PL196463B1 - Układ pomiarowy oporów tarcia, szczególnie do urządzeń o próbce obrotowej dociskanej osiowo do przeciwpróbki - Google Patents

Abstract

Układ pomiarowy oporów tarcia, szczególnie do urządzeń o próbce obrotowej, dociskanej osiowo do przeciwpróbki, znamienny tym, że dolny uchwyt (1) połączony jest z dwiema belkami dynamometrycznymi (4) poprzez dwuramienną dźwignię (2) z kołkami (3) symetrycznie rozmieszczonymi na jej obu końcach, przy czym na kołkach (3) osadzone są obrotowo i przesuwnie koła (5) opasane cięgnem (7), którego końce umocowane są do końców belek (4).

Description

RZECZPOSPOLITA

POLSKA

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 196463 (13) B1 (²1) Numer zgłoszeni: ³⁴²⁵⁰⁵ (¹) ) Int.CI.

G01N 3/56 (2006.01)

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 12.09.2000

Układ pomiarowy oporów tarcia, szczególnie do urządzeń o próbce obrotowej dociskanej osiowo do przeciwpróbki (73) Uprawniony z patentu:

Politechnika Gdańska,Gdańsk,PL (43) Zgłoszenie ogłoszono:

25.03.2002 BUP 07/02 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:

31.01.2008 WUP 01/08 (72) Twórca(y) wynalazku:

Jacek I. Łubiński,Gdynia,PL Tadeusz Łubiński,Gdynia,PL Krzysztof Druet,Gdańsk,PL (74) Pełnomocnik:

Popławski Czesław, Politechnika Gdańska (57) Układ pomiarowy oporów tarcia, szczególnie do urządzeń o próbce obrotowej, dociskanej osiowo do przeciwpróbki, znamienny tym, że dolny uchwyt (1) połączony jest z dwiema belkami dynamometrycznymi (4) poprzez dwuramienną dźwignię (2) z kołkami (3) symetrycznie rozmieszczonymi na jej obu końcach, przy czym na kołkach (3) osadzone są obrotowo i przesuwnie koła (5) opasane cięgnem (7), którego końce umocowane są do końców belek (4).

PL 196 463 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ pomiarowy oporów tarcia, szczególnie do urządzeń o próbce obrotowej, dociskanej osiowo do przeciwpróbki.

Znane są układy pomiarowe według polskiego patentu nr 95 008 oraz patentu dodatkowego do niego - nr 132 896. W układzie według patentu nr 95 008, na belkach tensometrycznych połączonych z uchwytem tulejowym dolnym zamocowane są łożyska toczne, opierające się w czasie pomiaru na prętach wspornikowych, przy czym w celu zapewnienia ciągłego styku tych łożysk z belkami, zamocowane są do belek dynamometrycznych po 2 sprężyny, połączone drugim końcem z wałkiem zespołu pośredniego, na którym również osadzone jest łożysko toczne stykające się z prętami wspornikowymi i dociskane przez napięte sprężyny. Pręty wspornikowe przymocowane są do korpusu łożyska hydrostatycznego tłoka obciążającego. Układ pomiarowy według patentu nr 132 896 ma dolny uchwyt połączony za pomocą kołków z dwiema tensometrycznymi belkami poprzez dwuramienną dźwignię. Na kołkach tych osadzone są przesuwnie strzemiona, które sprzęgnięte są napiętymi wstępnie sprężynami ze wspornikiem połączonym z tuleją łożyskową tłoka osadzonego w korpusie.

Zasadniczą wadą układu według patentu nr 95 008 jest to, że ogranicza on samonastawność względną badanych próbek zapewnianą przez hydrostatyczne łożysko wzdłużne przenoszące siłę docisku próbek. Przy niewspółosiowym ustawieniu uchwytów próbek dolnej i górnej, wynikającym z nieuniknionej nieprostopadłości powierzchni styku badanych próbek do osi badanych próbek, belki dynamometryczne przenoszą niejednakowe siły, co daje wypadkową siłę boczną powodującą niesymetryczny rozkład nacisków pomiędzy badanymi próbkami. W skrajnych przypadkach, przy dużych nieprostopadłościach, może dochodzić do tego, że tylko jedna belka tensometryczna równoważy cały moment tarcia powstający pomiędzy badanymi próbkami. Ogranicza to zalety rozwiązania uzyskane przez zastosowanie samonastawnego wzdłużnego łożyska hydrostatycznego. Układ według patentu nr 132 896 poprawia równomierność rozkładu nacisków pomiędzy badanymi powierzchniami, dzięki jego znacznie mniejszej sztywności i eliminacji wpływu wychyleń uchwytu rulejowego dolnego na rozkład obciążeń pomiędzy belkami tensometrycznymi, ale wymaga bardzo starannej regulacji napięcia sprężyn, tak by zapewnić położenie osi obu strzemion dokładnie w płaszczyźnie symetrii układu, tj. płaszczyźnie, w której leży oś próbek oraz osie kołków. W praktyce przeprowadzenie regulacji spełniającej opisane wymaganie jest bardzo trudne.

