SU1395988A1

SU1395988A1 - Arrangement for investigating friction of flexible long-size specimens

Info

Publication number: SU1395988A1
Application number: SU864099401A
Authority: SU
Inventors: Давид Тенгизович Деметрадзе; Ренада Александровна Цветкова; Михаил Константинович Иванов
Original assignee: Институт Механики Машин Ан Гсср; Всесоюзный Научно-Исследовательский,Проектно-Конструкторский Институт Технологии Машин Малой Мощности
Priority date: 1986-05-19
Filing date: 1986-05-19
Publication date: 1988-05-15

Abstract

Изобретение относитс к области триботехнических испытаний материалов и может быть использовано дл подбора материалов при конструировании ленточных конвейеров, транспортеров , ременных передач и т.п. Цель изобретени - повьрение производительности прибора за счет автоматического поддержани стабильного значени силы трени . На основании 1 размещен держатель 3 истирающего элемента 4, который контактирует с гибким длинномерным образцом 5. Конец образца 5 закреплен в держателе 10, установленном на упругой балке 6. К другому концу образца 5, перекинутому через держатель 3 истирающего элемента 4, подвешено нагружающее устройство с расположенной под ним пружиной 14. При включении привода вращени истирающего элемента 4 происходит изменение трени и, следовательно, перемещение образца 5 и согласованна с ним деформаци упругой балки 6 и пружины 14, что приводит к изменению давлени образца 5 на истирающий элемент 4. В результате сила трени стабилизируетс по величине в процессе изнашивани . 2 ил.The invention relates to the field of tribological testing of materials and can be used for the selection of materials in the design of belt conveyors, conveyors, belt drives, etc. The purpose of the invention is to improve the performance of the instrument by automatically maintaining a stable value of the friction force. On the base 1 is placed the holder 3 of the abrading element 4, which is in contact with the flexible long sample 5. The end of the sample 5 is fixed in the holder 10 mounted on the elastic beam 6. To the other end of the sample 5, thrown over the holder 3 of the abrasive element 4, the loading device is suspended underneath the spring 14. When turning on the rotational drive of the abrasive element 4, the friction changes and, consequently, the movement of the sample 5 and the deformation of the elastic beam 6 and the spring 14, which is consistent with it, result in Sample 5 eneniyu pressure on abrasive member 4. As a result, the frictional force is stabilized in magnitude during wear. 2 Il.

Description

ISIS

Изобретение относитс к области триботехнических испытаний материалов и может быть использовано дл побора материалов при конструировании ленточных конвейеров, транспортеров, ременных передач и т.п.The invention relates to the field of tribological testing of materials and can be used to pick up materials in the design of belt conveyors, conveyors, belt drives, etc.

Цель изобретени - повьшение производительности прибора за счет автоматического поддержани стабильно- го значени силы трени ,The purpose of the invention is to increase the performance of the instrument by automatically maintaining a stable value of frictional force,

На фиг, 1 изображен предлагаемый приборj на фиг. 2 - схемы иллюстрирующие работу прибора при возникновении сил трени разной величины. FIG. 1 shows the proposed device j in FIG. 2 - diagrams illustrating the operation of the device in the event of the occurrence of friction forces of different sizes.

Прибор содержит основание 1, на котором закреплен корпус ,2 с размещенным на нем держателем 3 истирающе го элемента 4, вьтолненного в виде барабана, установленного с возможно™ стью вращени в корпусе 2 с помощью прдаода (не показан) и контактирующего с исследуемым образцом 5 в виде гибкой ленты или провода, На основании консольно закреплены упруга балка 6 н ограничитель 7 перемещени упругой балки в направлении ее наименьшей жесткости в нагр /жённом положении при помощи винта 8 контргайки 9, размещенных на нем.- На упругой балке 6 установлен дер сагель 10 одного из концов образца 5,, предназначенный дл воспри ти действующего на образец 5 усили , и его регистрации например, при помощи закрепленных на балке 6 тензометров сопротивлени и соединенной с ними регистрирующей аппаратурой (не показаны). К другому концу образцй 5;, перекинутого .через держатель.3 истирающего элемента 4 подвешен груз, состо щий из посто нной 11 и съемной 12. частей( расположенных в оправке 3, установленной н цилиндрической npyuwlie 14 сжати так что ее ось проходит через центр т же сти груза с Диаметр проволоки пружины 14 определ ют по формулеThe device contains a base 1 on which the body is fixed, 2 with the holder 3 of the abrasive element 4 placed on it, filled in the form of a drum mounted with possible rotation in the body 2 using a probe (not shown) and in contact with the test sample 5 in flexible tape or wire, on the basis of a cantilever fixed elastic beam 6 n limiter 7 to move the elastic beam in the direction of its least rigidity in the loaded / woody position with screw 8 of the counter nut 9 placed on it. On the elastic beam 6 is installed ep sagel 10 one end of the sample 5 ,, intended for sensing current to the sample 5 force, and its registration for example, using a beam 6 mounted on resistance strain gauges and associated recording equipment (not shown). To the other end of sample 5 ;, thrown over the holder. 3 of the abrasive element 4 is suspended a load consisting of a constant 11 and removable 12. parts (located in a mandrel 3 mounted on a cylindrical npyuwlie 14 squeeze so that its axis passes through the center t the load with the wire diameter of the spring 14 is determined by the formula

d « 2d «2

4112Е 4112E

Г с17з S s17z

Е модуль упругости материала упругой балки;E is the modulus of elasticity of the material of the elastic beam;

