RU161512U1

RU161512U1 - Устройство для измерения коэффициента трения скольжения на поверхности

Info

Publication number: RU161512U1
Application number: RU2015146750/28U
Authority: RU
Inventors: Михаил Иванович Николаев; Талгат Наилевич Садиков
Priority date: 2015-10-29
Filing date: 2015-10-29
Publication date: 2016-04-20

Abstract

Устройство для определения коэффициента трения скольжения на поверхности, содержащее корпус, с боковой стороны которого выступает шток, отличающееся тем, что корпус выполнен в форме цилиндра, шток предназначен для перемещения устройства по поверхности, корпус состоит из разъемных частей, верхней и нижней, нижняя часть корпуса имеет вставку из пeнaфола, имитирующую эталон босой ноги человека, или подошвы обуви из обувной резины, а в верхней части корпуса размещен тензометрический датчик силы, служащий преобразователем в электронный сигнал сдвигающей силы, приложенной при движении устройства по поверхности.

Description

Устройство относится к измерительным приборам и может быть использовано для определения коэффициента трения скольжения на поверхности.

Известна установка для определению силы трения скольжения на поверхности, содержащая камеру с теплоизоляционными стенками и термоблок, которые установлены на столе, термоблок выполнен из медной пластины с выфрезированными внутри змеевидными полостями, по которым циркулирует термостатирующий агент, причем верхняя плита термоблока имеет прямоугольное углубление - опорную поверхность, над прямоугольным углублением закреплена каретка с подвижным дном для образцов исследуемого материала различной толщины, каретка (с учетом массы каретки) снабжена цилиндрическими градуированными грузами, при этом термоблок с опорной поверхностью установлен на направляющих салазках, по которым он передвигается, а образец связан через систему блоков и гибкий трос с верхним зажимом силоизмерителя разрывной машины, а термоблок связан с нижним зажимом разрывной машины. Тянущее усилие термоблоку передается от нижнего зажима через систему блоков и тросик.

Коэффициент трения скольжения (µ) в процентах вычисляют по формуле µ=F_тр/N,

где F_тр - сила трения скольжения согласно показаниям градуировочного графика, Н (кгс);

N - нормальная сила, Н (кгс), прижимающая испытуемый образец к опорной поверхности.

За результат испытания принимают среднее арифметическое результатов трех параллельных испытаний. Допустимое отклонение от среднего значения не должно превышать 10%,

см. ГОСТ 12.4.083-80 «Система стандартов безопасности труда. Материалы для низа специальной обуви. Метод определения коэффициента трения скольжения».

Указанная установка стационарная, что не дает возможности определять коэффициент трения скольжения поверхности с выездом на место проведения измерения.

Наиболее близким по технической сущности является прибор для измерения коэффициента трения скольжения на поверхности, имеющий корпус в виде прямоугольного параллелепипеда, электронное табло и батарею электропитания, в котором на основании корпуса размещены ножки с противоскользящими накладками, с одной боковой стороны расположена переносная ручка, а с противоположной стороны ниша с фиксатором для батареи электропитания встроенной в корпус электронной платы, преобразующей механические замеры поршневого механизма в электронное изображение на электронном табло, размещенном в верхней части прибора, при этом с боковой стороны, соединяющей указанные стороны, выступает из корпуса шток поршневого механизма, обеспечивающий крепление с приспособлением для перемещения поршня.

Прибор ставится ножками с резиновыми накладками на поверхность, на которой планируется сделать замер коэффициента трения. К штоку поршневого механизма крепится рыболовная леска с кольцом. Например, путем ее продевания в имеющееся в штоке отверстия. С помощью указательного пальца продетого в кольцо леска оттягивается до тех пор, пока прибор не сдвинется с места. Силы трения проявляются при относительном перемещении соприкасающихся тел и направлены против вектора относительной скорости тангенциально к поверхности соприкосновения. В момент смещения прибора, снимаются показания с электронного табло.

Данные снимаются четыре раза - во время оттягивания лески и смещения прибора на север, восток, юг и запад.

После этого определяется среднее арифметическое число, которое затем сравнивается с установленными стандартами для определения степени скольжения на поверхности, см. RU Полезная модель №75747, МПК G01N 19/02 (2006.01), 2008.

Недостатками известного устройства является то, что оно обладает большими размерами, к тому же устройство не позволяет определять коэффициент трения скольжения при перемещении по поверхности босыми ногами.

Задачей полезной модели является создание мобильного и оперативного устройства для измерения коэффициента трения скольжения на поверхности.

