SU65957A1

SU65957A1 - Device for determining friction coefficients

Info

Publication number: SU65957A1
Application number: SU627A
Authority: SU
Inventors: В.А. Желиговский
Original assignee: В.А. Желиговский
Priority date: 1944-06-27
Filing date: 1944-06-27
Publication date: 1945-11-30

Description

В предлагаемом, согласно изобретению , приборе дл определени коэфициентов трени один из испытуемых образцов, имеющий плоскую поверхность, укрепл етс на поверхности поставленной на ребро линейки, установленной под углом к направлению своего пр молинейного перемещени . Второй образец св зан с карандашом и вместе со своим держателем свободно лежит на бумаге, над которой движетс линейка, причем держатель устроен так, что поверхность укрепленного в нем образца соприкасаетс с поверхностью образца , укрепленного на линейке. Коэфициент трени образцов друг по другу определ етс по скольжению держател со своим образцом вдоль поверхности держател на линейке.In the device for measuring friction coefficients according to the invention, one of the test samples, having a flat surface, is fixed on the surface of a ruler placed on an edge, set at an angle to the direction of its straight-line movement. The second sample is connected with a pencil and, together with its holder, lies loosely on the paper, over which the ruler moves, and the holder is designed so that the surface of the specimen reinforced in it touches the surface of the specimen reinforced on the ruler. The coefficient of friction of the samples over each other is determined by the slip of the holder with its sample along the surface of the holder on the ruler.

На чертеже фиг. 1 и 2 изображают действующие при работе прибора силы при различных коэфициентах трени образцов друг по другу, фиг. 3 - схематиче(;кий вид прибора сверху, фиг. 4 - схематический вид держател с образцом сбоку.In FIG. 1 and 2 depict the forces acting during the operation of the device at different coefficients of friction of samples over each other, FIG. 3 - schematic (; cue view of the device from above; Fig. 4 - schematic view of the holder with the sample from the side.

Пр ма плоска линейка АВ (фиг. 1), поставленна на ребро.A straight AB flat ruler (Fig. 1) is set on an edge.

т. е. так, что плоскость ее перпендикул рна поверхности горизонтального стола, будучи перемещаема по поверхности последнего (на фиг. I, совпадающей с плоскостью чертежа) поступательно в направлении CD, при встрече с какимлибо твердым телом , свободно лежащем на столе, оказывает на последнее давление силою Р по направлению, перпендикул рному плоскости линейки АВ, так чтоi.e., so that its plane perpendicular to the surface of the horizontal table, being moved over the surface of the latter (in FIG. I, which coincides with the plane of the drawing), progressively in the direction of CD, when encountering any solid body that lies freely on the table, renders on last pressure by force P in the direction perpendicular to the plane of the ruler AB, so that

Z.ACP -J.Z.ACP -J.

Если угол ACD, образуемый плоскостью линейки АВ с направлением ее движени CD, отличаетс от пр мого, то сила Р образует с направлением CD перемещени линейки некоторый угол , неравный нулю.If the angle ACD, formed by the plane of the ruler AB with the direction of its movement CD, differs from the direct one, then the force P forms a certain angle with the direction CD of the movement of the ruler, which is not equal to zero.

Дл рассмотрени действий силы Р ее удобно разложить на слагающие S (по направлению CD перемещени линейки) и Т (вдоль линейки ). Слагающа S толкает тело Е по направлению перемещени линейки, а слагающа Т стремитс заставить тело Е скользить по линейке в направлении действи силы Т. Скольжению тела Е по плоскости линейки АВ стремитс преп тствовать сила трени F линейки по телу Е, направленна в сгорону , противоположную силе Т. При этом может иметь место один из двух случаев.In order to consider the actions of force P, it is convenient to decompose it into terms of S (in the direction CD of the displacement of the ruler) and T (along the ruler). The adherent S pushes the body E in the direction of movement of the ruler, and the adherent T tends to force the body E to slide along the ruler in the direction of the force T. The sliding of the body E along the plane of the ruler AB tends to prevent the friction force F of the ruler along the body E directed to the side opposite to the force T. In this case, one of two cases may occur.

1,Z. у. / с , т. е. угол не превосходит по своему численному значению угла трени (р линейки по телу Е. В этом случае сила трени F оказываетс равной силе Т 1, Z. y / s, i.e., the angle does not exceed in its numerical value the friction angle (p of the ruler over body E. In this case, the friction force F is equal to the force T

/tga и, будучи ей противоположна , полностью ее уравновешивает. Таким образом тело Е оказываетс под воздействием одной лишь силы 5, котора и перемещает его по направлению CD перемещени самой линейки. Относительно линейки тело Е не перемещаетс , и никакого скольжени тела Е по поверхности линейки не происходит./ tga and, being opposite to it, completely balances it. Thus, the body E is under the influence of only one force 5, which also moves it in the direction CD of the movement of the ruler itself. With respect to the ruler, the body E does not move, and no sliding of the body E along the surface of the ruler occurs.

