SU396596A1

SU396596A1 - METHOD FOR DETERMINING THE COEFFICIENT OF FRICTION

Info

Publication number: SU396596A1
Application number: SU1708919A
Authority: SU
Inventors: М. А. Броновец витель Г. П. Нерубенко
Original assignee: Николаевский ордена Трудового Красного Знамени кораблестроительный институт С. О. Макарова
Priority date: 1971-10-28
Filing date: 1971-10-28
Publication date: 1973-08-29

Description

1one

Изобретение касаетс области исследовани физико-механических свойств материалов, а именно исследовани процессов внешнего трени .The invention relates to the field of studying the physicomechanical properties of materials, namely the study of external friction processes.

Известен стгособ определени коэффициента трени , заключающийс в том, что производ т удар образца, выполненного в виде тела вращени , например maipa, по исследуемой поверхности контробразца, в процессе соударени создают относительное перемещение образца с заданной скоростью и по параметрам соударени определ ют коэффициент трени .The known method of determining the coefficient of friction is that a sample made in the form of a body of rotation, for example maipa, is struck against the surface of the counter piece, during the impact, a relative movement of the sample is created at a given speed and the coefficient of impact is determined by the impact parameters.

Целью изобретени вл етс автоматиза ци измерени коэффициента трени в процессе изнашивани пары трени .The aim of the invention is to automate the measurement of the coefficient of friction during the wear process of a pair of friction.

Это достигаетс тем, что образцу сообщают вынужденные колебани , а скорость относительного перемещени образца и конгробразца выбирают из услови возбуждени периодических колебаний образца, амплитуда которых пропорциональна коэффициенту трени . Кроме того, исследуемую поверхносгь контробразца устанавливают неподвижно, а образцу сообщают вынужденные колебани в нормальном и касательном направлени х к исследуемой поверхности в точке соударени .This is achieved by the fact that the sample is forced to oscillate, and the speed of the relative movement of the sample and the specimen is chosen from the conditions for initiating periodic oscillations of the sample, the amplitude of which is proportional to the coefficient of friction. In addition, the test surface of the counter piece is fixed, and the sample is reported to be forced to oscillate in the normal and tangential directions to the test surface at the point of impact.

Предлагаемый способ по сн етс чертежом.The proposed method is illustrated in the drawing.

При возбуждении вибратором 1 вертикальных , вдоль оси у, колебаний подвешенный на пружине 2 образец 3 соудар етс с исследуемой поверхностью контробразца 4, который перемещаетс с помощью рейки 5 и зубчатого колеса 6 относительно образца. Скорость относительного перемещени зависит от физико-механических свойств исследуемой пары трени и выбираетс из услови возбуждени периодических колебаний образца, амплитуда которых пропорциональна коэффициенту трени . При этом колебани образца в направлении, касательном к исслед}емой поверхности контробразца, регистрируютс тензодатчиком 7, а колебани в направлении нормали к исследуемой поверхности - тензодатчиком . 8. Сигналы с обоих тензода1тчнков по проводам 9 поступают к осциллографу 10, который при соответствующей тарировке показывает коэффициент трени .When the vibrator 1 initiates vertical, along the y axis, oscillations of the sample 3 suspended on the spring 2, collides with the test surface of the counter sample 4, which is moved with the help of the rail 5 and the gear wheel 6 relative to the sample. The rate of relative movement depends on the physicomechanical properties of the friction pair under study and is selected from the conditions for the excitation of periodic oscillations of the sample, the amplitude of which is proportional to the coefficient of friction. In this case, the oscillations of the sample in the direction tangential to the test surface of the contra-sample are recorded by the strain gauge 7, and the oscillations in the direction normal to the investigated surface are recorded by a strain gauge. 8. Signals from both strain gages on wires 9 come to the oscilloscope 10, which, with the appropriate calibration shows the coefficient of friction.

Исследуема поверхность контробразца может быть либо плоской, либо иной формы, в частности цилиндрической, и может быть расположена под произвольным углом к направлению колебаний образца.The surface of the contra-sample under study can be either flat or of a different shape, in particular cylindrical, and can be located at an arbitrary angle to the direction of oscillation of the sample.

