SU966625A1

SU966625A1 - Device for investigating electriczation of non-metallic materials by friction

Info

Publication number: SU966625A1
Application number: SU813261454A
Authority: SU
Inventors: Витаутас Пиюс Матуолис
Original assignee: Институт Физики Ан Литсср
Priority date: 1981-03-17
Filing date: 1981-03-17
Publication date: 1982-10-15

Description

Изобретение относитс к электро измерительной технике и может быть использовано при исследовании электризации неметаллических материалов, а также при установлении предельно , допустимых HOfM электризации неметаллических материалов в услови х возбуждени статического электричества трением - скольжением и трением - качением.The invention relates to electrical measuring equipment and can be used to study the electrification of non-metallic materials, as well as to establish the maximum allowable HOfM electrification of non-metallic materials under the conditions of excitation of static electricity by friction - sliding and friction - rolling.

Известно устройство, состо щее иэ транспортирующей системы дл перемещени исследуемого материала измерительного цилиндрического электрода , держател измерительного электрода , тензодатчиков измерени .силы трени , регул торов дл синхронизации движени исследуемого материала и приборов дл измерени электризации . Измерительный электрод установлен на валу электродвигател , а тензодатники расположены на держателе. электрода и подсоединены к выходу регул тора синхронизации.A device is known that consists of a conveying system for moving the material under investigation into a measuring cylindrical electrode, a measuring electrode holder, strain gauges measuring friction forces, regulators for synchronizing the movement of the material under investigation, and electrification measuring instruments. The measuring electrode is mounted on the motor shaft, and the strain gauges are located on the holder. electrode and connected to the output of the synchronization controller.

Недостатком устройства вл етс возможность исследовани только та-. ких образцов, которые можно заготовить в виде бесконечной ленты и которые обладают достаточной прочноетью , чтобы их можно было бы транспортировать в замкнутой системе движени образца. Кроме того, при его исг пользовании невозможно исключить внутреннее структурное трение, испытываемое образцом, 1возникак1цее из-за нат жени во врем транспортировани .The drawback of the device is the possibility of examining only ta. These samples, which can be prepared in the form of an endless ribbon, and which have sufficient strength to allow them to be transported in a closed system of movement of the sample. In addition, when using it, it is impossible to exclude the internal structural friction experienced by the sample due to tension during transport.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс устройство дл электризации неметаллических материалов трени10 ем, содержащее приспособление дл креплени образца, по крайней мере, один возбухсдающий элемент, систему обеспечени возвратно-поступательного относительного, движени возбуж15 дающих элементов и образца и систему регистрации зар да на поверхности образца с д:этчиком 2}.The closest to the present invention is a device for electrization of non-metallic materials with a train, containing a device for fastening a sample, at least one exciting element, a system for providing reciprocating relative motion of the exciting elements and the sample, and a system for recording the charge on the surface of the sample with d: etchik 2}.

Однако это устройство характеризуетс невысокой точностью иссле20 довани электризации из-за значительного вли ни фоновых зар дов на результаты измерений.However, this device is characterized by low accuracy in the study of electrification due to the significant effect of background charges on the measurement results.

Цель изобретени - повышение точности исследовани за счет снижени The purpose of the invention is to improve the accuracy of research by reducing

25 вли ни фоновых зар дов на результаты измерений с помощью системл регистрации.25 The effect of background charges on measurement results using registration systems.

Цель достигаетс тем, что устройство дл исследовани электризации The goal is achieved by the fact that the device for the study of electrification