2. Z.. этом случае сила трени достигает своего наибольшето возможного численного значени / Р1о- j-io так как Г Piija, а ,/а -Г, то Pig7. Pg, т. е. Т Р. Поэтому сила трени F уравновешивает собою не всю силу Т, а лишь равную себе часть ее (фиг. 2). Остающа с неуравновешенной часть силы Т, равна (Т-F}, действу на тело Е сов lecTHo с силой S, составл ет с ней ззвнодействующую JR, проход щую2. Z .. in this case, the friction force reaches its highest possible numerical value (P1-j-io), since G Piija, a, / a-G, then Pig7. Pg, i.e. T R. Therefore, the strength of friction F balances with itself not all the power of T, but only a part of itself which is equal to itself (Fig. 2). The remaining part of the unbalanced force T is equal to (T-F}, acting on the body of E co lecTHo with force S, constitutes with it the acting JR, passing

изнутри угла PCD а под углом к нормали Р, т. е. под углом (к - «) к направлению CD движени линейки.from the inside of the angle PCD a at an angle to the normal P, i.e. at an angle (k -) to the direction CD of the ruler movement.

Сила R есть единственна действующа (активна ) сила, приложенна к телу Е со стороны линейки . Под действием этой силы У тело Е вынуждено перемещатьс по ее направлению, т. е. по пр мой СИ, по которой направлена сила R. Скольз по поверхности стола, тело Е испытывает сопротивление силы fztif I трени по столу, где G есть вес тела Е, а коэфици-ент трени тела Е по поверхности -стола. Но направление силы (a-tgb всегда пр мо противоположно направлению силы R и зависит от него , а величина (численное значе-ние ) силы R при равномерном -скольжении тела Е по столу всегда равна величине силы Gig Ф Поэтому сила Gtg -трени тела Е по столу не измен ет направлени скольжени тела Е, и траектори тела Е остаетс отклоненной от нормали СР к линейке на угол -.The force R is the only active (active) force applied to the body E from the side of the ruler. Under the action of this force, the body E is forced to move along its direction, i.e. along a direct SI, along which force R. is directed. Slides along the table surface, body E experiences resistance to the force fztif I rub on the table where G is the weight of body E and the friction coefficient of the body E on the surface is the table. But the direction of the force (a-tgb is always directly opposite to the direction of the force R and depends on it, and the value (numerical value) of the force R with a uniform sliding of the body E on the table is always equal to the force Gig F Therefore the force Gtg is the length of the body E on the table does not change the direction of sliding of the body E, and the trajectory of the body E remains deflected from the normal CP to the ruler by an angle of -.

Если тело Е снабдить карандашом , а поверхность стола покрыть бумагою, то карандаш запишет на бумаге траекторию СЯ. Провед с, помощью угольника нормаль СР к направлению АВ линейки так, чтобы эта нормаль в какой-либо точке С пересекалась с траекторией СН, получаем на бумахе угол РСН а, тангенс которого численно равен коэфищ{енту трени тела Е по поверхности линейки АВ.If the body E is provided with a pencil, and the surface of the table is covered with paper, then the pencil will write the trajectory of the syringe on the paper. Conducted with, using a square, the normal CP to the direction of the AB ruler so that this normal intersects the CH trajectory at any point C, we get the angle PCH a on the paper, whose tangent is numerically equal to the coefficient of friction of the body E along the surface of the AB ruler.

Весьма удобно, не прибега к непосредственным измерени м угла РСН, отложить от точки С на пр мой СР отрезок СЕ, равный 100 мм, и в точке L восстановить перпендикул р ЕК к пр мой СЕ. Численное значение длины отрезка СЕ, измеренной в миллиметрах, разделенное на 100, равно численному значению тангенса угла ЕСН, т. е. коэфидиенту трени тела Е по поверхности линейки АВ.It is very convenient, not to have directly measured the PCH angle, to postpone the CE segment equal to 100 mm from point C to the straight CP, and at point L to restore the perpendicular EC to the direct CE. The numerical value of the length of the CE segment, measured in millimeters, divided by 100, is equal to the numerical value of the tangent of the angle of the unified social tax, i.e., the body friction coefficient E on the surface of the AB ruler.

Па этом основано устройсгво и применение предлагаемого прибора дл определени коэфидиентов трени тел.This is based on the device and application of the proposed device for determining the friction coefficients of bodies.

