RU2244290C1 - Device for testing materials - Google Patents
Device for testing materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2244290C1 RU2244290C1 RU2003119011/28A RU2003119011A RU2244290C1 RU 2244290 C1 RU2244290 C1 RU 2244290C1 RU 2003119011/28 A RU2003119011/28 A RU 2003119011/28A RU 2003119011 A RU2003119011 A RU 2003119011A RU 2244290 C1 RU2244290 C1 RU 2244290C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sample
- counter
- holder
- indicator
- rollers
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области исследования физико-механических свойств материалов, а более конкретно - к области исследования их трибологических свойств, и может быть использовано для количественного определения составляющих сил сухого и вязкого трения.The invention relates to the field of research of physico-mechanical properties of materials, and more specifically to the field of research of their tribological properties, and can be used to quantify the components of the forces of dry and viscous friction.
Известно, устройство для определения коэффициента трения материалов, авторское свидетельство №930081, МКИ G 01 N 19/02. Устройство содержит основание, ползун для прикрепления на нем контробразца, на котором устанавливается образец, регулируемый привод возвратно-поступательного перемещения. Кроме того, устройство содержит датчик ускорения ползуна, датчик перемещения образца относительно контробразца и контрольно-измерительную аппаратуру из виброизмерительного блока и светолучевого осциллографа.It is known a device for determining the coefficient of friction of materials, copyright certificate No. 930081, MKI G 01 N 19/02. The device contains a base, a slider for attaching a counter-sample on it, on which a sample is mounted, an adjustable reciprocating drive. In addition, the device comprises a slider acceleration sensor, a sample displacement sensor relative to the counter-sample, and instrumentation from a vibration measuring unit and a light beam oscilloscope.
Недостатком устройства является ограниченность области применения. Это устройство не позволяет осуществлять испытания полимерных материалов, в том числе элементов гибких кабелей на трение, т.к. в них происходит сложный процесс при эксплуатации, и применение датчика ускорения не дает наглядной картины процесса, к тому же отсутствие держателей делает невозможным испытание гибких кабелей.The disadvantage of this device is the limited scope. This device does not allow testing of polymeric materials, including elements of flexible cables for friction, because they have a complicated process during operation, and the use of an acceleration sensor does not give a clear picture of the process, moreover, the absence of holders makes it impossible to test flexible cables.
Прототипом является устройство для испытания материалов на трение, авторское свидетельство №1821689, МКИ G 01 N 19/02.The prototype is a device for testing materials for friction, copyright certificate No. 1821689, MKI G 01 N 19/02.
Устройство содержит основание, размещенный на основании ползун, на котором помещены держатели с пазами. В пазах установлены образец и взаимодействующий с ним контробразец. Устройство также содержит привод возвратно-поступательного движения ползуна, датчик перемещения образца, соединенный с регистрирующей аппаратурой и индикаторы перемещения образцов, а ползун снабжен регулятором его перемещения, при этом индикатор и датчик присоединены к держателям образцов. Благодаря держателям с пазами появилась возможность расширить диапазон исследований, исследовать не только твердые, но и упругие материалы.The device comprises a base placed on the base of a slider on which holders with grooves are placed. A groove is installed in the grooves and a counter sample interacting with it. The device also contains a reciprocating slide actuator, a sample displacement sensor connected to the recording equipment, and sample displacement indicators, and the slider is equipped with a displacement regulator, while the indicator and the sensor are attached to the sample holders. Thanks to the holders with grooves, it became possible to expand the range of studies, to study not only solid, but also elastic materials.
Однако этим устройством невозможно получить информацию о трибологических характеристиках материала, т.к. необходима дальнейшая обработка данных. На это требуется много времени, возможны погрешности при расчете этих характеристик. Кроме этого, наличие дополнительных элементов, соединяющих держатели с датчиками влияют на точность исследований.However, with this device it is impossible to obtain information on the tribological characteristics of the material, because further data processing is needed. This takes a lot of time, errors in calculating these characteristics are possible. In addition, the presence of additional elements connecting the holders to the sensors affects the accuracy of the studies.
Задача - быстро и с большой точностью исследовать трибологические характеристики материалов.The task is to quickly and accurately monitor the tribological characteristics of materials.