30 неметаллических материалов трением. содержащее приспособление дл креплени образца/ по крайней мере, один возбуждающий элемент, систему обеспечеии возвратно-поступательного относительного движени возбуждающих элементов и образца и систему регистрации зар да на поверхности образца с датчиком, снабжено двум возбуждающими элемента;ми , установленными на общей раме, и нейтрализатором, при этсм рама присоединена к упом нутой системе обеспечени возвратно-поступательно ;го движени , а датчик систо 1ы. регистрации и нейтрализатор установ лены на раме между возбуждающими элементами.. Кроме того, с целью упрощени конструкции за счет совмещени в одном элементе функций нейтрализатора и дат,чика системы .регистрации последний выполнен в виде радиоакти ного изотопа, нанесенного на металлическую подложку, присоединенную к измерительному входу системы регис рации. На фиг. 1 изображено устройство, вид со стороны подвески, на фиг.2 разрез А-А узла возбуждени . Устройство состоит-из монтажной рамы 1, на которой посредством осей 2-1 и 2-2 (фиг.1) установлены цилиндрические возбуждающие элементы .3-1 и 3-2, которые в рабочем положении прикасаютс к поверхности исследуемого образца 4. На монтажно раме, также креп тс стопорные узлы 5-1 и 5-2. Монтажна рама с размещенными на ней указанными узлами соедин етс с гибкой подвеской б посредством неподвижного стакана 7, а гибка подвеска, в свою очередь соедин етс посредством переходной скобы 8 с динамометром 9 или его датчиком, который имеет индикатор 1 максимальных показаний. Штанга привода 11 сопр жена с системой 12 воз вратно-поступательного движени с п водом 13 (показан условно). В центральной части устройства расположен фиксатор 14 груза, на котором крепитс груз 15. Между упом нутыми ци линдрическими элементами установлен датчик-преобразователь 16 и нейтрализатор 17.статического электричест ва, которые совмещены. Преобразователь подсоедин етс к системе регистрации зар да статического элект ричества (не показана). Образец 4 с помощью фиксаторов 18 крепитс горизонтальном положении к столику 19. Устройство работает следующим об разом. Система 12 созбуждени .совершает возвратно-поступательное движение Если стопорные узлы 5-2 наход тс в исходном положении (фиг.1). то цилиндрические элементы 3-1 и 3-2 вращаютс ,В процессе трбни - качени с поверхностью образца 4 на нем возникает электростатический зар д. Степень электризации регистрируетс Преобразователем 16 статического электричества и фиксируетс системой регистрации. Одновременно происходи нейтрализаци статического электричества . Совмещение преобразовател статического электричества с нейтрализатором технически осуществл етс путем применени радиоактивного изотопа , нанесенного на металлическую подложку, котора изолирована от корпуса устройства и присоединена ко входу системы регистрации. Когда стопорные узлы 5-1 и 5-2 привод тс в рабочее состо ние, цилиндрические элементы 3-1 и 3-2 свободно вращатьс не могут, в этом случае при возвратно-поступательном движении узла возбуждени статического электричества возникновение статического электричества на поверхности образца происходит.в результате процесса трени - скольжени . В св зи с тем, что узел возбуждени св зан с системой 12 возвратнопоступательного движени посредством динамометра с фиксацией максимгшьных показаний, которые завис т от силы давлени , оказываемого грузом 15 и характеристикповерхности образца. . Применение узла возбуждени статического электричества, который соединен с механизмом возвратно-поступательного привода механической св зью как по горизонтали, так и по вертикали, позвол ет исследовать образцы, которым свойственно наличие плоских деформаций и неровности . Это обеспечивает автоматическую регулировку устройства после его сборки,.а также обеспечивает равномерное прилегание цилиндрических элементов 3-1 и 3-2 к поверхности образца, что способствует высокой точности измерени . Применение цилиндрических элементов возбуждени статического электричества , которые расположены с обеих сторон преобразовател - нейтралиэатора и которые оборудованы стопорными узлами, позвол ет в значительной степени расгтмрить технические возможности устройства, так как электризаци образцов оцениваетс в результате воздействи трени -: скольжени и трени - качени . Совмещение преобразовател и нейтрализатора и расположение его между цилиндрическими элементами позвол ет повысить точность измерений и оценивать уровень статического электричества, который возникает только пропорционально плотности зар да в данный30 non-metallic friction materials. containing a device for fastening the sample / at least one excitation element, a system for providing reciprocating relative motion of the excitation elements and the sample, and a system for recording the charge on the sample surface with a sensor, is equipped with two excitation elements mounted on the common frame and a neutralizer When efs frame is connected to the said system providing reciprocating motion, and the sensor is 1s. registration and a neutralizer are mounted on the frame between the excitation elements .. In addition, in order to simplify the design by combining the functions of the neutralizer and the dates in one element, the registration system is made in the form of a radioactive isotope deposited on a metal substrate attached to the measuring the entrance of the registration system. FIG. Figure 1 shows the device, viewed from the side of the suspension; in Fig. 2, a section A-A of the drive unit. The device consists of a mounting frame 1, on which cylindrical exciter elements .3-1 and 3-2 are mounted by means of axes 2-1 and 2-2 (FIG. 1), which, in the working position, touch the surface of the test sample 4. The frame also holds the locking assemblies 5-1 and 5-2. The mounting frame with the indicated units on it is connected to the flexible suspension b by means of a fixed glass 7, and the flexible suspension, in turn, is connected by means of the transition bracket 8 to the dynamometer 9 or its sensor, which has an indicator of 1 maximum reading. The drive rod 11 is coupled with a reciprocating motion system 12 with a water drive 13 (conventionally shown). In the central part of the device there is a load lock 14, on which the load 15 is attached. Between the said cylindrical elements, a transducer 16 is installed and a static electricity converter 17, which are combined. The converter is connected to a static electricity charge detection system (not shown). Sample 4 is fixed horizontally to table 19 by means of clips 18. The device operates as follows. The excitation system 12 performs a reciprocating motion if the locking assemblies 5-2 are in the initial position (Fig. 1). then the cylindrical elements 3-1 and 3-2 rotate. During the rolling process with the surface of the sample 4, an electrostatic charge occurs on it. The degree of electrification is recorded by the Static Electrode Converter 16 and recorded by the recording system. At the same time, neutralization of static electricity occurs. The combination of a static electricity converter with a neutralizer is technically accomplished by using a radioactive isotope deposited on a metal substrate, which is isolated from the device case and connected to the input of the recording system. When the stopping units 5-1 and 5-2 are put into operation, the cylindrical elements 3-1 and 3-2 cannot rotate freely, in this case, during the reciprocating movement of the static excitation unit, the occurrence of static electricity on the sample surface ... as a result of the friction process - slip. Due to the fact that the excitation unit is connected to the system 12 of reciprocating movement by means of a dynamometer with fixing maximum readings, which depend on the pressure force exerted by the load 15 and the surface characteristics of the sample. . The use of a static electricity excitation unit, which is connected to the reciprocating drive mechanism by mechanical coupling both horizontally and vertically, allows one to investigate samples that are characterized by the presence of flat deformations and irregularities. This ensures automatic adjustment of the device after its assembly, and also ensures that the cylindrical elements 3-1 and 3-2 are evenly attached to the sample surface, which contributes to high measurement accuracy. The use of cylindrical elements of static electricity, which are located on both sides of the converter - neutralizer and which are equipped with stop assemblies, makes it possible to significantly reduce the technical capabilities of the device, since electrification of the samples is estimated as a result of the impact of friction - slip and friction. The combination of the converter and the neutralizer and its location between the cylindrical elements allows to increase the accuracy of measurements and estimate the level of static electricity, which occurs only in proportion to the charge density in a given

