RU135417U1

RU135417U1 - DEVICE FOR DETERMINING FRICTION CHARACTERISTICS OF FRICTION COUPLES FOR TRANSMISSION OF ROTARY MOTION

Info

Publication number: RU135417U1
Application number: RU2013131845/28U
Authority: RU
Inventors: Игорь Константинович Александров
Priority date: 2013-07-09
Filing date: 2013-07-09
Publication date: 2013-12-10

Abstract

1. Устройство для определения фрикционных характеристик пары трения, содержащее блочно-тросовую систему, к которой с одной стороны подключены тарировочные грузы, а с другой стороны - шарнирно укрепленный к раме приводной рычаг и регистрирующий прибор; приводной рычаг укреплен таким образом, что движение его в пределах сектора ограничено упорами, на нижней части сектора закреплен один конец троса, соединенного с регистрирующим прибором, трос проходит вертикально вверх, обвивает приводной шкив и спускается вертикально вниз, на другом конце троса закреплены тарировочные грузы, приводной шкив жестко соединен с валом, на цапфах которого установлены испытуемые пары трения, отличающееся тем, что регистрирующий прибор соединен с тяговой ветвью троса напрямую (без передаточного механизма).2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что движение приводного рычага осуществляется посредством мягкого шнура, навиваемого на вороток.1. A device for determining the frictional characteristics of a friction pair, containing a block-cable system to which calibration weights are connected on the one hand, and a drive lever pivotally mounted to the frame and a recording device; the drive lever is strengthened so that its movement within the sector is limited by stops, one end of the cable fixed to the recording device is fixed on the bottom of the sector, the cable runs vertically upward, wraps the drive pulley and descends vertically downward, calibration weights are fixed on the other end of the cable, the drive pulley is rigidly connected to the shaft, on the trunnions of which the tested friction pairs are installed, characterized in that the recording device is connected directly to the traction branch of the cable (without a transmission mechanism) .2. The device according to claim 1, characterized in that the movement of the drive lever is carried out by means of a soft cord wound on the winch.

Description

Полезная модель относится к области экспериментально-теоретического определения фрикционных характеристик пары трения для передачи вращательного движения.The utility model relates to the field of experimental-theoretical determination of the frictional characteristics of a friction pair for transmitting rotational motion.

Известен способ [1] экспериментально-теоретического определения фрикционных характеристик пары трения, сущность которого заключается в том, что испытуемую пару трения, входящую в состав блочно-тросовой системы, нагружают с помощью тарировочных грузов крутящим моментом, обеспечивают за счет шарнирно укрепленного на раме рычага вращение пары последовательно в прямом и обратном направлениях, фиксируют с помощью регистрирующего прибора крутящие моменты M₁ и M₂, возникающие в передаче при вращении ее соответственно в прямом и обратном направлениях, и по величине этих показаний оценивают фрикционные потери в передаче. Нагрузочный (полезный) момент M_ПОЛ фиксируют при отсутствии вращения пары трения. Момент М_С сопротивления вычисляют как половину разности значений M₁ и M₂. Полученную функциональную зависимость M_С=f(M_ПОЛ) в виде двух массивов экспериментальных значений аппроксимируют по методу наименьших квадратов линейной зависимостью M_С=f_ТР·M_ПОЛ+М_Х, где f_ТР, - коэффициент трения; M_Х - момент холостого хода пары трения, M_Х=F_СЦ·r, где F_СЦ - сила сцепления, r - радиус пары трения. На основании полученных констант аппроксимирующей функции определяют искомые фрикционные характеристики f_ТР и F_СЦ.A known method [1] of experimental-theoretical determination of the frictional characteristics of a friction pair, the essence of which is that the tested friction pair, which is part of a block-cable system, is loaded with torque using calibration weights, and rotation is provided due to a lever pivotally mounted on the frame pairs sequentially in the forward and reverse directions, fix using a recording device the torques M ₁ and M ₂ that occur in the transmission when it rotates, respectively, in the forward and reverse directions complaints, and the magnitude of these readings assess frictional transmission losses. The load (useful) moment M _{FLOOR is} fixed in the absence of rotation of the friction pair. The moment M _{C of} resistance is calculated as half the difference between the values of M ₁ and M ₂ . The obtained functional dependence M _С = f (M _POL ) in the form of two arrays of experimental values is approximated by the least squares method by the linear dependence M _C = f _TP · M _POL + M _X , where f _TP , is the friction coefficient; M _X is the idle time of the friction pair, M _X = F _SC · r, where F _SC is the adhesion force, r is the radius of the friction pair. Based on the obtained constants of the approximating function, the desired frictional characteristics f _TP and F _SC are determined.

