Способ архангельского по определению внутреннего трения порошковых материалов и устройство для его реализации

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.

 

Изобретение относится к исследованию дисперсных материалов путем определения их физических свойств механическим способом, а более конкретно внутреннего трения порошков.

Уровень данной области техники характеризует способ и устройство (трибоскоп), описанные в книге Зенков Р.Л. Механика насыпных грузов, М.: Машгиз, 1952, с. 40 и 45.

Устройство для испытаний порошковых материалов включает каретку без дна, в виде открытой емкости, где помещают мерную дозу исследуемого порошка, расположенную на слое этого же порошка, который размещен между направляющими продольного перемещения каретки и неподвижной опорой.

Сверху на дозе порошка установлен гнет, прижимающий ее к инерционному слою порошка.

Каретка посредством троса, перекинутого через блок, связана с грузовой чашей, где устанавливают груз.

Способ определения внутреннего трения порошкового материала осуществляют следующим образом.

В грузовую чашу постепенно укладывают гири до начала движения каретки, при котором происходит сдвиг мерной дозы относительно подстилающего слоя порошка на неподвижной опоре, при этом на чаше заранее установлены разновесы, компенсирующие сопротивление движению каретки по инерционному слою порошка и вращению блока.

Усилие сдвига (массу груза) фиксируют и рассчитывают по однозначным зависимостям нормальное и касательное напряжения, которые характеризуют внутреннее трение исследуемого материала.

Средние значения нормального и касательного напряжений определят статистически, проводя повторные испытания.

Описанный способ имеет практическое применение для больших значений экспериментально полученных напряжений внутри исследуемого порошкового материала, а при их малых значениях разброс достигает 40%.

Описанный способ определения физико-механических характеристик имеет большую погрешность из-за того, что не учитывается трение порошка о боковую поверхность, потому что естественное перемещение по приводной стенке каретки исключает размещенный сверху дозы груз.

Более совершенным является устройство для более точного способа определения физико-механических характеристик дисперсных материалов по SU 1233008 A1, G01N 19/02 1986 г., которое содержит емкость (каретку) для размещения дозы исследуемого порошкового материала, которая имеет форму прямоугольного параллепипеда, одна из стенок которого выполнена оптически прозрачной с нанесенными на ней кривыми свободной поверхности дозы после сдвиговых деформаций порошковых материалов с различными коэффициентами внутреннего трения при заданной частоте вращения приводного вала.

Каретка закреплена на валу привода вращения, кинематически связанном с направленным через оптически прозрачную боковину каретки на свободную поверхность стробоскопом - фотоэлектрическим прибором, который периодически делает снимки движения свободной поверхности исследуемой дозы как бы стационарными. Посредством измерителя цикл съемок стробоскопа синхронизируют с частотой вращения каретки.

При вращении каретки под действием центробежных сил порошковый материал свободной поверхности исследуемой дозы перемещается на ее периферию и вверх по стенкам каретки, образуя криволинейный профиль, который фиксируется стробоскопом.

Конечный профиль деформации сдвига свободной поверхности дозы исследуемого порошкового материала сопоставляют с расчетными эталонными кривыми графиков на прозрачной боковине каретки, подбирая наиболее совпадающий, для которого коэффициент внутреннего трения известен и косвенно характеризует внутреннее трение исследуемого порошкового материала.

При остановке вращения каретки порошок осыпается в ее центр, образуя угол естественного откоса, который замеряется с помощью фотоприбора.

Недостатком известного способа является практически большая погрешность определения внутреннего трения порошкового материала, необходимого для проектирования технологического оборудования и приспособлений его переработки максимальной точности.

Известный способ не учитывает торможения порошкового материала дозы при движении вверх по стекам каретки, а во-вторых, переменного усилия сдвига по радиусу ее вращения на поддоне каретки.

Кроме того, приближенный метод наложения фактического профиля свободной поверхности, полученный при сдвиговых деформациях, с расчетными кривыми дискретных коэффициентов внутреннего трения также вносит субъективизм и ошибку в оценку реальных физико-механических характеристик исследуемого порошка.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является разработка более точного способа измерения коэффициента внутреннего трения порошковых материалов и устройства для его реализации, простого и надежного.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном способе определения внутреннего трения порошкового материала, дозу которого помещают 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, согласно изобретению 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.

