RU2461811C1 - Device to define friction factor of materials - Google Patents
Device to define friction factor of materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2461811C1 RU2461811C1 RU2011116403/28A RU2011116403A RU2461811C1 RU 2461811 C1 RU2461811 C1 RU 2461811C1 RU 2011116403/28 A RU2011116403/28 A RU 2011116403/28A RU 2011116403 A RU2011116403 A RU 2011116403A RU 2461811 C1 RU2461811 C1 RU 2461811C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lever
- levers
- friction
- block
- interacting
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, а именно к методам исследования коэффициентов трения материалов.The invention relates to mechanical engineering, and in particular to methods for studying the coefficients of friction of materials.
Известны машины трения: машины для испытания материалов на трение типов 2168 УМТ и МГУТ-01.Known friction machines: machines for testing materials for friction types 2168 UMT and MGUT-01.
Универсальная машина для испытания материалов на трение 2168 УМТ предназначена для испытания фрикционных, антифрикционных и смазочных материалов на трение и износ (см. сайт http://www.tochpribor-nw.ru/production/friction-testing). Схемы испытаний: диск-палец, диск-колодка, стержень-палец. Привод машины - электромеханический с плавным регулированием скорости. Прижим образцов - пневматический (от сети или от баллона), измерение силы прижима - манометрическое. Охлаждение - водяное (от водопровода). Возможно программирование режимов испытаний. В процессе испытаний измеряется момент трения, сила прижима, температура, частота вращения, путь трения.The universal machine for testing materials for friction 2168 UMT is designed for testing friction, antifriction and lubricants for friction and wear (see the website http://www.tochpribor-nw.ru/production/friction-testing). Testing schemes: a disk finger, a disk block, a core finger. The drive of the machine is electromechanical with smooth speed control. The pressure of the samples is pneumatic (from the mains or from the cylinder), the measurement of the pressure is manometric. Cooling - water (from the water supply). Programming test modes is possible. In the process of testing, the moment of friction, the pressure force, temperature, speed, friction path are measured.
К недостаткам машины 2168 УМТ относятся высокое потребление энергии, высокая металлоемкость и большие габаритные размеры.The disadvantages of the machine 2168 UMT include high energy consumption, high metal consumption and large overall dimensions.
Машина трения МТУГ-01 предназначена для проведения испытаний на трение и износ металлических и неметаллических материалов в условиях применения различных смазочных материалов (см. сайт http://www.nanotech.ru/pages/about/mtu-1.htm).The MTUG-01 friction machine is designed to carry out friction and wear tests of metal and nonmetallic materials under various lubricants (see the website http://www.nanotech.ru/pages/about/mtu-1.htm).
Метод испытаний основан на взаимном перемещении прижатых друг к другу с заданным усилием испытываемых образцов в среде смазочных материалов или без них. В процессе испытания регистрируется момент трения с графическим отображением его изменения, а также температура испытуемых образцов. Схема контакта: торец вращающегося ролика и неподвижный диск. Момент трения регистрируется тензодатчиком, температура - термопарой.The test method is based on the mutual movement of the test pieces pressed against each other with a given force in or without lubricant. During the test, the moment of friction is recorded with a graphic display of its change, as well as the temperature of the test samples. Contact scheme: end face of a rotating roller and fixed disk. The moment of friction is recorded by a strain gauge, the temperature by a thermocouple.
К недостаткам машины МТУГ-01 относятся сложность конструкции и высокая стоимость.The disadvantages of the MTUG-01 machine include design complexity and high cost.
Наиболее близкой по технической сущности, взятой в качестве прототипа, является универсальная машина трения СМЦ-2 (см. сайт http://www.gubkin.ru/faculty/mechanical_engineering/chairs_and_departments/Uc hebn_nauch_proizv_centr_po_remontu/experiment/experimentl.php). Машина трения СМЦ-2 предназначена для испытаний материалов на трение и изнашивание при качении, качении с проскальзыванием и скольжении по схеме «диск-колодка». Диск (цилиндрический образец) устанавливается на валу привода машины, вращение которого производится электродвигателем через ременную передачу. Нагружение образцов производится через контртело, установленное в колодке и взаимодействующее с диском, а каретка перемещения уравновешивается противовесом, что позволяет проводить испытания при малых нагрузках на пару трения.The closest in technical essence, taken as a prototype, is the SMC-2 universal friction machine (see the website http://www.gubkin.ru/faculty/mechanical_engineering/chairs_and_departments/Uc hebn_nauch_proizv_centr_po_remontu / experiment / experimentl.php). SMC-2 friction machine is designed for testing materials for friction and wear during rolling, rolling with slipping and sliding according to the “disk-block” scheme. The disk (cylindrical sample) is mounted on the drive shaft of the machine, the rotation of which is carried out by an electric motor through a belt drive. The loading of the samples is carried out through the counterbody installed in the block and interacting with the disk, and the movement carriage is balanced by the counterweight, which allows testing at low loads on the friction pair.
