устройство для определения коэффициента трения

Формула изобретения

Устройство для определения коэффициента трения, содержащее образец, расположенный на исследуемой поверхности, связанную с грузом нить, а также датчик включения и датчик выключения электросекундомера, установленные соответственно в начале и конце метрового участка, отличающееся тем, что образец закреплен в каретке, жестко соединенной с горизонтальным поводком, второй конец которого шарнирно соединен с рамой, причем масса поводка значительно меньше массы образца с кареткой, а исследуемая поверхность выполнена в виде цилиндра, жестко соединенного со шкивом равного радиуса, при этом нить с грузом намотана на шкив.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, а именно к методам исследования коэффициентов трения материалов.

Известно устройство для определения коэффициента трения, содержащее образец, расположенный на исследуемой горизонтальной поверхности и при помощи нити, перекинутой через блок, связанный с грузом [1].

Недостатком данного устройства является низкая точность полученных на нем результатов.

Наиболее близким к предлагаемому устройству для определения коэффициента трения является устройство, содержащее образец, расположенный на исследуемой горизонтальной поверхности и при помощи нити, перекинутой через блок, связанный с грузом, а также датчик включения и датчик выключения электросекундомера, установленные соответственно в начале и конце метрового участка [2].

Недостатком данного устройства также является низкая точность полученных результатов, так как в них не учтены инерционные и фрикционные характеристики блока. Кроме того, данное устройство громоздко, так как длина исследуемой поверхности должна быть не меньше пути падения груза.

Задачей настоящего изобретения является повышение точности определения коэффициента трения с одновременным уменьшением габаритов устройства.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для определения коэффициента трения, содержащем образец, расположенный на исследуемой поверхности, связанную с грузом нить, а также датчик включения и датчик выключения электросекундомера, установленные соответственно в начале и конце метрового участка, образец закреплен в каретке, жестко соединенной с горизонтальным поводком, второй конец которого шарнирно соединен с рамой, причем масса поводка значительно меньше массы образца с кареткой, а исследуемая поверхность выполнена в виде цилиндра, жестко соединенного со шкивом равного радиуса, при этом нить с грузом намотана на шкив.

На фиг.1 изображена схема устройства для осуществления способа определения коэффициента трения, на фиг.2 - вид А на фиг.1.

Устройство для определения коэффициента трения (фиг.1) включает образец 1, который при помощи фиксаторов 2 закреплен в каретке 3. Каретка 3 жестко соединена с поводком 4, масса которого значительно меньше массы образца 1 с кареткой 3. Второй конец поводка 4 шарнирно соединен с рамой стенда (не показана). Образец 1 лежит на исследуемой поверхности (фиг.2), которая выполнена в виде цилиндра 5. Цилиндр 5 жестко соединен со шкивом 6, на котором намотана нить 7 с грузом 8. В состав устройства также входит электросекундомер 9 с которым, через электропроводку, связаны датчик включения 10 и датчик выключения 11, установленные соответственно в начале и в конце метрового участка S.

Прелагаемое устройство работает следующим образом.

Под тяжестью груза 8, шкив 6, а вместе с ним и цилиндр 5 приводятся во вращательное движение. При этом между образцом 1 и цилиндром 5 возникает сила трения, от величины которой будет зависеть время падения груза. Оно фиксируется на метровом участке при помощи датчиков 10 и 11, а также электросекундомера 9. Затем коэффициент трения определяется по формуле

где М - масса груза, кг;

m - масса образца, кг;

I - суммарный момент инерции цилиндра трения и шкива, кг·м²;

S - перемещение груза, м (S=1 м);

t - время перемещения груза на пути S, с;

g - ускорение свободного падения, м/с² ,

R - радиус цилиндра трения, равный радиусу шкива, м.

Причем фиксация образца 1 при помощи каретки 3 и шарнирно соединенного с рамой горизонтального поводка 4 позволяет обеспечить свободное давление образца 1 на цилиндр 5, под действием силы тяжести. При этом, поскольку масса поводка 4 значительно меньше суммарной массы образца 1 и каретки 3, в расчетах ею можно пренебречь.

Источники информации

1. Сабликов М.В. Сельскохозяйственные машины. Часть II. / М.В.Сабликов. - М.: Колос, 1968, с.7.

2. RU №2300755, Кл G01N 19/02, 2007 г - прототип.