Другой особенностью изобретения является то, что в устройство для реализации предложенного способа, содержащее связанную с приводом каретку для размещения исследуемой дозы порошкового материала, имеющую форму параллелограмма с оптически прозрачной боковиной, освещаемой фотоэлектрическим прибором, сообщающимся с измерителем, по предложению автора 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°.

Отличительные признаки предложенного технического решения за счет определения истинного значения коэффициента внутреннего трения порошковых материалов позволили точно рассчитать необходимый в каждом конкретном случае технологический допуск исходной дозы для прессования ответственных таблеток, медицинских, пиротехнических, респираторных и др., а также размеры выпускных отверстий бункеров и мерных емкостей объемных дозаторов порошкового материала, а также размеры прецизионного формообразующего инструмента для обеспечения надежности заполнения пресс-порошком.

Исключение торможения приводной стенки каретки, возникающего при перемещении исследуемой дозы порошкового материала в каретке по опоре, направлено на формирование сдвиговых деформаций ее свободной поверхности под влиянием только внутреннего трения.

В этом случае, согласно установленной автором математической зависимости, внутреннее трение в порошковом материале связано однозначно с координатами максимума кривой деформированной свободной поверхности исследуемой дозы («y» - максимальная высота графика, а «х» - удаление максимума от приводной стенки каретки): f=х/y.

Таким образом, зафиксированные фотоприбором координаты максимума деформированного профиля свободной поверхности дозы порошкового материала по программе компьютера пересчитываются непосредственно в реальный коэффициент внутреннего трения порошкового материала, что определяет практическое использование в проектировании и изготовлении высокоточного и работоспособного технологического оборудования переработки порошков в изделия.

Влияние торможения на дозу порошкового материала со стороны перемещающей сквозной кареткой исключено конструктивными особенностями выполнения ее приводной стенки, поверхность которой имеет поперечные рифли треугольного профиля, совмещенные между собой, которые автоматически заполняются порошковым материалом, засыпаемым в каретку, что достигается за счет наклона образующих рифлей к приводной стенке под углом, превышающим угол естественного откоса исследуемого порошка.

При этом сдвиг порошкового материала исследуемой дозы вверх происходит исключительно по слою этого же порошка, неподвижно расположенного в рифлях, образующего контактную поверхность приводной стенки каретки, где практически отсутствует ее конструкционный материал, вырождающийся в линии сопряжения (смыкания) соседних рифлей.

При выполнении угла наклона образующих рифлений меньше 45° гарантированно не обеспечивается заполнение рифлей приводной стенки каретки порошковыми материалами с соразмерным (максимально возможным) углом естественного откоса, исключая вертикальное перемещение исследуемого порошка относительно сплошной неподвижной преграды, образованной порошком, заполняющим примыкающие рифли.

При угле наклона образующих рифлей больше 60° вырождается развитая поверхность приводной стенки, когда проявляется реактивное ее действие торможения порошкового материала при сдвиге, когда исследуемый порошок не заполняет рифлей с пологими образующими

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, неприсущей признакам в разобщенности, то есть поставленная в изобретении техническая задача решена не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого изобретение явным образом не следует для специалиста по триботехнике, показал, что оно неизвестно, а с учетом практической возможности промышленного использования способа и устройства при исследовании фрикционных свойств порошковых материалов для целевого проектирования и изготовления соответствующего технологического оборудования, можно сделать вывод о соответствии его условиям патентоспособности.

Сущность изобретения поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративное назначение и не ограничивает объема притязаний совокупности существенных признаков формулы.

На чертеже изображено: на фиг. 1 - общий вид устройства; на фиг. 2 - то же, вид в плане, по стрелке А; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1; на фиг. 4 - вид по стрелке В на фиг. 3.

Устройство по настоящему изобретению содержит (фиг. 1) сквозную каретку 1 (без дна) с оптически прозрачной боковиной 2 и приводной стенкой 3, связанной со штоком 4 пневмоцилиндра 5, выполняющего функции привода продольного перемещения каретки по опоре 6, смонтированной на основании 7.