Задача решена следующим образом. Также, как и прототип, заявляемое устройство содержит основание, установленный на основании механизм, на котором расположены держатели с пазами для соответствующего взаимного размещения в них образца и контробразца, привод возвратно-поступательного перемещения механизма, узел нагружения образцов, датчик регистрации усилий и индикатор, соединенный с держателем контробразца, датчик перемещения и индикатор, соединенный с держателем образца, регистрирующую аппаратуру, с которой соединены датчик перемещения и датчик регистрации усилий. Но в отличие от прототипа в заявляемом устройстве каждый датчик выполнен оптико-механическим в виде диска с прорезями, надетого на ось стрелки соответствующего индикатора между излучателем и фотодатчиком, а в качестве регистрирующей аппаратуры использован компьютер, причем датчики соединены с последним через порт мыши, кроме этого, механизм, на котором размещены держатели, выполнен в виде платформы на катках, а узел нагружения снабжен тележкой с катками, размещенными на держателе контробразца.The problem is solved as follows. As well as the prototype, the claimed device contains a base mounted on the base of the mechanism, on which there are holders with grooves for the respective mutual placement of the sample and the counter sample in them, a reciprocating movement of the mechanism, a sample loading unit, a force registration sensor and an indicator connected with a counter-sample holder, a displacement sensor and an indicator connected to the sample holder, recording equipment to which a displacement sensor and a force registration sensor are connected. But unlike the prototype in the inventive device, each sensor is made optical-mechanical in the form of a slot with slots mounted on the arrow axis of the corresponding indicator between the emitter and the photosensor, and a computer is used as recording equipment, and the sensors are connected to the latter through the mouse port, in addition , the mechanism on which the holders are placed is made in the form of a platform on the rollers, and the loading unit is equipped with a trolley with rollers placed on the holder of the counter sample.
Узел нагружения в заявляемом устройстве выполнен в виде винтового домкрата, установленного на тележке и соединенного с реверсивным двигателем и динамометром.The loading unit in the inventive device is made in the form of a screw jack mounted on a trolley and connected to a reversing engine and a dynamometer.
Таким образом, отличительными признаками от прототипа, подтверждающими новизну заявляемого устройства, являются следующие признаки:Thus, the hallmarks of the prototype, confirming the novelty of the claimed device are the following features:
- каждый датчик выполнен в виде диска с прорезями;- each sensor is made in the form of a disk with slots;
- диск надет на ось стрелки соответствующего индикатора;- the disk is put on the axis of the arrow of the corresponding indicator;
- диск расположен между излучателем и фотодатчиком;- the disk is located between the emitter and the photosensor;
- в качестве регистрирующей аппаратуры использован компьютер;- a computer was used as recording equipment;
- датчики соединены с компьютером через порт мыши;- sensors are connected to the computer through the mouse port;
- механизм для размещения образцов выполнен в виде платформы на катках;- the mechanism for placing samples is made in the form of a platform on the rollers;
- узел нагружения снабжен тележкой с катками;- the loading unit is equipped with a trolley with rollers;
- катки размещены на держателе контробразца;- rollers are placed on the holder of the counter sample;
- узел нагружения выполнен в виде винтового домкрата, установленного на тележке и соединенного с реверсивным двигателем и динамометром.- the loading unit is made in the form of a screw jack mounted on a trolley and connected to a reversing engine and a dynamometer.
В заявляемом устройстве и механизм для размещения держателей образцов, и узел нагружения опирается катками, что дает возможность без влияния узла нагружения, т.е. исключая силы сопротивления движению, оценить силы, возникающие между образцами в паре трения, что влияет на точность измерений. Щупы индикаторов соединены непосредственно с держателями образцов, что влияет на точность измерений.In the inventive device and the mechanism for placing the sample holders, and the loading unit is supported by rollers, which makes it possible without the influence of the loading unit, i.e. excluding the forces of resistance to movement, evaluate the forces arising between the samples in the friction pair, which affects the accuracy of the measurements. The test leads are connected directly to the sample holders, which affects the accuracy of the measurements.
