Способ определения коэффициента трения подшипника
Авторы патента:
Владельцы патента RU 2598696:
Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" (RU)
Изобретение относится к способам измерения трения в подшипниках. Способ определения коэффициента трения подшипника заключается в создании усилия на подшипник от нагрузочного устройства. При этом создается дополнительное усилие от силовозбудителя. Причем усилия, приложенные к подшипнику от нагрузочного устройства и от силовозбудителя, создаются на равных, но противоположных плечах с последующим расчетом коэффициента трения по формуле
,
где F1 - усилие, приложенное к подшипнику от силовозбудителя; F2 - усилие, приложенное к подшипнику от нагрузочного устройства; L - плечо приложения силы; D - диаметр подшипника. Техническим результатом является создание устройства, обеспечивающего определение коэффициента трения подшипника. 4 ил.
Изобретение относится к способам измерения трения в подшипниках.
Известен метод определения коэффициента трения и интенсивности изнашивания ОСТ 92-4613-2012, который и был принят авторами за аналог.
Данный способ заключается в определении силы (коэффициента) трения и интенсивности изнашивания, перемещающихся относительно друг друга пар трения (подшипника) из испытываемых материалов с постоянными и переменными скоростями скольжения, статическими нагрузками и температурами в течение определенного заданного времени. Нагрузка прилагается к подшипнику. Однако если рассматривать случай, когда на подшипник нагрузка приходит через плечо определенной длины, при расчете силы (коэффициента) трения необходимо учитывать размер плеча. Также если рассматривать подшипники, которые устанавливаются, например, в элементах управления ракеты (элевоны, элероны), где максимальный поворот происходит на небольшие углы, не более 25°, необходимо рассматривать случай качания подшипников.
В силу вышеизложенного, с учетом приложения нагрузки через плечо определение коэффициента трения подшипника заключается в создание усилия на подшипник от нагрузочного устройства, а также создание дополнительного усилия от силовозбудителя, причем усилия, приложенные к подшипнику от нагрузочного устройства и от силовозбудителя, создаются на равных, но противоположных плечах с последующим расчетом коэффициента трения по формуле
,
где F1 - усилие, приложенное к подшипнику от силовозбудителя;
F2 - усилие, приложенное к подшипнику от нагрузочного устройства;
L - плечо приложения силы;
D - диаметр подшипника.
Предложенное техническое решение поясняется чертежами на примере измерения коэффициента трения шарнирного подшипника на стенде, показанном на фиг. 1-4, где изображен общий вид и сечение по отдельным элементам.
На фиг. 1-4 указаны позиции в следующем порядке:
1 - шарнирный подшипник;
2 - внутреннее кольцо;
3 - наружное кольцо;
4 - ось;
5 - качалка;
6 - кронштейн;
7 - нагрузочное устройство;
8 - силовозбудитель;
9 - тяга;
10 - тяга;
11 - нагревательный элемент.
Стенд состоит из шарнирных подшипников (1), один из которых установлен в центре качалки (5), а два других по ее концам. Подшипник (1) содержит внутреннее кольцо (2), в котором размещена ось (4), и наружное кольцо (3). Ось (4) подшипника (1), расположенного в центре качалке (5), шарнирно установлена в кронштейне (6). Оси (4) подшипников (1), расположенных по концам качалки (5), шарнирно соединены с тягами (9) и (10) нагрузочного устройства (7) и силовозбудителя (8).
Реализуется предлагаемый способ измерения коэффициента трения шарнирного подшипника следующим образом.
При подаче управляющего сигнала на силовозбудитель (8) тяга (10) перемещается на расчетную величину и поворачивает на заданный угол качалку (5). Одновременно на ту же величину перемещается тяга (9), которая воздействует на нагрузочное устройство (7). Затем меняется полярность управляющего сигнала, качалка (5) поворачивается в обратном направлении. С помощью нагревательного элемента (11) на подшипнике обеспечивается необходимый температурный режим. При этом в подшипниках возникают моменты трения М, М1, М2 от сил, действующих на них:
, 
, 
где F1 - усилие, приложенное к подшипнику от силовозбудителя, а
F2 - усилие, приложенное к подшипнику от нагрузочного устройства, D - диаметр подшипника, f - коэффициент трения.