Линейка У (фиг. 3) шарнирно соединена с колодкой 2 посредством болта « гайки с барашком 3. Зат жкою гайкификсируетс The ruler Y (fig. 3) is hingedly connected to the block 2 by means of a bolt "of a nut with a lamb 3. With a screw nut it is fixed

угол между линейкой / и колодкою 2, угол Р - произвольный, но должен быть выбран , чтобыthe angle between the ruler / and the pad 2, the angle P is arbitrary, but must be chosen so that

- ср), где 9 есть угол- Wed), where 9 is the angle

взаимного трени испытуемых тел. Линейка / в совокупности с колодкою 2 образует род рейсшины. Ко-лодка 2 скользит по обрезу горизонтально лежащей Пv ooкoй доски 5, опира сь в то же врем на рабочую поверхность доски лапка:ми 4, удерживающими линейку / на некоторОй iBbicoTe над поверхностью чертежной доски. Свободный конец линейки / опираетс «а полозок 6, гюддерживающий этот конец линейки «а той же высоте над чертежной доской, так что между линейкой / и поверхностью доски образуетс свободный просвет.mutual friction of the subjects tel. The ruler / in conjunction with the block 2 forms the genus of the rail tire. Co-boat 2 slides over the edge of the horizontally lying board board 5, while at the same time resting on the working surface of the board: foot 4, holding the ruler / on some iBbicoTe above the surface of the drawing board. The free end of the ruler / is supported by the skid 6, which supports this end of the ruler at the same height above the drawing board, so that a free gap is formed between the ruler / and the surface of the board.

К доске должна быть прикреплена бумага без складок и перегибов.The board should be attached paper without folds and kinks.

. На поверхности бумаги устанавливаетс втора часть прибора, нижн часть которой состоит из круг . лого цилиндрического кольца 7. Это кольцо свободно лежит на поверхности бумаги. Высота его (по геометрической оси цилиндра) не- сколько меньше вертикального размера просвета между бумагою и линейкой /, вследствие чего линейка 1 может проходить над кольцом 7 до соприкосновени с испытуемым образцом, зажатым в раздвижном зажиме S, состо щем из двух половин, скрепл емых между собою и с вертикальной стойкой 9 болтами 10 с барашками. В раздвижных половинах зажима 5 имеютс горизонтальные прорезы дл прохождени болтов 10. Стойка 9 представл ет собою вертикальную пластинку, неподвижно прикрепленную нижним концом к кольцу 7 {фиг. 4).. A second part of the instrument is installed on the surface of the paper, the lower part of which consists of a circle. logo of the cylindrical ring 7. This ring lies loosely on the surface of the paper. Its height (along the geometrical axis of the cylinder) is somewhat less than the vertical size of the gap between the paper and the ruler /, as a result of which ruler 1 can pass over the ring 7 until it touches the test specimen clamped in the sliding clip S, which consists of two halves, between itself and with a vertical upright 9 bolts 10 with lambs. In the sliding halves of the clamp 5, there are horizontal slots for the passage of the bolts 10. The rack 9 is a vertical plate fixedly attached by the lower end to the ring 7 {fig. four).

Внутри кольца 7 имеетс плоска перекладина 11с. отверстием в центре кольца. В это отверстие впа на вертикальна трубка 12, несколько не доход ша до бумаги, на которой лежит кольцо 7. В эту трубку свободно вставл етс карандаш 13 так, что он может свободно скользить внутри трубки 12 в вертикальном направлении. Каран. даш 13 прижимаетс к бумаге весом груза 14, насаженного на верхний конец карандаша.Inside the ring 7 there is a flat crossbeam 11c. hole in the center of the ring. Into this hole there is a vertical tube 12, a little bit of the income of the paper to which the ring 7 lies. The pencil 13 is freely inserted into this tube so that it can slide freely inside the tube 12 in the vertical direction. Karan. The dash 13 is pressed onto the paper with a weight of 14 mounted onto the upper end of the pencil.

То из двух испытуемых тел, которое зажато в зажиме 8, должно быть расположено в нем таким образом , чтобы поверхность скольжени его по другому телу по возможности совпадала с вертикальной диаметральной плоскостью кольца. Второму телу испытуемой пары должна быть придана форма плоской полосы или ленты, котора That of the two test bodies, which is clamped in the clamp 8, should be located in it so that its sliding surface on the other body coincides as far as possible with the vertical diametrical plane of the ring. The second body of the test pair must be shaped as a flat strip or ribbon, which

любым способом (например посредством струбцинок) прикрепл етс к той вертикальной поверхности линейки , котора обращена в сторону ее движени , показанную на фиг. 3 стрелкою.in any way (for example by means of clamps) is attached to the vertical surface of the ruler, which faces in its direction of movement, shown in fig. 3 arrow.