Относительную скорость неремещени можно задавать путем поступательного перемещени контробразца, а также путем его трени относительно оси, перпендикул рной к направлению вынужденных колебаний образца , при этом коэ|ффИ(циент трени определ етс из выражени The relative speed of non-displacement can be specified by moving the counter-specimen progressively, and also by frictioning it relative to an axis perpendicular to the direction of the forced oscillations of the sample, while the coefficient is determined from the expression

/Cr«/ Cr "

2АКт sin 2AK sin

гg

(1)(one)

V(l + R)V (l + R)

где А - амплитуда колебаний образца в направлении , касательном к исследуемой поверхности контробразца в точке соударени (вдоль оси xj; /Сг - частота свободных колебаний системы прзжина-обраеец в том же направлении;where A is the amplitude of oscillations of the sample in the direction tangential to the studied surface of the specimen at the point of impact (along the xj axis; / Cr is the frequency of free oscillations of the system of sample-sample in the same direction;

ш - частота колебаний вибратора;W - the oscillation frequency of the vibrator;

V - нормальна составл юща скорости соударени образца с контробразцом;V is the normal component of the velocity of the collision of the sample with the counter piece;

R - коэффициент восстановлени скорости при ударе.R is the coefficient of speed recovery upon impact.

Если относительную скорость задают путем наклона плоскости контробразца относительно направлени колебаний вибратора, то конструктивное решение упрощаетс , и коэффициент трени определ етс из выражени If the relative speed is set by tilting the plane of the counter piece relative to the direction of oscillation of the vibrator, the design solution is simplified, and the coefficient of friction is determined from the expression

2лл:г81пl/l + (a + p).2ll: r81pl / l + (a + p).

- (2)- (2)

V( + R)V (+ R)

где а - угол наклона плоскости;where a is the angle of inclination of the plane;

р - угол трени исследуемой пары. При применении двукомпонентного вибратора конструктивное решение еще больше упрощаетс , ai коэ ффициент трени определ етс из выражени (1), когда установ тс периодические колебани образца вдоль оси у с амплитудой В, равнойp is the friction angle of the pair studied. When using a two-component vibrator, the design solution is further simplified, ai the friction coefficient is determined from expression (1), when the sample is periodically oscillated along the y axis with an amplitude B equal to

..

(3)(3)

где г/макс - амплитуда колебаний ви-братора в нормальном к исследуемой поверхности контробразща направлении (вдоль оси у);where g / max is the amplitude of oscillations of the vibrator in the direction opposite to the surface being examined (along the y axis);

УСв - частота свободных колебанийUsv - frequency of free oscillations

системы пружина-образец в том же направлении.sample spring systems in the same direction.

Предложенный способ может быть использован не только дл измерени коэффициентов трени при ударе, но и дл изучени закономерностей изнашивани при сухом и граничном трении с высокими относительными скорост ми скольжени , где элементарное фрикционное вза1имодействие протекает в режиме соударени микронеровностей.The proposed method can be used not only to measure friction coefficients at impact, but also to study the patterns of wear during dry and boundary friction with high relative slip speeds, where the elementary friction interaction proceeds in the mode of collision of asperities.

Предмет изобретени Subject invention

Claims

1. A method for determining a friction coefficient, comprising:

the impact of a specimen made in the form of a body of revolution, for example, a ball, on the surface of the counterbrade under investigation, in the course of the collision, creates a relative movement of the sample: with a given speed and parameters

collisions determine the coefficient of friction, characterized in that, in order to automate the measurement of the coefficient of friction during the wear process of a pair of friction, the sample is given forced oscillations, and the speed

The relative movement of the sample and contratractor is selected from the conditions for the excitation of periodic oscillations of the sample, the amplitude of which is proportional to the coefficient of friction.

2. A method according to claim 1, characterized in that the test surface of the contra-sample is fixed motionless, and the sample is reported to have forced oscillations in normal and tangential directions to the test surface at the point of impact.