Особенностью каретки 1 является форма выполнения приводной стенки 3, внутренняя поверхность которой оснащена поперечными рифлями 8 (фиг. 2 и 3), совмещенными между собой, наклоненными к плоскости приводной стенки 3 под углом в диапазоне (45-60)°, гарантированно превышающим угол естественного откоса практически используемых порошковых материалов.

Предложенная геометрия наружной поверхности приводной стенки 3 обеспечивает неизбежное автоматическое заполнение рифлей 8 исследуемым порошком, который формирует контактную поверхность стенки 3 из порошкового материала дозы, заполняющей объем каретки 1.

При перемещении каретки 1 по опоре 6 рифли 8 остаются заполненными порошковым материалом, так как их образующие наклонены на угол, превышающий угол естественного откоса, в результате чего порошковый материал исследуемой дозы перемещается вверх по слою того же порошка, заполняющего рифли 8, а свободная поверхность дозы в каретке 1 деформируется.

На оптически прозрачную боковину 2 каретки 1 направлен фотоэлемент 9, который подсвечивает свободную поверхность дозы для съемки камерой 10, цифровое изображение с которой передается через блок 11 управления в компьютер 12, где по программе осуществляется их обработка и вычисление значения коэффициента внутреннего трения исследуемого порошкового материала.

Устройство для реализации способа по изобретению функционирует следующим образом.

Порошковый материал для исследования фрикционных свойств засыпается мерной дозой в сквозную каретку 1 на опору 6, который автоматически заполняет рифли 8 ее приводной стенки 3, после чего включают питание блока 11 управления.

При движении каретки 1, перемещаемой штоком 4 пневмоцилиндра 5, доза порошкового материала взаимодействует с опорой 6 и с неподвижным слоем порошка в рифлях 8, в результате чего происходит деформация ее свободной поверхности.

Сдвиг материала происходит до полной остановки, когда формируется окончательный криволинейный профиль свободной поверхности дозы, что фиксируется фотоэлементом 9, сигналом с которого через блок 11 управления останавливается пневмоцилиндр 5. Камера 10 производит съемку профиля свободной поверхности и передает изображение в цифровом виде в компьютер 12, где происходит вычисление.

При перемещении исследуемой дозы порошкового материала в сквозной каретке 1 под действием веса мерной дозы и сил трения возникает напряженное состояние (см. рис. 1 Приложения), при котором сыпучая среда возле приводной стенки 3 каретки 1 на опоре 6, деформируясь (рис. 2 Приложения), переходит в состояние предельного равновесия.

Распределенная нормальная составляющая нагрузки на опору 6 в этом случае будет равна , где m - масса, а - длина перемещаемого порошкового материала приводной стенкой 3, b - ширина приводной стенки 3, g - ускорение свободного падения, а тангенциальная составляющая будет равна: , где ƒ1 - коэффициент внешнего трения опоры 6, по которой перемещается материал, σс - удельная сила сцепления материала со стенкой 3, которая учитывает действие адгезии. Массив перемещаемого материала занимает объем, равный V=Sb=abh, где S - площадь сечения деформированного массива материала, h - средняя высота массива. Таким образом, σn осн=ρgh, при этом давление на опору 6 будет равно: .

Под воздействием приводной стенки 3, перемещаемой штоком 4 пневмоцилиндра 5, в массиве возникает перераспределение напряжений, сопровождающееся деформацией свободной поверхности порошкового материала. Давление на опору 6 перейдет в максимальное (активное) напряженное состояние, а давление на приводную стенку 3, возникающее при ее перемещении вследствие передачи давления на опоре 6 сыпучей средой, перейдет в минимальное (пассивное) напряженное состояние, так как среднее давление в сыпучей среде в этом случае будет минимальным [Голушкевич С.С. Плоская задача теории предельного равновесия сыпучей среды ОГИЗ Л.-М.: 1948, с. 46-47].