При поступательном перемеш,е ии рейсшины /, 2 по направлению,With progressive movement, ei deshissinyi /, 2 in the direction,

показанному на фиг. 3 стрелкою, испытуемый образец, зажатый в зажимах 8, скользит по образцу, укрепленному на линейке 1, .пр; направлению от колодки 2 к свободному концу линейки /; при это.м карандаш 13 записывает на бумаге траекторию СН под углом трени ф к нормали к плоской поверхности образца, укрепленного на линейке. Дальнейша обработка этой записи крайне проста и сна из предыдущего .shown in FIG. 3 arrow, the test sample, clamped in the clips 8, slides over the sample, reinforced on the ruler 1,. direction from block 2 to the free end of the ruler /; In this case, pencil 13 records on paper the CH trajectory at an angle of friction f to the normal to the flat surface of the specimen fixed on the ruler. Further processing of this record is extremely simple and sleep from the previous one.

Если поверхность укрепленного на линейке / испытуемего образца неоднородна и коэфициент трени ее по другому образцу (укрепленному в зажимах 8) неодинаков в различных местах по длине образца , то записанна на бумаге траектори СН (фиг. 2) будет представл ть собою не пр мую, а кривую линию и, путем проведени касательных к ней в различных точках, позволит проследить все изменени коэфициента трени по д.тине изучае .мого образца по углам, образуемым этими касательными с направлением нормали CL к плоской поверхности укрепленного на линейке образца.If the surface of the specimen reinforced on the ruler / test is not uniform and the coefficient of friction over the other specimen (fixed in clamps 8) is not the same at different places along the length of the specimen, then the trajectory of the SN recorded on paper (Fig. 2) will not be straightforward, but a curved line and, by holding tangents to it at various points, will allow you to trace all the changes in the friction coefficient along the line you study your sample at the corners formed by these tangents with the normal direction CL to the flat surface fixed on the ruler sample.

Прибор в равной мере пригоден дл определени коэфициентов трени взаилшого скольжени (в любых попарных комбинаци х) таких тел, как образцы металла, дерева, ка.дп{ , стеблей, волокон, шпагата, почвы, решет, ремней, тканей, проволок и других. Так напри.д1ер, дл определени коэф1щиента трени снопов зального шпагата по тому же шпагату поперек волокон, один отрезок шпагата нат гиваетс вдоль линейки /, а два других вдоль вертикальных отогнутых краев зажимов 8.The device is equally suitable for determining the coefficients of friction due to mutual slip (in any pairwise combinations) of such bodies as samples of metal, wood, wood, stalks, fibers, twine, soil, sieves, belts, fabrics, wires, and others. So, for example, in order to determine the coefficient of friction of sheaves of a string twine along the same twine across the fibers, one piece of twine is pulled along the ruler /, and the other along the vertical bent edges of the clamps 8.

Как монтаж всей установки дл опытов, так равно и производство испытаний посредством этого прибора , весьма просты и требуют очень непродолжительного времени. Прибор при всей своей простоте очень чувствителен и дает весьма устойчивые показани , которые притом получаютс зафиксированными на бумаге в виде графической записи, пригодной дл обработки и проверки в любое врем .As the installation of the entire installation for experiments, so is the production of tests through this device, are very simple and require a very short time. The device, for all its simplicity, is very sensitive and gives very stable readings, which, moreover, are recorded on paper as a graphical record, suitable for processing and checking at any time.

Предмет изобретени Subject invention

Прибор дл определени коэфициентов трени , отличающийс применением дл укреплени одного из испытуемых образцов (в виде пластины, ленты или т. п.) поставленной на ребро линейки 1,A device for determining friction coefficients, which is used to strengthen one of the tested samples (in the form of a plate, tape or the like) on an edge of line 1,

расположенной под углом к направлению своего пр молинейного перемещени по покрытой бумагой горизонтальной плоскости, на которой лежит державка с карандашом }3 к приспособлением 8-10 дл креплени второго образца так, чтобы его одна бокова поверхность была открыта и могла сопрнкасатьс с образцом на боковой поверхности линейки.located at an angle to the direction of its rectilinear movement along a horizontal plane covered with paper, on which is a holder with a pencil} 3 to the fixture 8-10 for securing the second sample so that its one side surface is open and can match the sample on the side surface of the ruler .

.j).j)

Фиг. 3FIG. 3

2 32 3

I 13I 13

/ // 13 /2 / // 13/2