SU1763951A1

SU1763951A1 - Способ определени коэффициента трени скольжени твердых материалов

Info

Publication number: SU1763951A1
Application number: SU904887766A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Павлович Рамзаев; Владимир Николаевич Малеванный
Original assignee: Саратовский политехнический институт
Priority date: 1990-12-04
Filing date: 1990-12-04
Publication date: 1992-09-23

Abstract

Изобретение относитс к методам определени коэффициента трени твердых материалов при ударе. Цель изобретени - повышение точности определени коэффициента трени при неустановившихс режимах движени путем исключени погрешностей , обусловленных действием импульса сил при ударе. Сущность решени заключаетс в измерении трех компонент ускорени контробразца в моменты времени после соударени с посто нной величиной ударного импульса, определении компонент демпфировани , скорости и его значени по предложенной формуле с помощью вычислительного устройства. 1 ил.

Description

(Я

С

Изобретение относитс к методам определени коэффициента трени твердых материалов при ударе и может быть использовано при исследовани х триболо- гических свойств пар трени , работающих в импульсном режиме.

Известны импульсные трибометры дл определени коэффициента трени тела вращени с образцом при ударе за счет раскручивани тела вокруг горизонтальной оси и освобождени дл падени на горизонтальную исследуемую плоскость образца. По измер емой длине, максимальной высоте отскока тела и предложенной формуле определ ют коэффициент трени .

Недостатком этого способа вл етс то, что он не позвол ет определ ть коэффициент трени образцов с произвольной формой , вл етс трудоемким и сложным дл объективной регистрации с помощью вычислительных устройств по измер емой высоте и длине.

Известен способ определени коэффициента трени скольжени различных материалов , заключающийс в том, что образец перемещают по наклонной поверхности неподвижного контртела с помощью ударного импульса, в процессе движени непрерывно регистрируют величины скоростей и компоненты полного вектора ускорени образца, а затем определ ют коэффициент трени скольжени по формуле.

Этот способ имеет погрешности, обусловленные действием импульса сил при ударе тел и указанием измерени в любой момент времени, регистрацией кинематических параметров только по двум координатам при нестабильном направлении удара и отсутствием существенных сил демпфировани в предложенной формуле.

VI О CJ Ю СЛ

Цель изобретени - повышение точности определени коэффициента трени при неустановившихс режимах движени путем исключени погрешностей, обусловленных действием импульса сил при ударе.

Указанна цель достигаетс тем, что в способе определени коэффициента трени скольжени твердых материалов одному из элементов пары трени сообщают ударный импульс и регистрируют в процессе движе- ни мгновенные значени компонентов векторов скоростей и ускорени , с учетом которых определ ют коэффициенттрени , а величину ударного импульса задают посто нной , регистрацию компонент векторов скоростей и ускорени осуществл ют в моменты времени после окончани соударени по трем координатам в переносном движении осей подвижной декартовой системы координат, св занных с центром т же- сти перемещающегос элемента пары трени , одна из которых ориентирована под углом 90° к поверхности трени , а две другие расположены на этой поверхности, дополнительно определ ют компоненты Кх и Ку демпфировани , а значение коэффициента f трени определ ют из соотношени :

f

V(x+Јx) + (v+ЈY)(

где X, Y и X, Y, Z - соответственно компоненты вектора скорости и ускорени ;

m - масса перемещающегос элемента пары трени ;

g - ускорение свободного падени .

На чертеже представлена блок-схема устройства дл определени коэффициента трени при ударе. Она состоит из испытуе- мых элементов пары трени - неподвижного образца 1 в виде магнитной ленты на твердом теле и контробразца 2 с закрепленным в центре т жести его трехкомпонент- ным датчиком ускорени 3, подключенным к усилителю 4. Два выхода усилител 4 соединены через интегрирующие усилители 5 и непосредственно с входом суммирующих усилителей 6. Выход усилителей 6 через два аналоговых преобразовател в виде схем возведени в квадрат 7 соединен с сумматором 8, выход которого подключен к преобразователю с схемой извлечени квадратного корн 9. Третий выход с усилител 4 и преобразовател 9 соединены с входом преобразовател делени двух величин 10, выход которого подключен через блок пам ти 11, аналого-цифровой преобразователь 12 к индикатору 13 со сбросом. К

блоку пам ти 11 также подключен задатчик времени 14.