Поскольку датчики соединены с персональным компьютером через порт мыши, становится возможным быстро и точно исследовать трибологические характеристики материалов, т.е. решить поставленную задачу.Since the sensors are connected to a personal computer via the mouse port, it becomes possible to quickly and accurately examine the tribological characteristics of materials, i.e. solve the problem.
Установленный на ось стрелки индикатора и размещенный между излучателем и фотодатчиком диск с прорезями, и соединение излучателя и фотодатчика с портом мыши позволили без дополнительного блока согласования преобразовать механические перемещения в электрический сигнал, воспринимаемый компьютером. По сути, датчики-индикаторы являются одновременно и датчиком регистрации усилия и перемещения, и блоком согласования (преобразователем) с компьютером. Это явным образом не следует из уровня техники и подтверждает наличие изобретательского уровня у заявляемого устройства.Mounted on the axis of the indicator’s arrow and placed between the emitter and the photosensor, a disk with slots, and the connection of the emitter and the photosensor to the mouse port made it possible to convert mechanical movements into an electrical signal perceived by the computer without an additional matching unit. In fact, the indicator sensors are both a force and displacement registration sensor and a matching unit (converter) with a computer. This clearly does not follow from the prior art and confirms the presence of an inventive step in the claimed device.
На фигуре 1 показана общая схема устройства, на фигуре 2 - вид датчика сбоку, на фигуре 3 - вид датчика спереди.Figure 1 shows a general diagram of the device, figure 2 is a side view of the sensor, and figure 3 is a front view of the sensor.
Устройство состоит из механизмов привода платформы возвратно-поступательного перемещения образцов, узла нагружения, держателей образцов и измерительной системы.The device consists of mechanisms for driving the platform of the reciprocating movement of samples, a loading unit, sample holders and a measuring system.
На основании 1 выполнены направляющие 2, на которых установлена платформа 3 с держателем 4 образца 5. Сверху образца 5 установлен контробразец 6 со своим держателем 7. Образец 5 и контробразец 6 образуют пару трения. Держатели образцов 4, 7 выполнены съемными. Съемные держатели образцов расширяют диапазон испытуемых элементов конструкций и материалов. Платформа 3 снабжена четырьмя катками 8. Приводом возвратно-поступательного перемещения служит кривошипно-шатунный механизм 9 с двигателем 10. Узел нагружения устройства состоит из винтового домкрата 11, установленного на тележке 12 с катками 13. Домкрат 11 соединен с динамометром 14 и реверсивным двигателем 15 посредством червячной передачи (на чертеже не показана). Домкрат 11 размещен на стойке 16. Тележка 12 установлена на держателе 7 контробразца 6. Катки 13 тележки выполнены подобными каткам 8 платформы 3. Измерительная система устройства состоит из датчика перемещения 17, совмещенного с индикатором перемещения (на чертеже не показан). Щуп 18 измерительного индикатора-датчика 17 жестко соединен с держателем 4 образца 5. Измерительная система состоит также из датчика регистрации усилий 19, совмещенного с соответствующим индикатором (на чертеже не показан), щупа 20, который жестко соединен с держателем 7 контробразца 6. Датчики 17, 19 размещены на стойке 21, которая установлена на основании 1. В измерительную систему входит также регистрирующая аппаратура 22, роль которой выполняет компьютер. Датчики 17, 19 соединены с компьютером 22 через порт мыши (на чертеже не показано). Датчики 17, 19 (фиг.2, 3) выполнены оптико-механическими: на ось стрелки 23 индикатора надет легкий диск 24 с прорезями 25. Диск 24 установлен между излучателем инфракрасного излучения 26, роль которого выполняет инфракрасный излучающий диод, и фотодатчикам 27 (фоторезистором). Фотодатчик 27 и излучатель 26 соединены с компьютером 22 через порт мыши.On the basis of 1, guides 2 are made on which a platform 3 with a holder 4 of sample 5 is mounted. On top of sample 5, counter sample 6 is mounted with its holder 7. Sample 5 and counter sample 6 form a friction pair. The sample holders 4, 7 are removable. Removable specimen holders expand the range of tested structural members and materials. The platform 3 is equipped with four rollers 8. The reciprocating drive is a crank mechanism 9 with an engine 10. The loading