К недостаткам машины трения СМЦ-2 следует отнести погрешности измерения, вызванные массивным механизмом нагружения и биением поверхности трения, трением в подшипниках, а также сложность конструкции.The disadvantages of the SMC-2 friction machine include measurement errors caused by the massive loading mechanism and runout of the friction surface, friction in the bearings, as well as the complexity of the design.
Задачей изобретения является разработка конструкции устройства с целью получения более достоверных результатов испытаний, уменьшения затрат на установку, а также снижения материалоемкости.The objective of the invention is to develop the design of the device in order to obtain more reliable test results, reduce installation costs, as well as reduce material consumption.
Решение поставленной задачи достигается тем, что устройство для определения коэффициента трения материалов по схеме «диск-колодка», содержащее колодку с контртелом, взаимодействующим с диском (цилиндрическим образцом), устанавливаемым на вал привода, в отличие от прототипа включает в себя две диаметрально расположенные колодки с контртелами, взаимодействующие с диском, нагружение которых осуществляется через систему рычагов, образующую замкнутый силовой подвижный контур и взаимодействующую с измерительным устройством. Система содержит верхний и нижний рычаги, связанные между собой с одной стороны рычагом, прикрепленным к нижнему рычагу шарнирно и снабженным упругим элементом нагружения, а с другой стороны рычагом, прикрепленным к верхнему рычагу шарнирно и снабженным устройством регулирования взаиморасположения рычагов между собой; нижняя колодка с контртелом погружена в масло, находящееся в ванне, установленной на нижнем рычаге, и зафиксирована через шаровое тело на рычаге, а верхняя колодка с контртелом, соединенная с термопарой контроля температуры, через шаровое тело зафиксирована на верхнем рычаге системы.The solution to this problem is achieved by the fact that the device for determining the coefficient of friction of materials according to the "disk-block" scheme, containing a block with a counterbody interacting with a disk (cylindrical specimen) mounted on the drive shaft, in contrast to the prototype includes two diametrically located blocks with counter bodies interacting with the disk, the loading of which is carried out through a system of levers forming a closed power movable circuit and interacting with the measuring device. The system comprises upper and lower levers connected on one side by a lever pivotally attached to the lower lever and provided with an elastic loading element, and on the other hand by a lever pivotally attached to the upper lever and provided with a device for adjusting the relative position of the levers between each other; the lower block with the counterbody is immersed in the oil located in the bath mounted on the lower lever and fixed through the ball body on the lever, and the upper block with the counterbody connected to the temperature control thermocouple is fixed on the upper lever of the system through the ball body.
Устройство дополнительно содержит кулачковый механизм переключения системы рычагов из рабочего положения в положение измерения момента трения в процессе испытания без отключения привода и прерывания процесса испытания.The device further comprises a cam mechanism for switching the lever system from the operating position to the position of measuring the friction moment during the test without disconnecting the drive and interrupting the test process.
Применение данного устройства для определения коэффициента трения позволяет получать более достоверные результаты испытаний за счет уменьшения динамической составляющей нагрузки пары трения, вызываемой неизбежным при практических испытаниях биением цилиндрической поверхности диска, которая (динамическая составляющая) пропорциональна не только величине биения, но и массе и жесткости системы нагружения; усилие нагружения пары трения за счет разработанной конструкции устройства с двумя контртелами оказывает незначительное влияние на подшипники вала привода диска.The use of this device for determining the coefficient of friction allows to obtain more reliable test results by reducing the dynamic component of the load of the friction pair, which is caused by practical beating of the cylindrical surface of the disk, which (the dynamic component) is proportional not only to the amount of runout, but also to the mass and rigidity of the loading system ; the loading force of the friction pair due to the developed design of the device with two counterbodies has a slight effect on the bearings of the drive shaft.
Отсутствие радиальной нагрузки подшипников привода дисков трения позволяет использовать любой регулируемый привод, обеспечивающий заданную частоту вращения, что значительно удешевляет конструкцию и снижает затраты на изготовление и эксплуатацию установки.The absence of a radial load of the bearings of the drive of the friction discs allows the use of any adjustable drive that provides a given speed, which significantly reduces the cost of the design and reduces the cost of manufacturing and operating the installation.