Известно устройство [1] для реализации указанного способа, которое принимается в качестве прототипа предлагаемой полезной модели. Данное устройство содержит блочно-тросовую систему, к которой с одной стороны подключено нагрузочное устройство в виде тарировочных грузов, а с другой - приводной механизм и регистрирующий прибор - динамометр или динамограф. Устройство состоит из рамы, на которой шарнирно укреплен рычаг с сектором так, что движение рычага в пределах сектора ограничено упорами. Рычаг приводится в движение прямым воздействием на него рукой испытателя. На нижней части сектора закреплен один конец троса, который, соприкасаясь с шарнирно соединенным с регистрирующим прибором отклоняющим блоком, проходит вертикально к приводному шкиву, обвивает последний и спускается вертикально вниз. На другом конце троса закреплены тарировочные грузы. Приводной шкив жестко соединен с валом, на цапфы которого установлены испытуемые пары трения вращательного движения, последние с помощью двух корпусов жестко крепятся к двум опорам, которые укреплены на раме.A device [1] is known for implementing the indicated method, which is adopted as a prototype of the proposed utility model. This device contains a block-cable system, to which, on the one hand, a loading device is connected in the form of calibration weights, and on the other, a drive mechanism and a recording device, a dynamometer or dynamograph. The device consists of a frame on which a lever with a sector is hinged so that the movement of the lever within the sector is limited by stops. The lever is driven by direct action on it with the hand of the tester. On the bottom of the sector, one end of the cable is fixed, which, in contact with the deflecting unit pivotally connected to the recording device, extends vertically to the drive pulley, wraps it around and descends vertically downward. Calibration weights are fixed at the other end of the cable. The drive pulley is rigidly connected to the shaft, on the trunnions of which the tested pairs of friction of rotational motion are mounted, the latter with the help of two housings are rigidly attached to two bearings, which are mounted on the frame.

Экспериментальные исследования, проведенные на данном устройстве, показали, что в принципе представленный способ реализуется и искомые фрикционные характеристики f_ТР и F_СЦ пары трения определяются. Однако относительная ошибка аппроксимации экспериментальных значений теоретической зависимостью вида M_С=f_ТР·M_ПОЛ+M_Х с учетом t - распределения Стьюдента составляет 12-15%, что нельзя признать удовлетворительным, так как это ставит под сомнение возможность использования для аппроксимации экспериментальных данных принятую линейную зависимость. Причина такой низкой достоверности регистрации измеряемых величин заключается в конструктивных недостатках устройства. В результате эксперимента эти конструктивные недостатки были установлены:Experimental studies conducted on this device showed that, in principle, the presented method is implemented and the desired frictional characteristics f _TP and F _{SC of the} friction pair are determined. However, the relative error in approximating the experimental values by a theoretical dependence of the form M _С = f _ТР · M _POL + M _X , taking into account the t-student distribution, is 12-15%, which cannot be considered satisfactory, since this casts doubt on the possibility of using the accepted linear relationship. The reason for such a low reliability of registration of measured values lies in the design flaws of the device. As a result of the experiment, these design flaws were established:

1) трос при движении в соприкосновении с отклоняющим блоком вызывает колебания последнего, которые передаются на регистрирующий прибор и не обеспечивают стабильность его (прибора) показаний;1) the cable when moving in contact with the deflecting unit causes vibrations of the latter, which are transmitted to the recording device and do not ensure the stability of its (device) readings;

2) прямое воздействие рукой испытателя на рычаг не обеспечивает стабильное его перемещение, что также негативно влияет на работу регистрирующего устройства.2) the direct impact of the hand of the tester on the lever does not ensure its stable movement, which also negatively affects the operation of the recording device.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является существенное (в два три раза) увеличение достоверности измерений фрикционных характеристик испытуемых пар трения для передачи вращательного движения. Для этого устройство подвергается принципиальному изменению:The technical result of the proposed utility model is a significant (two-three-fold) increase in the reliability of measurements of the frictional characteristics of the tested friction pairs to transmit rotational motion. For this, the device undergoes a fundamental change:

1) исключается использование отклоняющего блока, то есть регистрирующий прибор подсоединяется непосредственно к тяговой ветви троса без использования какого-либо передаточного механизма;1) the use of a deflecting unit is excluded, that is, the recording device is connected directly to the traction branch of the cable without using any transmission mechanism;

2) для стабилизации (повышения равномерности) движения рычага последний подключается с помощью мягкого шнура к дополнительному приводному устройству в виде воротка.2) to stabilize (increase uniformity) of the lever movement, the latter is connected with a soft cord to an additional drive device in the form of a winch.

