Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для определения коэффициента трения покоя

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при определении фрикционных свойств образцов с плоской рабочей поверхностью на плоской горизонтальной опорной поверхности с различными типами покрытий.

Известно "Устройство для измерения коэффициента сцепления аэродромного и дорожного покрытий" (RU 2134415 C1, G01N 019/02 (1995.01), 10.08.1999), которое предназначено для оценки состояния дорожного покрытия механическим способом. Устройство содержит измерительное колесо, которое установлено на отдельной раме, соединенной с балкой заднего моста зажимным устройством. На раме установлен шарнир с измерительным датчиком. Измерительное колесо через полуоси соединено с задающим колесом. Для вертикальной нагрузки на измерительное колесо в измерительной системе устройства имеется груз, закрепленный шарнирно. Усилие нагрузки передается пружинным амортизатором.

В известном устройстве значение коэффициента сцепления определяют путем измерения продольной силы сцепления измерительного колеса с поверхностью покрытия при постоянной его пробуксовке.

Недостатком известного устройства является то, что измерительное колесо принуждается к постоянному механическому скольжению по поверхности покрытия, что увеличивает погрешность измерений. При этом измерение коэффициента сцепления осуществляется на заданной скорости - 50 км/час.

Другим известным устройством является "Устройство для определения коэффициента сцепления колеса с аэродромным покрытием" (авторское свидетельство №630982, кл. G01N 19/02, 30.03.1981).

Известное устройство содержит измерительное колесо, блокировочную муфту, редуктор, измерительный элемент, вычислитель, пульт управления, измерительный прибор, раму измерительной тележки, центральную тягу, боковую тягу, направляющую тягу и ведущее колесо.

Определение коэффициента сцепления известным устройством заключается в том, что при движении измерительной тележки из-за разницы в диаметрах ведущего и измерительного колес, соединенных редуктором через блокировочную муфту, осуществляется движение измерительного колеса с заданной пробуксовкой относительно покрытия. Соотношение диаметров ведущего и измерительного колес обеспечивает заданную пробуксовку измерительного колеса. Вследствие пробуксовки измерительного колеса возникает продольная сила сцепления. Недостаток известного устройства заключается в том, что при определении коэффициента сцепления устанавливается скорость движения, равная 40-50 км/час, при этом появляется занос измерительной тележки и возникает поперечная сила торможения, что занижает точность измерения коэффициента сцепления. Занос измерительной тележки обусловлен наличием разных диаметров у измерительного и ведущего колес.

Кроме того, известно «Устройство для определения коэффициента сцепления колеса с аэродромным покрытием» (RU №2259569 C1, G01P 15/08 (2000.01), 27.08.2005). Представленное устройство отличается сложностью конструкции.

В существующих устройствах для определения коэффициента трения необходимо изготавливать сложные дорогостоящие детали.

Задача изобретения заключается в упрощении конструкции устройства для определения коэффициента трения покоя образца с плоской рабочей поверхностью и повышении точности измерения.

Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции устройства для определения коэффициента трения покоя образца с плоской опорной поверхностью и повышение точности измерения.

Устройство для определения коэффициента трения покоя образца с плоской рабочей поверхностью содержит основание 1 с двумя жестко закрепленными на нем ушками 2 с отверстиями (фиг. 1). Основание 1 выполнено в виде тарельчатого диска с полой выемкой цилиндрической формы в нижней части, обращенной к испытуемой плоской горизонтальной опорной поверхности 3. В выемку основания 1 помещен и зафиксирован испытуемый образец, имеющий форму и размеры, соответствующие выемке. Ушки 2 расположены в вертикальной плоскости параллельно друг другу. В ушках 2 выполнены два отверстия соосно друг другу. В отверстия ушек 2 установлена ось 4 с возможностью вращения и фиксации в осевом направлении. К оси 4 жестко прикреплен стержень 5. Причем стержень 5 выполнен с возможностью установки и фиксации грузов 6 различной массы. При этом грузы 6 прикреплены к стержню 5 штифтом 7.

К верхней части стержня 5 прикреплена нить 8, предназначенная для удерживания стержня в наклонном положении при определении коэффициента трения покоя испытуемого образца. К нити 8 присоединен динамометр 9, фиксирующий возникающее продольное усилие, и датчик горизонтального положения 10.

При определении коэффициента трения покоя испытуемого образца нить 8 располагают и поддерживают в горизонтальном положении.

Устройство для определения коэффициента трения покоя образца с плоской рабочей поверхностью работает следующим образом.

На плоскую горизонтальную опорную поверхность устанавливают устройство для определения коэффициента трения покоя испытуемого образца таким образом, чтобы испытуемый образец, зафиксированный в выемке основания 1, находился на плоской горизонтальной опорной поверхности 3, стержень 5 с грузом 6 находился в наклонном неподвижном положении, близком к вертикальному, и обеспечивал минимальное натяжение нити 8, к которой присоединены динамометр 9 и датчик горизонтального положения 10 (фиг. 1), при этом нить 8 с присоединенным к нему динамометром 9 и датчиком горизонтального положения 10 располагают горизонтально.

Для определения коэффициента трения покоя испытуемого образца медленно наклоняют стержень 5 с грузом 6, при этом уменьшают угол<р, и обеспечивают горизонтальное расположение нити 8. Под действием веса груза 6 стержень 5 поворачивают относительно оси 4. При этом горизонтальное усилие на нити 8 возрастает. Испытуемый образец будет находиться в покое относительно плоской горизонтальной опорной поверхности 3 до тех пор, пока горизонтальная сила Р, действующая на него со стороны стержня 5, не превысит силу трения покоя испытуемого образца на плоской горизонтальной опорной поверхности 3. В момент начала микросмещения испытуемого образца по плоской горизонтальной опорной поверхности 3 фиксируют максимальное показание динамометра 9 при горизонтальном положении нити 8. По результатам измерений определяют коэффициент трения покоя испытуемого образца на плоской горизонтальной опорной поверхности 3 как отношение величины максимального горизонтального усилия, соответствующего* максимальному показанию динамометра 9, к весу устройства.

Повышение точности измерений обеспечивают уменьшением инертности испытуемого образца в момент начала его микросмещения по опорной поверхности за счет размещения груза 6 на удалении от испытуемого образца и опорной поверхности.

Предлагаемое устройство для определения коэффициента трения покоя образца с плоской горизонтальной опорной поверхностью 3 обеспечит упрощение конструкции и повысит точность измерения коэффициента трения покоя.

Источники информации

1. RU 2134415 C1, G01N 019/02 (1995.01), 10.08.1999.

2. Авторское свидетельство №630982, кл. G01N 19/02, 30.03.1981.

3. RU №2259569 C1, G01P 15/08 (2000.01), 27.08.2005.