ΣM=0
тогда 
или 
отсюда коэффициент трения определяется по формуле 
Таким образом, можно определить коэффициент трения подшипника, на который приходит нагрузка через плечо.
Способ определения коэффициента трения подшипника, заключающийся в создании усилия на подшипник от нагрузочного устройства, отличающийся тем, что создается дополнительное усилие от силовозбудителя, причем усилия, приложенные к подшипнику от нагрузочного устройства и от силовозбудителя, создаются на равных, но противоположных плечах с последующим расчетом коэффициента трения по формуле:
,
где F1 - усилие, приложенное к подшипнику от силовозбудителя;
F2 - усилие, приложенное к подшипнику от нагрузочного устройства;
L - плечо приложения силы;
D - диаметр подшипника.
Похожие патенты:
Способ определения коэффициента сцепления аэродромного покрытия и устройство для его осуществления // 2583855
Группа изобретений относится к способам измерения и используется для определения коэффициента сцепления аэродромного покрытия. Технической задачей изобретения является разработка способа и устройства, позволяющие определять коэффициент сцепления покрытия непосредственно при движении самолета по аэродрому.
Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, а именно к методам исследования коэффициентов трения сыпучих материалов. Способ определения коэффициента трения сыпучих материалов заключается в том, что исследуемый материал размещается в цилиндре на вращающейся винтовой поверхности, установленной по оси цилиндра.
Изобретение относится к мясной промышленности, к устройствам для определения коэффициента трения мясного и рыбного сырья. Устройство состоит из диска, закрепленного на вертикальной оси, шкалы, расположенной по радиусу диска.
Изобретение относится к области трибологии и триботехники и может использоваться для качественной оценки фрикционного взаимодействия при изучении трибологических свойств свитых изделий типа стальных канатов, тросов и других подобных изделий.
Поляризационный трибометр // 2569038
Изобретение относится к испытательной технике для трибологических исследований. Прибор для одновременной оценки оптических и трибологических характеристик смазочного материала позволяет измерить их при заданных значениях скорости сдвига и толщины смазочного слоя.
Способ предотвращения задиров в парах трения // 2568966
Изобретение относится к способу предотвращения задиров в парах трения. Перед работой к образцу и контробразцу из материалов пары прикладывают точечную нагрузку Р при использовании смазочной композиции без антифрикционных добавок и определяют силу трения Fтр при возникновении задира, затем в смазочную композицию добавляют антифрикционные добавки и измеряют нагрузку Рд, при которой происходит задир, после чего рассчитывают коэффициент трения по формуле Fтр/Рд, где Fтр - сила трения при задире с использованием смазочной композиции без добавок, и пару трения перед работой смазывают композициями при значениях этого коэффициента не более 0,05.
Группа изобретений относится к области оперативного контроля коэффициента сцепления колеса с дорожным покрытием. Способ определения коэффициента сцепления колеса с дорожным покрытием заключается в определении величины силового вращающего момента, приложенного к ступице или к диску тестируемого колеса.
Изобретение относится к области механических испытаний материалов, в частности к определению динамического коэффициента трения при взаимном перемещении образцов.
Изобретение относится к экспериментально-теоретическому определению фрикционных характеристик пары трения, а именно установлению в паре трения соотношения между коэффициентами трения покоя и трения скольжения.
Использование относится к области механических испытаний материалов, в частности к определению динамического коэффициента трения. Способ определения динамического коэффициента внешнего трения заключатся в том, что используют два образца, верхний из которых помещают на плоской рабочей поверхности нижнего.
