PL223002B1 - Urządzenie do pomiaru współczynnika tarcia dla powierzchni płaskich - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do pomiaru współczynnika tarcia dla powierzchni płaskich, zwłaszcza do pomiaru współczynnika tarcia posadzek przemysłowych.

Znane jest z polskiego opisu zgłoszeniowego nr 91 544 urządzenie pomiarowe do pomiaru współczynnika tarcia materiałów wysokociernych wyposażone w osadzone w hydrostatycznych łożyskach bezwładnościowe koło z przytwierdzoną w samocentrującym uchwycie przeciwpróbką, do której w czasie pomiaru dociskana jest próbka badanego materiału umieszczona w obudowie korpusu, przy czym równoczesne wyłączenie układu napędowego bezwładnościowego koła oraz dociśnięcie próbki do przeciwpróbki realizowane jest przez zsynchronizowane elektromagnesy sprzęgła i zwalniacza zespołu pomiarowo-sterującego.

Znane jest również z polskiego opisu zgłoszeniowego nr 394 416 urządzenie do pomiaru współczynnika tarcia dla powierzchni płaskich posiadające obudowę z zamocowanym ciernym elementem roboczym do kontaktu z powierzchnią badaną współpracującym z układem napędowym oraz wyposażone w zespół pomiarowo-sterujący. W obudowie zamocowana jest przesuwnie w osi pionowej klatka, która w dolnej części ma obrotowo zamocowany cierny element roboczy w postaci koła z umieszczonym na jego osi przyrządem do pomiaru kąta obrotu koła, zaś na pionowej części klatki zamocowane są przyrządy do pomiaru wychylenia klatki względem osi pionowej, a zespół pomiarowosterujący ma urządzenie obliczeniowo-sterujące do sterowania układem napędowym połączone elektrycznie z przyrządami pomiarowymi.

Celem rozwiązania według wynalazku jest stworzenie przenośnej konstrukcji urządzenia do pomiaru współczynnika tarcia dla powierzchni płaskich niezależnie od ich usytuowania.

Istotą rozwiązania według wynalazku jest to, że rama pomiarowa jest zamocowana do obudowy wahliwie za pomocą trzpieni, przy czym oś wahliwego zamocowania przechodzi przez środek ciężk ości ramy pomiarowej i jest równoległa do drążka zamocowania ciernego koła roboczego, na którym znajduje się przyrząd do pomiaru momentu obrotowego, a ponadto rama pomiarowa, od strony ciernego koła roboczego, połączona jest z zespołem dociskowym zamocowanym do górnej części obudowy.

Korzystnym jest gdy zespół dociskowy posiada siłownik połączony przegubowo z drążkiem zamocowania ciernego koła roboczego.

Urządzenie według wynalazku charakteryzuje się prostą i łatwą w obsłudze konstrukcją umożliwiającą dokonanie pomiaru współczynnika tarcia statycznego i dynamicznego na podstawie zmierzonego momentu obrotowego ciernego koła roboczego oraz prędkości obrotu ciernego elementu roboczego.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie urządzenie do pomiaru współczynnika tarcia dla powierzchni płaskich w przekroju podłużnym z boku, a fig. 2 - urządzenie w przekroju poprzecznym.

Urządzenie do pomiaru współczynnika tarcia dla powierzchni płaskich posiada prostopadłościenną obudowę 1 wyposażoną w zamocowaną w niej wahliwie ramę pomiarową 2 z drążkiem 3, na którym zamocowane jest cierne koło robocze 4 oraz ma zespół dociskowy 5 ciernego koła roboczego 4 i zespół pomiarowo-sterujący 6 zamocowane w jej górnej części. Z górną ścianką obudowy 1 rama pomiarowa 2 poprzez jej drążek 3 połączona jest przegubowo za pomocą siłownika 7 zespołu doc iskowego 5, natomiast do wewnętrznych, przeciwległych ścianek obudowy 1 rama pomiarowa 2 zam ocowana jest wahliwie za pomocą trzpieni 8, których oś 9 przechodzi przez środek ciężkości ramy pomiarowej 2 i jest równoległa do drążka 3 zamocowania ciernego koła roboczego 4. Po jednej ze stron ramy pomiarowej 2 zamocowany jest układ napędowy 10 połączony kołem pasowym 11 z ciernym kołem roboczym 4 zamocowanym po jej drugiej stronie, natomiast w górnej części ramy pomiarowej 2 pomiędzy osią wahliwego zamocowania 9, a drążkiem 3 znajduje się enkoder, stanowiący przyrząd 12 do pomiaru kąta obrotu ciernego koła roboczego 4, sprzężony z nim za pomocą paska zębatego 13. Na drążku 3 ramy pomiarowej 2 zamocowany jest przyrząd 14 do pomiaru momentu obrotowego ciernego koła roboczego 4.