Указанные конструктивные изменения устройства принципиально повышают достоверность результатов измерений. Благодаря этому подтверждается адекватность принятой в соответствии со способом математической модели фрикционных потерь в паре трения, что соответствует понятию «новизна», так как при испытании на устройстве, принятом в качестве прототипа, эта адекватность математической модели ввиду значительной ошибки измерений достоверно не подтверждается. Аналогичные испытания тех же пар трения, проведенные на предлагаемом модернизированном устройстве, показали, что относительная ошибка измерений с учетом t - распределения Стьюдента составила всего 5-6,5%.These design changes of the device fundamentally increase the reliability of the measurement results. This confirms the adequacy of the mathematical model of friction losses in a friction pair adopted in accordance with the method, which corresponds to the concept of "novelty", since when tested on a device adopted as a prototype, this adequacy of the mathematical model, due to a significant measurement error, is not reliably confirmed. Similar tests of the same friction pairs carried out on the proposed modernized device showed that the relative measurement error taking into account the t - student distribution was only 5-6.5%.

Устройство, включающее в себя испытуемую пару трения в составе блочно-тросовой системы, состоит из рамы 1, на которой шарнирно укреплен приводной рычаг 2 с сектором 3, движение рычага 2 в пределах сектора 3 ограничено упорами 4. На нижней части сектора 3 укреплен один конец нерастяжимой нити (троса) 5. В разрыве этого конца троса 5 установлен регистрирующий прибор 6, далее трос 5 проходит вертикально к приводному шкиву 7, обвивает последний и спускается вертикально вниз. На другом конце троса 5 закрепляются съемные тарировочные грузы 8. Шкив 7 жестко соединен с валом 9, на цапфы которого устанавливаются испытуемые пары трения вращательного движения 10. Последние с помощью двух корпусов 11 жестко крепятся к двум опорам 12, которые укреплены на раме 1.The device, including the tested friction pair as part of a block-cable system, consists of a frame 1, on which the drive lever 2 with sector 3 is pivotally mounted, the movement of the lever 2 within sector 3 is limited by stops 4. At one end of sector 3, one end is fixed inextensible thread (cable) 5. At the break of this end of the cable 5, a recording device 6 is installed, then the cable 5 passes vertically to the drive pulley 7, wraps it around and descends vertically downward. At the other end of the cable 5, removable calibration weights are fixed 8. The pulley 7 is rigidly connected to the shaft 9, on the trunnions of which the tested pairs of friction of the rotational movement are mounted 10. The latter, with the help of two cases 11, are rigidly attached to two supports 12, which are mounted on the frame 1.

Второй конец рычага 2 с помощью мягкого шнура 13 подсоединен к воротку 14.The second end of the lever 2 using a soft cord 13 is connected to the winch 14.

Работа устройства.The operation of the device.

Трос 5 нагружается тарировочным грузом 8, при этом рычаг упирается в упор 4. С помощью регистрирующего прибора 6 фиксируют момент M_ПОЛ полезный, передаваемый парой трения при отсутствии движения. Вращают вороток 14 в прямом направлении (груз поднимается) и фиксируют с помощью регистрирующего прибора 6 величину момента M₁, затем вращают вороток в обратном направлении (груз опускается) и фиксируют величину момента M₂. Вычисляют момент сопротивления M_С как половину разности значений M₁ и M₂.The cable 5 is loaded with a calibration weight 8, while the lever abuts against the stop 4. Using the recording device 6, we fix the useful M _FLOOR moment transmitted by the friction pair in the absence of movement. Turn the knob 14 in the forward direction (the load rises) and fix the value of the moment M ₁ with a recording device 6, then rotate the knob in the opposite direction (the load drops) and fix the value of the moment M ₂ . The moment of resistance M _{C is} calculated as half the difference between the values of M ₁ and M ₂ .

Все остальные операции и порядок определения фрикционных характеристик испытуемой пары трения аналогичны прототипу.All other operations and the procedure for determining the frictional characteristics of the tested friction pair are similar to the prototype.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫBIBLIOGRAPHY

1. Патент №2411496 C2 РФ. Способ экспериментально-теоретического определения фрикционных характеристик пары трения для передачи вращательного движения и устройство для его осуществления / Александров И.К., Раков В.А. - Опубл. 10.02.2011. Бюл. №4.1. Patent No. 2411496 C2 of the Russian Federation. The method of experimental-theoretical determination of the frictional characteristics of a friction pair for transmitting rotational motion and a device for its implementation / Alexandrov I.K., Rakov V.A. - Publ. 02/10/2011. Bull. Number 4.

Claims

1. A device for determining the frictional characteristics of a friction pair, containing a block-cable system to which calibration weights are connected on the one hand, and a drive lever pivotally mounted to the frame and a recording device; the drive lever is strengthened so that its movement within the sector is limited by stops, one end of the cable fixed to the recording device is fixed on the bottom of the sector, the cable runs vertically upward, wraps the drive pulley and descends vertically downward, calibration weights are fixed on the other end of the cable, the drive pulley is rigidly connected to the shaft, on the trunnions of which test friction pairs are installed, characterized in that the recording device is connected directly to the traction branch of the cable (without a transmission mechanism).

2. The device according to claim 1, characterized in that the movement of the drive lever is carried out by means of a soft cord, wound on the winch.