момент времени, т.е. снижаетс вли ние -фоновых зар дов. При этом в устройстве отсутствуют какие-либо контактные съемники зар да, что увеличивает надежность использовани устройства в целом.point in time, i.e. the influence of the background charge is reduced. At the same time, there are no contact charge removers in the device, which increases the reliability of using the device as a whole.

Предпйгаемое устройство позвол ет значительно ПОВЫСИТ точность исследовани электризации неметаллических материалов.The predicted device will significantly improve the accuracy of the electrification of non-metallic materials.

Claims

1. A device for studying the electrification of non-membrane materials by friction, containing a device for fastening samples, at least one exciting element, a system for providing reciprocating relative motion of the exciting elements and a sample, and a system for recording the charge on the surface of the sample, with a sensor that differs from that, in order to increase the accuracy of research by reducing the influence of phono,

the output of the measurement result with the registration system's help, it is equipped with two excitation elements mounted on a common frame and a neutralizer, while the frame is connected to the reciprocating system, and the sensor of the recording system and neutralizer are mounted on the frame between the exciting elements.

2. The device according to claim 1, characterized in that, in order to simplify its design by combining in one element the functions of the neutralizer and sensor of the registration systems 5, the latter is made in

the form of a radioactive isotope deposited on a metal substrate attached to the measuring input of the recording system.

Sources of information taken into account in the examination

1. USSR author's certificate

W 537305, cl. G 01 R 19/16, 30.11.76,

2. USSR author's certificate

4,36299, cl. G 01 R 29/12, 15.07.74,