Техническая задача решается тем, устройство для определения коэффициента трения скольжения на поверхности, содержащее корпус, с боковой стороны которого выступает шток, согласно изобретению корпус выполнен в форме цилиндра, шток предназначен для перемещения устройства по поверхности, корпус состоит из разъемных частей, верхней и нижней, нижняя часть корпуса имеет вставку из пенофола, имитирующую эталон босой ноги человека, или эталон подошвы обуви из обувной резины, а в верхней части корпуса размещен тензометрический датчик силы, служащий преобразователем в электронный сигнал силы, приложенной при движении устройства по поверхности.

Решение технической задачи позволяет создать мобильное и оперативное устройство для измерения коэффициента трения скольжения на поверхности.

Устройство для определения коэффициента трения скольжения на поверхности, см. Фиг. 1 и Фиг. 2, содержит корпус 1, который выполнен в форме цилиндра, с боковой стороны которого выступает шток 2, предназначенный для перемещения устройства по поверхности, корпус состоит из разъемных частей: верхней 3 и нижней 4, нижняя часть корпуса 4 имеет вставку 5 из пенофола, имитирующая эталон босой ноги человека, или вставку из обувной резины, имитирующую подошву обуви, а в верхней части корпуса размещен тензометрический датчик силы 6, служащий преобразователем сдвигающей силы, приложенной к устройству, в электронный сигнал.

Пенофол для вставки представляет собой фольгированный теплоизоляционный материал, используемый для утепления стен.

Опытным путем установлено, что сила трения зависит от силы давления тел друг на друга, взаимодействия между телами носят названия сил трения. Опыты с движением различных соприкасающихся тел с различным состоянием поверхностей соприкосновения показывают, что силы трения проявляются при относительном перемещении соприкасающихся тел и направлены против вектора относительной скорости тангенциально к поверхности соприкосновения. Тело движется равномерно и прямолинейно, когда внешняя сила уравновешивает возникающую при движении силу трения. Для измерения силы трения, действующей на тело, достаточно измерить силу, которую необходимо приложить к телу, чтобы оно двигалось без ускорения.

Пример 1

Заявленное устройство для определения коэффициента трения скольжения на поверхности, см. Фиг. 1 и 2, работает, следующим образом: определяют прижимную силу, F_N - свободным подвешиванием устройства 1 за кольцо цепочки, присоединенной к штоку устройства 2.

Определяют силу трения скольжения, F_тр путем перемещения устройства по поверхности для измерения коэффициента трения скольжения.

Устройство в форме цилиндра 1 кладут на поверхность, на которой планируется сделать замер коэффициента трения скольжения, нижней частью 4 корпуса 1 со вставкой из пенофола 5, имитирующей эталон босой ноги человека. К штоку прибора 2 присоединяется цепочка с кольцом. С помощью пальца продетого в кольцо цепочки плавно перемещают устройство по поверхности. Устройство подсоединено к компьютеру через имеющееся USB-соединение. Размещенный тензометрический датчик силы 6 в верхней части 3 цилиндрического корпуса 1, преобразует сдвигающую силу, приложенную к устройству, в электронный сигнал.

Пример 2

Заявленное устройство для определения коэффициента трения скольжения на поверхности работает следующим образом: определяют прижимную силу, F_N - свободным подвешиванием устройства 1 за кольцо цепочки, присоединенной к штоку устройства 2.

Определяют силу трения скольжения, F_тр путем перемещения устройства для измерения коэффициента трения скольжения.

Устройство в форме цилиндра 1 кладут на поверхность, на которой планируется сделать замер коэффициента трения скольжения, нижней частью 4 корпуса 1 со вставкой из обувной резины, имитирующей подошву обуви 5. К штоку прибора присоединяется цепочка с кольцом. С помощью пальца продетого в кольцо цепочки плавно перемещают устройство по поверхности. Устройство подсоединено к компьютеру через имеющееся USB-соединение. Размещенный тензометрический датчик силы 6 в верхней части 3 цилиндрического корпуса 1, преобразует сдвигающую силу, приложенную к устройству, в электронный сигнал.

Посредством программного обеспечения (ПО) на дисплее персонального компьютера (ПК) по примерам 1 или 2 получают в виде числовой, графической и статистической информации коэффициент трения скольжения на поверхности, F_тр

Решение о скользкости покрытия принимается согласно критериям скользкости, см. Свод правил СП29.13330.2011, «Полы», М: Технорматив, 2015, 49 с.

Таким образом, решение технической задачи позволяет создать мобильное и оперативное устройство для измерения коэффициента трения скольжения на поверхности, как босой ноги, так и в обуви. На основании полученных измерений делается вывод о соответствии поверхности покрытия параметрам допускаемым коэффициентам трения скольжения для данного вида помещений. Заявленное устройство используют во время покрытия поверхностей полов антискользящими составами, например, в бассейнах, на предприятиях общественного питания, на рабочих местах при проведении инспекции по определению степени скольжения на поверхностях.