На основе этой блок-схемы составлена и апробирована принциальна электрическа схема.

Способ осуществл етс следующим образом .

В центре т жести контробразца 2 закрепл ют датчик ускорени 3, две оси чувствительности которого лежат в плоскости трени , а треть нормальна ей. Дл посто нного контробразца 2 и керна, совершающего удар по нему, определ етс врем соударени гуд, которое вводитс на задатчик времени 14,

С помощью инерционных сил от керна контробразец 2 относительно образца 1 перемещают с ускорением, величина компонент которого по трем взаимно-перпендикул рным ос м регистрируетс датчиком 3. В соответствии с коэффициентом преобразовани каждого канала датчика 3 усилител 4 компенсируют их неравномерность и выдают три напр жени , пропорциональные действующим компонентам ускорени ах, Зу, 3z с одним коэффициентом преобразовани .

(, , )

Напр жени Ux и Uy интегрируютс и усиливаютс в преобразователе 5 дл получени сигнала, пропорционального состав- л ющим скорости контробразца 2 относительно неподвижного образца 1 с коК К эффициентом преобразовани -и-- и

m

соответственно

2 Ш2

(Lj K- VxlUH Vy)

(Tig

Компоненты демпфировани Кх и Ку дл эталонного контробразца определ ют один раз теоретически или экспериментально за счет размещени на его неупругих нит х, перемещени от ударного импульса, регистрации компонент скорости, ускорени и опX ределёни по выражени м Кх т2- ;

fX

Суммирующие усилители 6 формируют сигналы сумм горизонтальных компонент ускорени и приведенных к ним скоростей, т.е.

U§ K(X+);U$ K().

vГП2 уvГП2

которые преобразуютс в блоках 7 к квадрату их и суммируютс в блоке 8. Сигнал , пропорциональный сумме квадратов компонент проходит через аналоговый преобразователь схемы извлечени квадратного корн 9 и делитс в блоке 10 на вертикальную компоненту ускорени (g+Z). Преобразователь делени двух величин 10 формирует сигнал, пропорциональный коэффициенту трени в соответствии с формулой (1) и подаст его через блок пам ти 11 дл сохранени информации на врем ее съема, аналого-цифровой преобразователь 12 на цифровой индикатор 13 с трем знаками после зап той. Задатчик времени 14 исключает передачу сигнала f на индикатор 13 за врем удара. После съема информации о коэффициенте трени с индикатора 13 осуществл етс сброс ее и устройство возвращаетс в исходное состо ние.

Экспериментальна проверка показала , что у опытного образца из Д16Т по стали 45 (Ф 52 на 35) при ударе шаром 04 с высоты 50 мм и расчетном значении ,02 с коэффициент трени после дес ти соударений равен 0,2...0,25.

По сравнению с прототипом предлагаемое решение имеет положительный эффект в виде получени более точной информации о величине коэффициента трени в услови х удара. Эта информаци необходима дл объективной оценки качества изготовлени рабочих поверхностей трени и видов, количества смазочного материала, За счет аналогового вычислительного устройства компактно регистрируютс результаты контрол в цифровом виде.

Claims

Формула изобретени Способ определени коэффициента трени скольжени твердых материалов, заключающийс в том, что одному из элементов пары трени сообщают ударный импульс и регистрируют в процессе движени мгновенные значени компонентов векторов скорости и ускорени , с учетом которых определ ют коэффициент трени , о

тличающийс тем, что, с целью повышени точности определени коэффициента трени при неустановившихс режимах движени путем исключени погрешностей, обусловленных действием

импульса сил при ударе, величину ударного импульса задают посто нной, регистрацию компонент векторов скорости и ускорени осуществл ют в моменты времени после окончани соударени потрем координатам

в переносном движении осей подвижной декартовой системы координат, св занной с центром т жести перемещающегос элемента пары трени , одна из которых ориентирована под углом 90° к поверхности

трени , а две другие расположены на этой поверхности, дополнительно определ ют компоненты Кх и Ку демпфировани , а значени коэффициента f трени определ ют из соотношени

V

f g+z

()2+() 2 v m v m

j,f

где X, Y и X, Y, Z - соответственно компоненты векторов скорости и ускорени ;

m - масса перемещающегос элемента пары трени ;

g - ускорение свободного падени .

//