Изобретение относится к устройствам, предназначенным для определения сцепных качеств дорожных и аэродромных покрытий. Устройство содержит взаимодействующий с покрытием рабочий орган в виде имитатора (9) автомобильной шины, устройства вертикального нагружения в виде, например, пневмоцилиндра (1), систему измерения вертикальных и касательных усилий с динамометрическими тягами (6) и (30), а также систему подачи жидкости на покрытие перед рабочим органом в виде трубопровода (43) с краном (42), подключенных к емкости с жидкостью, дополненных дозатором (45). При этом имитатор (9), состоящий из жесткой пластины (14), демпфирующего элемента (12) и протекторной резины, крепится к раме автомобиля. Система измерения возникающих при скольжении имитатора (9) вертикальных и касательных усилий содержит динамометрические тяги (6) и (30). При скольжении имитатора в зону его контакта с покрытием жидкость подается при помощи дозатора (45), состоящего из верхней воздушной полости (46) и нижней полости (47) для жидкости. Техническим результатом является обеспечение возможности сокращения времени проведения одного замера коэффициента сцепления, что повышает производительность и сокращает необходимое для проведения замеров количество жидкости. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к измерительным средствам, предназначенным для непрерывного измерения коэффициента сцепления колес с поверхностью искусственных взлетно-посадочных полос. Устройство измерения коэффициента сцепления колес с аэродромными покрытиями содержит несущую раму, опирающуюся на два несущих колеса, рычажную подвеску с измерительным колесом, рычаг с независимым грузом, пружинным амортизатором и демпфером, соединенный с подвеской посредством первой подшипниковой опоры, тормозной генератор, цепную передачу, датчик тока торможения, датчики угловых скоростей измерительного колеса и одного из несущих колес, управляемый трехфазный выпрямитель, нагрузочное сопротивление, тензометрическую систему, состоящую из тензодатчика и блока преобразования сигналов тензодатчика, компьютерный пульт управления и индикации и систему автоматического управления скольжением (торможением) измерительного колеса. В устройство также введены тяга с шаровыми опорами на концах и вспомогательная балка, скрепленная с несущей рамой посредством второй подшипниковой опоры. Основание рычажной подвески измерительного колеса присоединено к вспомогательной балке посредством третьей подшипниковой опоры. Тормозной генератор установлен на вспомогательной балке, а его вал связан цепной передачей со ступицей измерительного колеса. Тензодатчик встроен в консоль, жестко закрепленную одним концом на несущей раме, а свободный конец консоли с тензодатчиком соединен со вспомогательной балкой посредством тяги с шаровыми опорами на концах так, что продольная ось тяги горизонтальна и лежит в вертикальной плоскости продольной симметрии несущей рамы. В результате повышается точность и стабильность измерения коэффициента сцепления. 3 ил.
Изобретение относится к области метрологии и может быть использовано при определения физико-механических свойств материалов и, в частности, коэффициента гистерезисных потерь материала. Способ определения гистерезисных потерь в испытуемом образце механическим осциллятором заключается в том, что после настройки положения равновесия задают начальную амплитуду колебаний, регистрируют амплитуды затухающих колебаний осциллятора, при этом выбирают осциллятор в виде крутильной системы, в которой на нити диаметром от 100 до 600 мкм и длиной порядка 1 м подвешивают шаровое тело, при котором нить сохраняет примерно трехкратный запас прочности на разрыв, для снижения скорости дрейфа положения равновесия до начала измерений держат нить подвеса под нагрузкой, задают начальную амплитуду колебаний, после затухания маятниковых качаний по амплитудам крутильных колебаний измеряют период колебаний T и добротность системы Q1=πn/ln(ϕ0/ϕn), где ϕ0 - начальная амплитуда колебаний, при которой отношение произведения ϕ0 на диаметр нити к ее длине не превышает 5⋅10-6, ϕn - амплитуда после n полных колебаний, вычисляют определяемую вязким трением подвешенного к нити тела диаметром d о воздух добротность Q0=kT/(4πqμd3), k=4π2J/T2 - крутильная жесткость нити, J - момент инерции вокруг оси вращения, μ - коэффициент динамической вязкости воздуха, q=1+ln(100/T), определяют добротность системы Q2=Q1Q0/(Q0-Q1), обусловленную гистерезисными потерями в нити подвеса, и коэффициент гистерезисных потерь C=π/Q2. Технический результат – упрощение измерение гистерезисных потерь. 