unit of the device consists of a screw jack 11 mounted on a trolley 12 with rollers 13. The jack 11 is connected to a dynamometer 14 and a reversing motor 15 worm gear (not shown). The jack 11 is placed on the rack 16. The trolley 12 is mounted on the holder 7 of the counterblock 6. The rollers 13 of the trolley are made similar to the rollers 8 of the platform 3. The measuring system of the device consists of a displacement sensor 17 combined with a displacement indicator (not shown in the drawing). The probe 18 of the measuring indicator-sensor 17 is rigidly connected to the holder 4 of the sample 5. The measuring system also consists of a force registration sensor 19, combined with the corresponding indicator (not shown), a probe 20, which is rigidly connected to the holder 7 of the counter sample 6. Sensors 17 , 19 are placed on the rack 21, which is installed on the base 1. The recording system also includes recording equipment 22, the role of which is played by the computer. Sensors 17, 19 are connected to computer 22 through a mouse port (not shown in the drawing). The sensors 17, 19 (Figs. 2, 3) are made optical-mechanical: a
Устройство работает следующим образом. От двигателя 10 движение передается через кривошипно-шатунный механизм 9 к платформе 3, которая, в свою очередь, приводит в движение держатель образца 4 с образцом 5. Вертикальная нагрузка на образцы создается винтовым домкратом 11, приводимым в движение реверсивным двигателем 15 через червячную передачу. Нагрузка передается через динамометр 14, который показывает фиксированную нагрузку. Так как тележка 12, которая передает нагрузку на держатель 7, имеет катки 13, и платформа 3, которая совершает возвратно-поступательное движение с держателем 4 образца 5, имеет аналогичные катки 8, то верхний держатель 7 имеет возможность двигаться за счет сил трения между образцами, и механизм нагружения не оказывает влияние на измерения.The device operates as follows. From the engine 10, the movement is transmitted through the crank mechanism 9 to the platform 3, which, in turn, drives the sample holder 4 with the sample 5. The vertical load on the samples is created by a screw jack 11, driven by a reversing motor 15 through a worm gear. The load is transmitted through a dynamometer 14, which shows a fixed load. Since the trolley 12, which transfers the load to the holder 7, has rollers 13, and the platform 3, which reciprocates with the holder 4 of sample 5, has similar rollers 8, the upper holder 7 has the ability to move due to friction between the samples , and the loading mechanism does not affect the measurements.
В результате взаимодействия сил трения между образцами 5, 6 будет двигаться щуп 18 и щуп 20 индикаторов. Измеряемые перемещения преобразуются в электрические импульсы в датчиках 17, 19. Происходит это следующим образом. Возвратно-поступательное движение держателей 4, 7 образцов 5, 6 преобразуется во вращательное движение осей стрелок 23 индикаторов, а следовательно, и дисков 24 с прорезями 25 (прерывателем), через который проходит (или не проходит) поток инфракрасного излучения от излучателя 26 (фиг.2) (инфракрасный излучающий диод). Таким образом при вращении диска 24 поток излучения прерывается, что регистрируется соответствующим фотодатчиком 27 (фототранзистором).As a result of the interaction of the friction forces between samples 5, 6, the probe 18 and the probe 20 of the indicators will move. The measured displacements are converted into electrical pulses in the sensors 17, 19. This happens as follows. The reciprocating movement of the holders 4, 7 of samples 5, 6 is converted into the rotational movement of the axes of the
Информация от датчиков 17, 19 вводится в компьютер 22 (фиг.1) через порт мыши. Каждый импульс прошедшего излучения рассматривается как перемещение на один шаг по одной из координат (координате перемещения или усилия). Питание инфракрасного излучателя 26 и фотодатчика 27 осуществляется от компьютера через порт мыши.Information from the sensors 17, 19 is entered into the computer 22 (figure 1) through the mouse port. Each pulse of transmitted radiation is considered as one-step displacement along one of the coordinates (displacement or force coordinate). The power of the
