CN2391193Y

CN2391193Y - 摩擦系数测定仪

Info

Publication number: CN2391193Y
Application number: CN 99251092
Authority: CN
Inventors: 武少文; 虞仲博; 魏全香; 陆占余
Original assignee: Shanxi University
Current assignee: Shanxi University
Priority date: 1999-10-21
Filing date: 1999-10-21
Publication date: 2000-08-09
Anticipated expiration: 2009-10-21

Abstract

本实用新型属于力学领域固体间摩擦系数的测定仪器。它既可测定物体的静摩擦系数,也可测定物体的滑动摩擦系数。它是采用测倾斜角法来测定物体的静摩擦系数的。其结构合理,测量精度高,测量速度快,操作方便。它可应用于摩擦力的科学研究领域和物理实验教学方面。

Description

摩擦系数测定仪

本实用新型属于力学中固体间摩擦系数的测定仪器。它既可测定物体的静摩擦系数，也可测定物体的滑动摩擦系数。并且它的测量精度高，测量速度快，操作方便。该测定仪既可用于摩擦力的研究领域，也可用于物理实验教学方面。

一般的摩擦系数测量装置总要受到一些因素的影响。平面——滑轮法，要受到滑轮的摩擦影响；一般的测倾斜角法，对斜角的测量精度不高，导致摩擦系数测量的误差较大(见赵景员，王淑贤.力学，高等教育出版社，1979.160)。

本实用新型的目的在于提供一种能克服各种因素的影响，且使用方便的新型摩擦系数测定仪。

本实用新型所提供的摩擦系数测定仪，其特征是由三脚底座上的两坚直支撑杆来支撑一个转轴，并使转轴只能沿其轴心直线转动，角度园盘和操作平板分别固定在转轴上，并能与转轴一起转动，角度游标是与三脚底座上的一竖直支撑杆固定在一起，水准仪固定在操作平板上，通过平板水平调节螺丝来确定平板的水平位置，并用水平顶丝将操作平板定位在水平面，平衡重物吊挂在操作平板的一端，使平板倾斜调节螺丝在调节倾角过程中能始终保持平稳并升降自如。

所述摩擦系数测定仪上采用的水准仪为园盘型水准仪。所述摩擦系数测定仪是用金属材料精加工而制成。

以下结合附图进一步对本实用新型进行说明：

图1是摩擦系数测定仪的原理图。

图2是本实用新型的立体示意图。

本实用新型摩擦系数测定仪其原理如图1所示。当测量两物体之间的静摩擦系数时，可将两物体同时放于一倾角可以变化的斜面上，一物体置于另一物体之上。下面的物体固定于斜面上，上面的物体可以自由滑动。在斜面建立坐标系，沿斜面向下的方向为X轴正方向，垂直于斜面向上的方向为y轴的正方向。根据牛顿第二定律分析上面的物体开始运动时的情况。当倾斜角不大时，上面的物体相对于下面的物体仍处于静止状态。这时上面的物体在y方向的受力为N-mgcosθ，在X方向的受力为mgsinθ-f，f为两物体间的静摩擦力。其动力学方程可表述为：

其中f＜μ_sN，摩擦力f未达到最大静摩擦力，此时物体仍处于静止状态。

当θ角逐渐增大到θ＝θ_s时，上面的物体恰好开始滑动，就有f＝μ_sN将它们代入方程(1)中，得：

由此可得静摩擦系数

μ_s＝tgθ_s

因为静摩擦系数与物体表面的性质(光洁度、硬度、湿度、温度、以及污染程度等)有关，所以静摩擦系数要在具体条件下具体测定。

本实用新型摩擦系数测定仪所用的角度园盘上刻有360°，每度又有两小格，每小格表示为半度(α＝30′)，半度之下要通过游标读出。游标最小可读到1′。为了消除本测定仪的偏心差，每次测量可分别用左游标a，右游标b读数，并多次测量，取平均。即

{\bar{θ}}_{s} = \frac{| {\bar{θ}}_{a} - θ_{0} | + | {\bar{θ}}_{b} - θ_{0} |}{2}

其中 θ_a和 θ_b分别表示为通过左右两游标多次测量的角度的平均值，θ₀为操作平板水平位置时的角度读数。

则物体的静摩擦系数就为：

μ_{s} = tg {\bar{θ}}_{s}

此方法也可测量物体的滑动摩擦系数，这里就不再赘述了。

本实用新型提供的摩擦系数测定仪的结构如图2所示，它是由三脚底座1上的两坚直支撑杆11来支撑其转轴5使转轴只能沿其轴心直线转动，其角度园盘2和操作平板4分别固定在转轴5上，并能与转轴一起转动，其角度游标3是与三脚底座上的一竖直支撑杆固定在一起的，是不可动的，其水准仪6固定在操作平板4上，通过平板水平调节螺丝9来确定平板的水平位置，并用水平顶丝10将操作平板定位在水平面，其平衡重物7吊挂在操作平板的一端，使平板倾斜调节螺丝8在调节倾角过程中能始终保持平稳并升降自如。

与现有技术相比，本实用新型摩擦系数测定仪，具有操作简便、测量精确的特点。由于其角度园盘、操作平板它们分别和转轴固定在一起，并可以一起转动。由于角度园盘左右两边有两个固定不动的角度游标，所以操作平板转动的角度可通过它读出。且只要角度园盘直径足够大，其角度与其游标的刻线就可做的非常精细，因而测量的角度就足够精确。

Claims

1.一种摩擦系数测定仪，其特征是由三脚底座(1)上的两坚直支撑杆(11)来支撑其转轴(5)使转轴只能沿其轴心直线转动，角度园盘(2)和操作平板(4)分别固定在转轴(5)上，并能与转轴一起转动，角度游标(3)是与三脚底座上的一竖直支撑杆固定在一起，水准仪(6)固定在操作平板(4)上，通过平板水平调节螺丝(9)来确定平板的水平位置，并用水平顶丝(10)将操作平板定位在水平面，平衡重物(7)吊挂在操作平板的一端，使平板倾斜调节螺丝(8)在调节倾角过程中能始终保持平稳。

2.根据权利要求1所述摩擦系数测定仪，其特征是所说的水准仪为园盘型水准仪。

3.根据权利要求1所述摩擦系数测定仪，其特征是所说的摩擦系数测定仪是用金属材料精加工而制成。