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в вакуумном и электронном приборостроении, ядерной технике и других областях, требующих высокой чистоты поверхностей, работающих в условиях контролируемой внешней среды, в частности очень жестких требований к поверхностям катодов для приборов ночного видения, к стенкам вакуумных камер и приборов в установках термоядерного синтеза, поверхностям приборов для измерения вакуума, и может быть использовано при давлениях в диапазоне 105-10-10 Па, при влажности рабочей атмосферы в диапазоне 0.1-0,95 RH и температурах от -40 до +150°С. Устройство контроля чистоты поверхности объектов содержит расположенные последовательно полированные неподвижную прижимную пластину, подвижную пластину с исследуемой поверхностью, неподвижную базовую пластину. Также устройство содержит стойку, на которой закреплена неподвижная базовая пластина и упругие пластины, одна из которых соединена с прижимной пластиной и обеспечивает силу прижатия, а вторая, через соединительный элемент, прикреплена к исследуемой пластине и обеспечивает силу страгивания, тензодатчик, установленный и закрепленный на второй упругой пластине. Кроме того, устройство содержит пьезоприводы, связывающие упругие пластины с базой, и измеритель силы страгивания, соединенный с тензодатчиком. При этом в устройство введены дополнительно блок измерения давления, блок измерения давления насыщающих паров, блок измерения температуры, блок измерения влажности, блок задания режима, спецвычислитель. При этом на поверхности пластин нанесены тонкие полированные пленки, имеющие энергию Еа адсорбции, идентичную исследуемой поверхности, выходы блока измерения давления, блока измерения давления насыщающих паров, блока измерения температуры и блока измерения влажности соединены с входами блока задания режима, а выходы измерителя силы страгивания и блока задания режима подключены к входам спецвычислителя. Техническим результатом является повышение достоверности результатов измерений для объектов, имеющих разный химический состав поверхностей и соответственно разные энергии адсорбции Еа, что расширяет их область применения. 4 ил.
Изобретение относится к исследованию дисперсных материалов путем определения их физических свойств механическим способом, а более конкретно внутреннего трения порошков. Способ определения внутреннего трения порошкового материала включает размещение дозы исследуемого порошка в подвижную каретку, где действием сдвиговой деформации свободная поверхность исследуемой дозы порошкового материала образует криволинейный профиль откоса, по которому судят о коэффициенте внутреннего трения порошкового материала, при этом профиль свободной поверхности дозы порошкового материала фиксируют фотоэлектрическим прибором. Новым является то, что при перемещении исследуемой дозы порошкового материала вдоль примыкающей опоры исключают торможение приводной стенки сквозной каретки, а величину внутреннего трения определяют из соотношения: f=х/y, измеренных фотоэлементом, где: y - координата максимальной высоты сформированного профиля откоса свободной поверхности дозы исследуемого порошка; х - удаление «у» от приводной стенки каретки. Устройство для реализации предложенного способа содержит связанную с приводом каретку для размещения исследуемой дозы порошкового материала, имеющую форму параллелограмма с оптически прозрачной боковиной, освещаемой фотоэлектрическим прибором, сообщающимся с измерителем. Новым является то, что связанная с толкателем приводная стенка сквозной каретки без дна, примыкающей к опоре продольного ее перемещения, выполнена рифленой посредством поперечных треугольных рифлей, совмещенных между собой, причем образующие рифлей наклонены к плоскости приводной стенки под углом, превышающим угол естественного откоса исследуемого порошкового материала, в диапазоне 45-60°. Технический результат – разработка более точного способа измерения коэффициента внутреннего трения порошковых материалов и устройства для его реализации, простого и надежного. 2 н.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл., 1 прил.