I - момент инерции поперечногоI - the moment of inertia of the transverse

сечени упругой балки; elastic beam sections;

R - средний радиус цилиндрической пружины;R is the average radius of the cylindrical spring;

п число рабочих витков цилиндрической пружины;n the number of working turns of the cylindrical spring;

G - модуль сдвига материала пружины;G is the shear modulus of the spring material;

L - длина упругой балки от места закреплени в основании до места креплени гибкого длинномерного образца, ч Груз состоит из посто нной 11 и съемной 12 частей, массы которых определены соотношениемL is the length of the elastic beam from the fixing point at the base to the fixing point of the flexible lengthy specimen, h The load consists of a constant 11 and a removable 12 parts, the masses of which are determined by the ratio

m.m.

fx tofx to

1one

5five

0 5 40 5 0 5 40 5

oo

где m и fflj - массы посто нной иwhere m and fflj are constant masses and

съемной частей груза; |u - козффициент трени removable cargo parts; | u - friction coefficient

между образцом и барабаном .between the sample and the drum.

Пружина 14 сжати неподвижно закреплена на основании 1 с помощью оправки 15 с цилиндрическим отверстием , диаметр которого равен наружному диаметру пружины 14 сжати . На стойке 16, жестко закрепленной на основании 1, размещен индикатор 17, наконечник которого упираетс в верхний торец цилиндрической оправки 13 и предназначен дл определени величины деформации пружины 14 сжати под действием посто нной Пи съемной 1,2 .частей груза. Груз подвешен на конце образца 5 с помощью держател 18 груза и контргайки 19, причем они служат также и дл регулировки прибора путем компенсации длины образца 5.The compression spring 14 is fixedly mounted on the base 1 by means of a mandrel 15 with a cylindrical hole, the diameter of which is equal to the outer diameter of the compression spring 14. An indicator 17 is placed on a rack 16 fixed on the base 1, the tip of which rests on the upper end of the cylindrical mandrel 13 and is designed to determine the amount of deformation of the compression spring 14 under the action of a constant PI removable 1.2 parts of the load. The load is suspended at the end of sample 5 using the load holder 18 and lock nuts 19, and they also serve to adjust the device by compensating for the length of sample 5.

Дрибор работает следующим образом .Driver works as follows.

Образец 5 заданной длины неподвижно закрепл ют в держателе 10 и пере- кидьшают другой конец образца 5 через истирающий элемент 4. Образец 5 нагружают посто нной 11 и съемной 12 част ми грузов; и плавно опускают в оправку 13 с грузом на предварительно оттарированную цилиндрическую пружину 1.4 сжати . По изменению показаний индикатора 17 определ ют деформацию пружины 14 сжати и по тарированному графику наход т величину усили , на которую сжата пружина 14 уменьшает нат жение в образце 5, обусловленное действием груза. Посто нна часть 11 груза массой т создает необходимое нат жение образца 5, компенсиру при этом упругое воздействие сжатой пружины 14. Съемна часть 12 груза m,j обеспечивает заданную величину силы трени при заданном диаметре истирающего элемента 4.Sample 5 of a given length is fixed in the holder 10 and perekidyut the other end of the sample 5 through abrasive element 4. Sample 5 is loaded with a constant 11 and a removable 12 pieces of cargo; and gently lower it into the mandrel 13 with a load on the previously ottirovanny cylindrical spring 1.4 compression. By changing the indications of the indicator 17, the deformation of the compression spring 14 is determined and the magnitude of the force by which the spring 14 is compressed reduces the tension in the sample 5 due to the action of the load. The constant part 11 of the load with mass t creates the required tension of the sample 5, while compensating for the elastic effect of the compressed spring 14. The removable part 12 of the load m, j provides a predetermined amount of frictional force for a given diameter of the abrasive element 4.