Układ pomiarowy wg wynalazku ma dolny uchwyt połączony z dwiema belkami dynamometrycznymi poprzez dwuramienną dźwignię z kołkami symetrycznie rozmieszczonymi na jej obu końcach. Na kołkach tych osadzone są obrotowo i przesuwnie koła oraz strzemiona. Koła opasane są cięgnem, którego końce umocowane są do końców belek dynamometrycznych. Strzemiona sprzęgnięte są napiętymi wstępnie sprężynami ze wspornikiem połączonym z tuleją łożyskową tłoka osadzoną w korpusie.

Zaletą wynalazku jest samoczynne zapewnienie symetrycznego rozkładu obciążenia na obie belki dynamometryczne, przy równoczesnej minimalizacji wpływu wychyleń uchwytu tulejowego dolnego na równomierność rozkładu nacisków pomiędzy badanymi powierzchniami.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony przykładowo na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat układu w przekroju osiowym, fig. 2 - widok z góry układu do pomiaru momentu tarcia, fig. 3 - szczegół A z fig. 2, fig. 4 - widok z góry układu z dodatkowymi sprężynami zmieniającymi sztywność układu, fig. 5 - widok z góry układu w wersji bez napięcia wstępnego, fig. 6 - widok z góry układu w przypadku konieczności poprowadzenia cięgna z ominięciem układu badawczego.

Dolny uchwyt 1 połączony jest za pomocą dwuramiennej dźwigni 2 z kołkami 3 osadzonymi symetrycznie na jej obu końcach z dwiema belkami dynamometrycznymi 4. Na kołkach korzystnie osadzone są obrotowo i przesuwnie koła (bloki) 5 oraz strzemiona 6. Koła 5 opasane są cięgnem podatnym giętnie 7, którego końce umocowane są do końców belek dynamometrycznych 4, korzystnie za pomocą wkrętów 8. Cięgno jest przeprowadzone korzystnie przez otwór w uchwycie dolnym 1. Strzemiona 6 sprzęgnięte są napiętymi sprężynami 9 ze wspornikiem 10 połączonym z tuleją 11 łożyskową tłoka 12 osadzoną w korpusie 13. Końce sprężyn 9 niepołączone ze strzemionami 6 połączone są ze sztywnymi końcami belek 4 korzystnie za pomocą wkrętów 14 umożliwiających regulację siły wstępnego napięcia. Osie cięgna 7 i sprężyn 9 leżą w płaszczyźnie prostopadłej do osi układu. W przypadku konieczności zmiany sztywności układu (bez wymiany belek dynamometrycznych 4) należy cięgno 7 sprzęgnąć z końcami belek 4 poprzez dodatkowe sprężyny 15, korzystnie połączone z końcami belek 4 za pomocą wkrętów regulacyjnych 16. W razie potrzeby układ może funkcjonować bez napięcia

PL 196 463 B1 wstępnego - wtedy zbędne są sprężyny 9, strzemiona 6 i wkręty 14. W przypadku konieczności poprowadzenia cięgna 7 z ominięciem układu badawczego, korzystnie jest je przeprowadzić przez dodatkowe koła - bloki nieruchome 17, 18 i 19.

Pomiędzy próbką 20 zamocowaną w dolnym uchwycie 1, dociskaną od dołu do nieuwidocznionej na rysunku górnej próbki zamocowanej w wirującym wrzecionie powstaje moment tarcia, który w przykładowym rozwiązaniu konstrukcyjnym mierzony jest w następujący sposób: moment tarcia jest równoważony parą sił wynikającą ze zmiany napięcia cięgna 7, działającą poprzez koła 5 na kołki 3 osadzone w dźwigni dwuramiennej 2, połączonej z uchwytem dolnym 1, mocującym próbkę 20.

W wyniku zmiany napięcia w cięgnie 7 zmienia się wartość siły uginającej belki 4, których ugięcie jest mierzone odpowiednimi czujnikami, nieprzedstawionymi na rysunku. Sygnał z czujników zależy zatem od wartości momentu tarcia.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Układ pomiarowy oporów tarcia, szczególnie do urządzeń o próbce obrotowej, dociskanej osiowo do przeciwpróbki, znamienny tym, że dolny uchwyt (1) połączony jest z dwiema belkami dynamometrycznymi (4) poprzez dwuramienną dźwignię (2) z kołkami (3) symetrycznie rozmieszczonymi na jej obu końcach, przy czym na kołkach (3) osadzone są obrotowo i przesuwnie koła (5) opasane cięgnem (7), którego końce umocowane są do końców belek (4).

   Rysunki