Многофункциональная машина трения (варианты) // 2624992
Изобретение относится к области трибометрии для исследования процессов трения, износа и трибоЭДС как при сухом трении, так и со смазкой. Машина трения содержит стол с жестким основанием, электродвигатель, неподвижную бабку, в которой в подшипниковой опоре размещен приводной вал, один конец которого через муфту соединен с электродвигателем, а другой - с ведущей головкой с контрэлементом, к которому прижимается торцом образец с помощью механической системы в виде рычагов, при этом образец закреплен в образцедержателе, расположенном на валу в подвижной бабке, и вал, вращающийся вокруг своей оси и перемещающийся вдоль оси для передачи усилия на образец с помощью механической системы в виде рычагов, при этом момент трения уравновешивается маятником, жестко связанным с образцедержателем с определением момента по шкале. Неподвижная бабка выполнена в виде приводного узла, состоящего из двух корпусов. Внешний корпус установлен на подшипниках на внутреннем корпусе, являющемся корпусом для подшипниковой опоры приводного вала, одним концом через муфту соединенного с валом электродвигателя с частотным регулированием оборотов, а на другом конце вала электродвигателя установлен контрэлемент в виде ролика, изолированного от приводного вала втулкой и шайбами из изолятора. К боковой поверхности ролика прижат подпружиненный электрический контакт для снятия трибоЭДС, а подвижная бабка выполнена в виде измерительной системы - трубы, расположенной соосно с приводным валом, в которой внутри размещены подвижно последовательно образцедержатель, установленный на шпонке на упоре, состоящий из ролика и обоймы и механическая система для создания нормальной нагрузки, состоящая из тензодатчика силы, прижимов, с размещенной между ними калиброванной пружиной и винта, упирающегося в прижим и размещенного на резьбе в крышке трубы измерительной системы. Усилия от вращательного момента через фиксатор на образцедержателе передается на поводковый кронштейн, жестко связанный с внешним корпусом, на котором симметрично горизонтально расположены два ряда планок, упирающихся в первом ряду через регулировочные винты в тензодатчики в вертикальных стойках, жестко связанных с основанием, а второй ряд планок служит для измерения «трения покоя» при зафиксированном стопорным винтом приводном вале. Регулировочный винт одной планки второго ряда упирается в тензодатчик силы, нагружаемый снизу через пружину винтом, размещенным вместе с тензодатчиком силы в вертикальной стойке на основании, а другая планка второго ряда своим регулировочным винтом упирается в головку индикатора (датчик перемещения) на кронштейне на основании, при этом износ трибопары замеряется размещенным на трубе индикатором. Технический результат: расширение функциональных возможностей машины трения с обеспечением проведения испытаний при нагрузках статических, вибрационных (при широком диапазоне управляемых параметров), а также режимах реверсивного движения, фреттинга, замер «трения покоя» с учетом предыстории функционирования трибоузла, замер трибоЭДС (в т.ч. для полимеров прямых и обратных пар), температуры, износа с отображением в реальном времени, обеспечение проведения исследований при чередовании режимов, а также получение взаимодополняющей информации, возможность проводить испытания по двум схемам: торцовой и вал - частичный подшипник. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 15 ил.
Способ определения коэффициента сцепления колеса с поверхностью и устройство для его осуществления // 2626581
Группа изобретений относится к области измерительной техники и преимущественно может быть использована для определения фрикционных параметров поверхности взлетно-посадочных полос аэродромов или дорожных покрытий. Способ включает качение измерительного колеса транспортным средством по контролируемой поверхности, определение скорости движения измерительного колеса, измерение силы нормальной нагрузки измерительного колеса на поверхность, прикладывание к оси измерительного колеса момента силы торможения с помощью индукционного электромагнитного тормоза, ротор которого соединен с осью измерительного колеса, измерение угловой скорости вращения измерительного колеса, определение коэффициента скольжения на основании угловой скорости вращения измерительного колеса и скорости его движения с учетом его радиуса, изменение тормозящего момента для приближения текущего значения коэффициента скольжения к заданному значению, определение силы сцепления измерительного колеса с поверхностью с использованием аналогового датчика Холла, установленного на статоре индукционного электромагнитного тормоза между его полюсами, и определение коэффициента сцепления измерительного колеса с поверхностью в виде отношения силы сцепления измерительного колеса с поверхностью к силе нормальной нагрузки измерительного колеса на поверхность. Устройство содержит установленную на транспортном средстве раму, индукционный электромагнитный тормоз, статор которого установлен на раме, измерительное колесо, установленное на валу ротора тормоза, датчик силы давления, установленный с возможностью измерения вертикальной силы давления измерительного колеса на контролируемую поверхность, датчик угловой скорости измерительного колеса, элемент определения скорости транспортного средства, датчик силы сцепления измерительного колеса с контролируемой поверхностью в виде аналогового датчика Холла, установленного на статоре тормоза между его полюсами, вычислительный блок и блок управления. Техническим результатом является повышение точности определения коэффициента сцепления, упрощение конструкции, снижение габаритов и массы устройства, а также расширение арсенала технических средств подобного назначения. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.