В результате патентного поиска не выявлено технических решений, идентичных заявляемому, что соответствует критерию «новизна».As a result of the patent search, no technical solutions were identified that are identical to the claimed one, which meets the criterion of "novelty."
Предлагаемое устройство может применяться в машиностроении для определения коэффициента трения, что соответствует критерию «промышленная применимость».The proposed device can be used in mechanical engineering to determine the coefficient of friction, which meets the criterion of "industrial applicability".
Новая совокупность признаков, а именно: наличие системы рычагов с упругим элементом нагружения, образующей замкнутый силовой подвижный контур нагружения пар трения и взаимодействующей с измерительным устройством, верхнего и нижнего диаметрально расположенных контртел, закрепленных в колодках и взаимодействующих с диском, позволяет разгрузить подшипники вала привода и получить новый экономический эффект: снизить стоимость устройства и повысить точность измерения, что подтверждает причинно-следственную связь новой совокупности признаков и достигнутого результата, которые не были известны из уровня техники до создания данного технического решения, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию «изобретательский уровень».A new set of features, namely: the presence of a system of levers with an elastic loading element, forming a closed power movable circuit for loading friction pairs and interacting with a measuring device, upper and lower diametrically located counterbodies fixed in blocks and interacting with the disk, allows you to unload the bearings of the drive shaft and get a new economic effect: reduce the cost of the device and increase the accuracy of measurement, which confirms the causal relationship of the new aggregate prize and the results achieved, which were not known from the prior art before the creation of this technical solution, which allows us to conclude that the technical solution meets the criterion of "inventive step".
Изобретение поясняется чертежом, на котором на Фиг.1 представлена принципиальная схема устройства для определения коэффициента трения, на Фиг.2 - вид А Фиг.1. Предлагаемое устройство состоит из привода 8, на выходном валу которого крепится диск 14 (цилиндрический образец) для испытаний (Фиг.2); верхнего 12 и нижнего 16 контртел, расположенных диаметрально друг к другу, закрепленных в колодках 10 и 17 соответственно, причем нижнее контртело 16 погружено в масло, находящееся в ванне 15, установленной на рычаге 7 (Фиг.1). Термопара 13 прикреплена к колодке 10. Контртела 12 и 16 прижаты с определенным усилием к диску 14 с помощью упругого элемента в виде пружины 4, расположенного на рычаге 6, проходящем через отверстие в рычаге 2, соответствующее диаметру рычага 6. Упругий элемент на рычаге 6 зафиксирован гайкой 5. Система, образованная рычагами 2, 6, 7 и рычагом 9, снабженным устройством регулирования взаиморасположения верхнего 2 и нижнего 7 рычагов между собой, образует замкнутый силовой контур нагружения пар трения и опирается одним концом в измерительное устройство 1 (весовое устройство). Устройство регулирования взаиморасположения рычагов 2 и 7 представляет собой рычаг 9 с резьбовым регулирующим соединением на длине рычага. Переключение системы рычагов из рабочего положения в положение измерения осуществляется при помощи кулачкового механизма 3, расположенного на раме измерительного устройства и соприкасающегося с верхним рычагом 2, и представляющего собой две стойки, закрепленные на раме измерительного устройства с установленным между ними на оси кулачком, изменяющим в зависимости от положения работы или измерения свое положение по отношению к рычагу 2.The invention is illustrated in the drawing, in which Fig. 1 shows a schematic diagram of a device for determining the coefficient of friction, Fig. 2 is a view A of Fig. 1. The proposed device consists of a drive 8, on the output shaft of which is attached a disk 14 (cylindrical sample) for testing (Figure 2); the upper 12 and lower 16 counter bodies located diametrically to each other, mounted in
Устройство работает следующим образом: диск (образец) закрепляют на выходном валу привода 8. В рабочем режиме рычаг 2 занимает горизонтальное положение, это осуществляется вручную с помощью механизма 3 переключения между положениями, при этом система рычагов находится в нагруженном состоянии. При переключении механизма 3 в положение измерения, возникающий при вращении диска момент трения передается посредством рычага 2 на измерительное устройство 1, по показаниям которого осуществляется определение коэффициента трения. Температура в зоне контакта регистрируется термопарой 13. На приводном валу можно закреплять два таких устройства и одновременно определять коэффициенты трения у двух различных образцов, либо проводить сравнительные испытания для разных материалов.The device operates as follows: the disk (sample) is mounted on the output shaft of the drive 8. In operating mode, the lever 2 is in a horizontal position, this is done manually using the mechanism 3 switching between positions, while the lever system is in a loaded state. When the mechanism 3 is switched to the measuring position, the frictional moment arising during the rotation of the disk is transmitted by means of the lever 2 to the measuring device 1, according to the readings of which the friction coefficient is determined. The temperature in the contact zone is recorded by
