СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФАКТИЧЕСКОЙ ПЛОЩАДИ КОНТАКТА ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для измерения фактической площади контакта деталей.

Из уровня техники известен способ измерения площади контакта твердых тел, заключающийся в том, что через контактирующие тела, одно из которых прозрачно, пропускают поляризованное оптическое излучение тел параллельно плоскости контакта, нормально к поверхности контакта возбуждают плоскую стоячую акустическую волну с длиной полуволны, кратной длине образца, а измерение площади контакта осуществляют по изменению положения плоскости поляризации [Авторское свидетельство №706743, опубл. 30.12.1979].

Недостатком такого способа являются ограниченные функциональные возможности, так как одно из контактирующих тел должно быть прозрачным, а для непрозрачных тел он неприменим.

Наиболее близким по технической сущности является способ, заключающийся в том, что на поверхность одной из деталей пары, покрытой тончайшим слоем смазки, напыляется тонкая пленка угля, на напыленную поверхность накладывают вторую деталь пары и сжимают их приложением нормальной нагрузки, светлые пятна касания измеряют планиметрированием [Беркович И.И., Громаковский Д.Г. Трибология. Физические основы, механика и технические приложения: Учебник для вузов. / Под редакцией Громаковского Д.Г., Самара, 2000. - С. 213].

Недостатком указанного способа является низкая производительность, так как необходимо измерить большое количество пятен контактов.

Технический результат настоящего изобретения заключается в повышении производительности.

Технический результат достигается способом измерения фактической площади контактов деталей, заключающимся в том, что на поверхность одной из деталей контактной пары наносится пленка, к которой прижимают вторую деталь, затем ее снимают, контактную поверхность детали освещают пучком света до и после прижима деталей, при этом измеряют интенсивность пучка света, падающего на контактную поверхность детали, I; коэффициенты отражения пленки и детали, Т_пл и Т_∂ соответственно; мощности излучения, отраженные от контактной поверхности детали до и после прижима деталей, P₁ и Р₂ соответственно; а площадь выступов, S_в, которая равна фактической площади контактов деталей, определяют по выражению

б

На чертеже, приведенном на фиг. 1, представлена функциональная схема устройства, поясняющая предложенный в настоящем изобретении способ. Устройство содержит излучатель 1, который формирует освещающий пучок 2, детали 3 и 4, опорную деталь 5, пучок 6, отраженный от детали 4, измеритель 7 излучения.

Для определения фактической площади контакта деталей 3 и 4 они располагаются на опорной детали 5. Затем деталь 3 снимается. Деталь 4 покрывается пленкой, закрывающей все ее выступы. Излучатель 1 пучком 2 освещает деталь 4. Мощность P₁ пучка 6, падающего на измеритель 7, будет равна

,

где I - интенсивность пучка света, падающего на деталь 4; S - номинальная площадь детали 4; Т_пл - коэффициент отражения пленки.

Затем к детали 4 прижимается деталь 3. В зоне контакта пленка разрушается. Поскольку контакт деталей происходит по выступам, то можно принять коэффициент отражения выступов равным коэффициенту отражения детали, а площадь выступов - фактической площади контактов деталей. Затем деталь 3 снимается и производится второе измерение мощности Р₂ пучка, отраженного от контактной поверхности детали 4

где S_пл - площадь детали 4, занятая пленкой; S_в - площадь детали 4, занятая выступами; Т_∂ - коэффициент отражения детали 4.

Номинальная площадь детали S будет складываться из площади, занятой пленкой, и площади выступов

Выражая из (3) S_пл и подставляя в (2) с учетом (1), получим

С помощью измерителя 7 можно измерить интенсивность пучка света, коэффициенты отражения пленки и детали.

Как можно видеть из выражения (4), площадь всех выступов контактирующих деталей определяется без необходимости измерения и подсчета площадей отдельных выступов, что позволяет повысить производительность.

Изобретательский уровень предложенного способа подтверждается отличительной частью формулы изобретения.