Zespół dociskowy 5 ciernego koła roboczego 4 stanowi siłownik pneumatyczny 7 zasilany ze zbiornika 15 sprężonego powietrza przez zawór 16 i reduktor 17 utrzymujący stałe ciśnienie. Zespół pomiarowo-sterujący 6 składa się z bloku sterującego 18 połączonego elektrycznie z przyrządami pomiarowymi 12 i 14 oraz układem napędowym 10 i zespołem dociskowym 5 ciernego koła roboczego 4.

PL 223 002 B1

Pomiar współczynnika tarcia polega na tym, że urządzenie pomiarowe umieszcza się na badanej powierzchni, po czym blok sterujący 18 zespołu pomiarowo-sterującego 6 otwiera zawór 16, poprzez który sprężone powietrze ze zbiornika 15 przekazywane jest przez reduktor 17 ustalający ciśnienie do siłownika pneumatycznego 7 powodując dociśnięcie z określoną siłą ciernego koła roboczego 4 prostopadle do badanej powierzchni. Następnie blok sterujący 18 stopniowo zwiększa napięcie podawane na silnik elektryczny układu napędowego 10 jednocześnie rejestrując wartość momentu obrotowego z przyrządu 14 do pomiaru momentu obrotowego zamontowanego na drążku 3 ciernego koła roboczego 4 oraz rejestruje położenie kątowe koła roboczego 4 przy pomocy enkodera 12. Blok sterujący 18 wyznacza następnie siłę docisku ciernego koła roboczego 4 prostopadłą do badanej powierzchni na podstawę podawanego ciśnienia powietrza do siłownika pneumatycznego 7, które ustalane jest przez reduktor 17. Dodatkowo blok sterujący 18 odczytuje moment obrotowy potrzebny na poruszanie ciernego koła roboczego 4 w procesie tarcia z badaną powierzchnią, uwzględniając prę dkość obrotową, promień i współczynnik tarcia ciernego kola roboczego 4. Współczynnik tarcia dla badanej powierzchni płaskiej wyznaczany jest przez blok sterujący 18,do którego przekazywany jest z przyrządu 14 do pomiaru momentu obrotowego chwilowy moment obrotowy na osi ciernego koła roboczego 4 oraz przekazywane z enkodera 12 położenia kątowe ciernego koła roboczego 4 w czasie w celu określenia jego prędkości obrotowej. Blok sterujący 18 na podstawie zarejestrowanych wartości początku ruchu ciernego koła roboczego 4 i momentu potrzebnego do wprawienia go w ruch wylicza współczynnik tarcia statycznego, a na podstawie wartości mocy potrzebnej do utrzymania układu w ruchu wyznacza współczynnik tarcia dynamicznego i wyświetla wyznaczone wartości dla bieżącego pomiaru na wyświetlaczu.

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie do pomiaru współczynnika tarcia dla powierzchni płaskich posiadające obudowę z zamocowaną w niej ruchomo prostokątną ramą pomiarową, na której zamocowane jest cierne koło robocze i układ napędowy oraz zawierające zespół pomiarowo-sterujący, znamienne tym, że rama pomiarowa /2/ jest zamocowana do obudowy /1/ wahliwie za pomocą trzpieni /8/, przy czym oś wahliwego zamocowania /9/ przechodzi przez środek ciężkości ramy pomiarowej /2/ i jest równoległa do drążka /3/ zamocowania ciernego koła roboczego /4/, na którym znajduje się przyrząd /14/ do pomiaru momentu obrotowego, a ponadto rama pomiarowa /2/, od strony ciernego koła roboczego /4/, połączona jest z zespołem dociskowym /5/ zamocowanym do górnej części obudowy /1/.

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zespół dociskowy /5/ posiada siłownik /7/ połączony przegubowo z drążkiem /3/ zamocowania ciernego koła roboczego /4/.