(22)的位置与计数传感器(21)的位置相对应。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN111413273A (zh) * | 2020-04-22 | 2020-07-14 | 吉林大学 | 一种水平转体球铰界面摩阻力的测定装置及测试方法 |
| CN113418860A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-09-21 | 法士特伊顿(西安)动力传动系统有限责任公司 | 一种测量摩擦力/摩擦系数的机构及其测量方法 |
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2019
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