Применение данного устройства для определения коэффициента трения позволяет получать более достоверные результаты испытаний, снизить затраты на установку.The use of this device to determine the coefficient of friction allows you to get more reliable test results, reduce installation costs.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011116403/28A RU2461811C1 (en) | 2011-04-25 | 2011-04-25 | Device to define friction factor of materials |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011116403/28A RU2461811C1 (en) | 2011-04-25 | 2011-04-25 | Device to define friction factor of materials |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2461811C1 true RU2461811C1 (en) | 2012-09-20 |
Family
ID=47077543
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011116403/28A RU2461811C1 (en) | 2011-04-25 | 2011-04-25 | Device to define friction factor of materials |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2461811C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102768208A (en) * | 2012-07-16 | 2012-11-07 | 清华大学 | Device for measuring microstructure and components of contact area in superlubric state |
RU2538673C1 (en) * | 2013-07-29 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Method of assessment of force and friction coefficient during cold metal forming and device for its implementation |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU491877A1 (en) * | 1973-06-11 | 1975-11-15 | Ростовский-на-Дону институт инженеров железнодорожного транспорта | Stand for modeling friction processes in the wheel and rail contact |
RU2082149C1 (en) * | 1992-05-21 | 1997-06-20 | Дмитрий Петрович Марков | Method of wear testing of materials |
US20090084189A1 (en) * | 2007-09-28 | 2009-04-02 | Halliburton Energy Services, Inc. | Measuring mechanical properties |
-
2011
- 2011-04-25 RU RU2011116403/28A patent/RU2461811C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU491877A1 (en) * | 1973-06-11 | 1975-11-15 | Ростовский-на-Дону институт инженеров железнодорожного транспорта | Stand for modeling friction processes in the wheel and rail contact |
RU2082149C1 (en) * | 1992-05-21 | 1997-06-20 | Дмитрий Петрович Марков | Method of wear testing of materials |
US20090084189A1 (en) * | 2007-09-28 | 2009-04-02 | Halliburton Energy Services, Inc. | Measuring mechanical properties |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102768208A (en) * | 2012-07-16 | 2012-11-07 | 清华大学 | Device for measuring microstructure and components of contact area in superlubric state |
CN102768208B (en) * | 2012-07-16 | 2014-06-25 | 清华大学 | Device for measuring microstructure and components of contact area in superlubric state |
RU2538673C1 (en) * | 2013-07-29 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Method of assessment of force and friction coefficient during cold metal forming and device for its implementation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106198019B (en) | A kind of roll sliding friction life-cycle test device based on interface friction performance monitoring | |
CN206146769U (en) | Reciprocating type friction wear testing machine | |
RU188751U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINATION OF TRIBOLOGICAL CHARACTERISTICS OF MATERIALS | |
CN101514889A (en) | Multi-scale test machine for measuring lubricating oil film by optical interference method | |
CN102141505A (en) | Device and method for measuring friction coefficient under high temperature environment | |
JP2016211869A (en) | Scratch wear test device and method | |
CN104237039A (en) | Bearing ball friction-wear testing machine | |
CN102507170A (en) | Contact fatigue life prediction testing machine | |
CN102879197A (en) | Online detection tester for rotary drive pair mechanism | |
CN102967828A (en) | Force measuring rack | |
CN106248279B (en) | Rolling friction force and rolling friction coefficient measuring device | |
RU2461811C1 (en) | Device to define friction factor of materials | |
RU166759U1 (en) | MACHINE FOR TESTING SAMPLES FOR FRICTION-MECHANICAL FATIGUE | |
CN101852592A (en) | Heavy-duty optical elastohydrodynamic oil film measuring device | |
CN201764949U (en) | Equipment for measuring reloaded optic elastohydrodynamic oil film | |
CN108507480A (en) | A kind of slipper bearing lubricating oil film and frictional force real-time measurement apparatus | |
CN102590003A (en) | Rubber dynamic friction-wear detection method | |
CN201583466U (en) | Horizontal end surface friction-abrasion testing machine | |
CN107991045A (en) | Line contact slide frictional vibration noise fest platform | |
CN104749060A (en) | Tread rubber abrasion testing method | |
CN108169048B (en) | Novel friction and wear testing machine for film | |
CN102221435A (en) | Measuring apparatus of foil dynamic pressure air bearing resistance torque | |
RU2472128C1 (en) | Bench to tests shaft-bush friction pair | |
RU2745799C1 (en) | Installation for testing dry friction pair for wear during reciprocation | |
JP4538007B2 (en) | Friction meter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130426 |