Точную регулировку нагрузки на образец 5 осуществл ют изменением длины держател груза и фиксируют его контргайкой 19. Под действием груза упруга балка 6 прогибаетс и занимает положение, соответствующее силе трени заданной величины, после чего винтом 8 фиксируют положение упругой балки 6 и удал ют съемную 12 часть груза. Затем включают привод вращени истирающего элемента 4 и одновременно освобождают упругую балку 6 от действи винта 8, вывинчива его из ограничител 7. Во врем опыта регистрируют триботехнические показатели пары трени . Если сила трени увеличиваетс по сравнению с заданной, то упруга балка 6 отклон етс вправо относительно положени , соответствующего заданной силе трени , в результате чего сила действи груза на пружины 14 возрастает, а следовательно, уменьшаетс нат жение образца 5 и соответственно уменьшает с сила трени . Если величина силы трени уменьшаетс по сравнению с заданным значением, то упруга балка 6 отклон етс влево, в результате чего сила действи груза на пружиг ну 14 уменьшаетс , а следовательно, увеличиваетс нат жение образца 5 и соответственно увеличиваетс сила трени . Диаметр d и соотношени массExact adjustment of the load on the sample 5 is carried out by changing the length of the load carrier and fixing it with a lock nut 19. Under the action of the load, the elastic beam 6 bends and takes a position corresponding to the friction force of a given value, then the screw 8 fixes the position of the elastic beam 6 and removes the removable 12 part cargo. Then the rotational drive of the abrasive element 4 is turned on and at the same time the elastic beam 6 is released from the action of the screw 8, unscrewing it from the stopper 7. During the experiment, the tribotechnical indicators of the pair of friction are recorded. If the friction force increases in comparison with a predetermined, then the elastic beam 6 is deflected to the right relative to the position corresponding to the predetermined friction force, as a result of which the force of the load on the springs 14 increases, and consequently, the tension of the sample 5 decreases and, accordingly, reduces the friction force. If the value of the friction force is reduced compared with the specified value, then the elastic beam 6 is deflected to the left, as a result of which the force of the load on the spring 14 decreases, and consequently, the tension of the sample 5 increases and, accordingly, the friction force increases. Diameter d and mass ratio

т и т,, рассчитанные по вьш1еприве- денньм соотношени м, обеспечивает при одной и той же дополнительной нагрузке на пружину 14 сжати и упругую балку 6 одинаковые деформации пружины 14 и упругой балки 6, поэтому сила трени в процессе испытани остаетс посто нной.t and t, calculated according to the above ratio, with the same additional load on the compression spring 14 and the elastic beam 6, the same deformations of the spring 14 and the elastic beam 6, therefore, the frictional force during the test remains constant.

оabout

рмула изобретени rmula of invention

00

5five

5 five

00

Прибор дл исследовани трени гибких длинномерных образцов, содержащий основание установленный на нем с возможностью вращени истирающий элемент, консольно закрепленную на основании упругую балку, установлен- ный на ней держатель одного из концов образца и груз, подвешиваемый на другом конце образца с помощью держател груза, отличающийс тем, что, с целью повышени 11роизводительнести за счет автоматического поддержани значени силы трени , он снабжен регулируемым ограничителем перемещени упругой балки в направлении ее наименьшей жесткости, цилиндрической пружиной, установленной на основании соосно держателю груза с возможностью взаимодействи с грузом, и приспособлением дл регулировани длины держател груза, а диаметр проволоки пружины выбран из соотношени A device for examining the friction of flexible lengthy specimens, containing a base mounted on it with the possibility of rotation an abrasive element, a cantilever mounted on the base, an elastic beam, a holder of one of the ends of the specimen mounted on it and a weight suspended at the other end of the specimen By the fact that, in order to increase productivity by automatically maintaining the value of frictional force, it is equipped with an adjustable limiter for moving the elastic beam in the direction of its least s rigidity, a coil spring mounted coaxially on the basis of the load bearing engageable with the load, and a device for adjusting the length of the cargo holder, and the diameter of the spring wire is selected from ratios of

1,11 1.11

ГсП Hpp

где Е - модуль упругости материала упругой балки;where E is the modulus of elasticity of the material of the elastic beam;

I - момент инерции поперечного сечени упругой балки;I is the moment of inertia of the cross section of the elastic beam;

п - число рабочих витков цилиндрической пружины;n is the number of working turns of the cylindrical spring;

G - модуль сдвига материалаG - material shear modulus

пружины; L - длина упругой балки.springs; L is the length of the elastic beam.

фие.2FI.2

Claims

Claim

A device for studying the friction of flexible long specimens containing a base; an abrasive element mounted on it with the possibility of rotation, an elastic beam cantileverly mounted on the base, a holder for one of the ends of the sample mounted on it, and a load suspended on the other end of the sample with a load holder, characterized in that, in order to increase productivity due to the automatic maintenance of the value of the frictional force, it is equipped with an adjustable limiter for the movement of the elastic beam in the direction of its lowest 2Q stiffness, a coil spring mounted on the base coaxially th load to cooperate with the load, and a device for adjusting the length of the load carrier 25 and the diameter of the spring wire is selected from the relation l ₌ o t | 12EIRln d = A 2 | -----, where E - modulus of elasticity of the elastic material of the beam;

I is the moment of inertia of the cross section of the elastic beam;

R is the average radius of the coil spring;

η is the number of working turns of a coil spring;

4θ G is the shear modulus of the spring material;

L is the length of the elastic beam.

fig 2