Непосредственная связь датчиков 17, 19 через порт мыши с компьютером 22 дает возможность, используя соответствующие программы, на мониторе получить диаграммы: усилие трения - перемещения; усилие - время и перемещение - время, а обрабатывая их с помощью математических программ - трибологические характеристики: коэффициенты сухого и вязкого трения, коэффициент демпфирования системы; логарифмический декремент; частоту свободных и затухающих колебаний и т.д.The direct connection of the sensors 17, 19 through the mouse port with the computer 22 makes it possible, using the appropriate programs, to obtain diagrams on the monitor: friction force - displacement; force - time and movement - time, and processing them with the help of mathematical programs - tribological characteristics: dry and viscous friction coefficients, system damping coefficient; logarithmic decrement; frequency of free and damped oscillations, etc.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003119011/28A RU2244290C1 (en) | 2003-06-24 | 2003-06-24 | Device for testing materials |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003119011/28A RU2244290C1 (en) | 2003-06-24 | 2003-06-24 | Device for testing materials |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003119011A RU2003119011A (en) | 2004-12-20 |
RU2244290C1 true RU2244290C1 (en) | 2005-01-10 |
Family
ID=34881391
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003119011/28A RU2244290C1 (en) | 2003-06-24 | 2003-06-24 | Device for testing materials |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2244290C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2600080C1 (en) * | 2015-09-09 | 2016-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ТГАСУ) | Device for investigating tribotechnical characteristics of materials |
RU2782817C1 (en) * | 2022-03-29 | 2022-11-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Device for measuring the coefficient of friction of the pair "metal-rock" |
-
2003
- 2003-06-24 RU RU2003119011/28A patent/RU2244290C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Словарь-справочник по трению, износу и смазке деталей машин. - Киев: Наукова думка, 1979, с.76. Машина трения МТ-66. А.Ф.Крайнев. Механика машин. - М.: Машиностроение, 2000, с.734. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2600080C1 (en) * | 2015-09-09 | 2016-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ТГАСУ) | Device for investigating tribotechnical characteristics of materials |
RU2782817C1 (en) * | 2022-03-29 | 2022-11-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Device for measuring the coefficient of friction of the pair "metal-rock" |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5616857A (en) | Penetration hardness tester | |
CN105865714B (en) | A kind of rotor unbalance measurement apparatus based on grating scale feedback signal | |
CN202994097U (en) | A grating ruler precision detector | |
CN103616007B (en) | A kind of micro parts flatness precision measurement apparatus | |
US20110132078A1 (en) | Universal testing machine | |
CN108663210B (en) | Method and device for measuring friction torque and friction coefficient of bearing | |
JP2010515943A (en) | Sample positioning device | |
CN110285940A (en) | Stiffness measurement system | |
RU2600080C1 (en) | Device for investigating tribotechnical characteristics of materials | |
RU2392604C1 (en) | Device to test materials for tensile strength | |
RU2244290C1 (en) | Device for testing materials | |
RU2289119C1 (en) | Device for performing friction tests on materials | |
RU54188U1 (en) | DEVICE FOR TESTING FRICTION MATERIALS | |
RU93984U1 (en) | DEVICE FOR TESTING FRICTION MATERIALS | |
CN109497947B (en) | Portable OCT measuring device | |
RU2007114927A (en) | DEVICE FOR DETERMINING DEFORMATION PROPERTIES OF SKIN AND SIMILAR FLEXIBLE MATERIALS | |
CN211402088U (en) | Reciprocating type mechanical friction interface in-situ information acquisition device | |
CN210330551U (en) | Portable OCT measuring device | |
CN105423962A (en) | Surface morphology measurement teaching instrument and method for using teaching instrument to measure surface morphology | |
RU158916U1 (en) | DEVICE FOR RESEARCH OF TRIBOTECHNICAL CHARACTERISTICS OF MATERIALS | |
RU2422799C1 (en) | Device to test mechanical abrasion strength of wire or cable insulation | |
RU173978U1 (en) | A device for determining the coefficients of stiffness and hardness of the snow cover | |
RU173687U1 (en) | Device for the study of materials for friction | |
RU105424U1 (en) | DEVICE FOR RESEARCH AND MEASUREMENT OF LINEAR MOVEMENTS | |
JP2004205281A (en) | Hardness testing machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110625 |