Способ определения коэффициента сцепления аэродромного покрытия и устройство для его осуществления // 2638360
Группа изобретений относится к способам измерения и используется для определения коэффициента сцепления аэродромного покрытия. Способ определения коэффициента сцепления колес объекта с аэродромным покрытием включает измерение динамических характеристик колес средства при его движении по аэродромному покрытию, определяют динамические характеристики корпуса средства за счет установки на объекте устройств, а сцепные качества аэродромного покрытия определяют по величине разности величин скорости перемещения корпуса объекта и скорости перемещения корпуса объекта, определяемой по скорости вращения колес объекта, при нулевой разности коэффициент сцепления аэродромного покрытия - максимален, при достижении разности скоростей величины порога формируется оповещающий сигнал и осуществляется запись сигналов, пропорциональных скоростям, и разностного сигнала, дополнительно скорость перемещения корпуса объекта, определяемую по скорости вращения колес объекта, определяют с учетом деформации шин от нагрузки самолета. Устройство для измерения коэффициента сцепления колес объекта с аэродромным покрытием содержит регистрирующую аппаратуру, датчик измерения частоты вращения колеса, установленный на шасси, блок определения скорости корпуса объекта по частоте вращения колеса и блок измерения скорости корпуса объекта, выполненный в виде навигационного блока в комбинации с приемником спутниковой навигационной системы, блок вычитания, пороговое устройство и блок оповещения, причем выход датчика измерения частоты вращения колеса соединен с первым входом блока определения скорости корпуса объекта по частоте вращения колеса, выход которого соединен с первыми входами соответственно блока вычитания и регистрирующей аппаратуры, выход блока вычитания, через пороговое устройство, соединен с входом блока оповещения и третьим входом регистрирующей аппаратуры. При этом устройство содержит датчик измерения радиуса колеса, установленный на шасси, выход которого соединен со вторым входом блока определения скорости корпуса объекта по частоте вращения колеса. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения коэффициента сцепления колес самолета с аэродромным покрытием при движении по аэродрому с учетом нагрузки самолета. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Настоящее изобретение относится к способам и устройству для анализа влияния трения на управляющие устройства для управления процессом. Согласно одному из способов анализа влияния трения на управляющее устройство, определяют первое усилие или крутящий момент, соответствующий трению управляющего устройства для управления процессом и устройства приведения в действие, функционально соединенного с указанным управляющим устройством посредством штока или вала, в ответ на первое усилие или крутящий момент определяют первую команду на приведение в действие указанного управляющего устройства посредством штока или вала для получения первой реакции устройства приведения в действие, и определяют второе усилие или крутящий момент, соответствующий трению управляющего устройства для управления процессом и устройства приведения в действие, и в ответ на второе усилие или крутящий момент определяют вторую команду на приведение в действие указанного управляющего устройства посредством штока или вала для получения второй реакции устройства приведения в действие. В результате достигается стабильность характеристик штока или вала в процессе работы. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для исследования коэффициентов трения покоя и движения кормов, в частности корнеклубнеплодов, о различные поверхности. Устройство для определения коэффициента трения корнеклубнеплодов, содержащее раму с прикрепленным к ней электродвигателем, на валу которого установлен сменный диск с исследуемой поверхностью, и снабженный частотным преобразователем, позволяющим плавно регулировать частоту вращения сменного диска, винтовым механизмом, с помощью которого осуществляется зазор между обоймой и сменным диском, отличающееся тем, что к верхней части рамы соосно валу электродвигателя крепятся верхняя и нижняя опоры с установленной в них осью, на которой установлены винтовая пружина и водило, к которому жестко прикреплена обойма с пишущим устройством, привод сменного диска осуществляется от электродвигателя или отключаемой червячной передачи. Технический результат - повышение точности результатов исследований процесса трения движения и покоя корнеклубнеплодов о различные поверхности. 2 ил.