Точка В контакта приводной стенки 3 с опорой 6 (рис. 2 Приложения) является особой точкой, так как возле нее будет наблюдаться скачок давлений, предаваемых от опоры 6 на боковую стенку 3. При этом в массиве порошкового материала возле особой точки можно выделить три области напряжений: область активных (максимальных) линейных напряжений возле опоры 6, граница которых расположена под углом β от опоры 6; область пассивных (минимальных) линейных напряжений возле приводной стенки 3, граница которых расположена под углом у от приводной стенки 3. Между ними возникает область нелинейных напряжений Прандтля, которая определяется углом [Голушкевич С.С. Плоская задача теории предельного равновесия сыпучей среды ОГИЗ Л.-М.: 1948, с. 53-54].

Учитывая, что в области малых давлений, не превышающих 100-500 Па, характеристики имеют незначительную кривизну, можно принять, что они совпадают с прямыми ВС1 и BD1. Возле приводной стенки 3 возникает зона линейных характеристик, ограниченная призмой обрушения BD1Ay1. Для упрощения нагрузку, распределенную по высоте приводной стенки 3, считаем равномерной и равной р (рис. 1 Приложения).

Возле опоры 6 возникает зона линейных характеристик, ограниченная призмой выпирания BC1Ax1. Между ними находится зона нелинейных характеристик (напряженного состояния Прандтля). Напряжения в зоне Прандтля связаны соотношением:

где θ угол, лежащий в пределах от 0 до . Участок характеристики DC1 представляет собой логарифмическую спираль, которая описывается уравнением:

где r0=|ВА| [Голушкевич С.С. Плоская задача теории предельного равновесия сыпучей среды ОГИЗ Л.-М.: 1948, с. 38-42].

Как показали многочисленные эксперименты, в предельное состояние переходит часть массива, и вдоль характеристики образуется линия разрыва, вдоль которой смещается остальная часть порошкового материала, формируя поверхность откоса, практически эквидистантную линии разрыва в области малых давлений, не превышающих 250-300 Па.

Если приводная стенка 3 будет иметь поверхность, коэффициент трения которой равен коэффициенту внутреннего трения порошкового материала, то область линейных напряжений (призма обрушения BD1Ay1) исчезнет и массив материала, заключенный между приводной стенкой 3 и призмой выпирания BC1Ax1, перейдет в предельное состояние Прандтля (рис. 3 Приложения). Добиться этого можно используя приводную стенку 3 с рифлями 8 предложенной конфигурации и геометрии (фиг. 2 и 3). Порошковый материал при деформации контактирует со стенкой 3, у которой возникает неподвижный слой этого же материала, удерживаемый рифлями 8. При этом получается, что порошковый материал скользит по самому себе, поэтому коэффициент внешнего трения, будет равен коэффициенту внутреннего трения.

В этом случае максимальная высота откоса будет находиться на линии скольжения соответствующей максимуму функции (3). Так как y=r sin θ, то подставляя значение «у» в (3), получим: . Условие существования экстремума - равенство нулю первой производной:

то есть (рис. 4 Приложения).

При этом внешнее трение порошкового материала по опоре 6 не оказывает влияния на положение максимальной высоты откоса. Это обусловлено тем, что активные и пассивные характеристики поля напряжений на границе нелинейной и линейной областей напряжений пересекаются между собой под углом , поэтому угол , а угловая координата точки максимума , следовательно, угол θ в любом случае больше угла β, поэтому угловое положение точки максимума не зависит от внешнего трения опоры 6, а коэффициент внутреннего трения порошкового материала равен f=х/y, где y - координата максимальной высоты сформированного профиля откоса свободной поверхности дозы исследуемого порошка; х - удаление «y» от приводной стенки 3 каретки 1 (рис. 4 Приложения). Сравнительные данные измерения коэффициента внутреннего трения некоторых порошковых материалов с известными данными (Зенков Р.Л. «Механика насыпных грузов», М., Машгиз, 1952 г., стр. 213, приложение 2) приведены в таблице. Данные для талька приведены по книге Каталымов А.В., Любартович В.А. «Дозирование сыпучих и вязких материалов», Л.: Химия, 1990 г., стр. 237. В книге вместо угла внутреннего трения приведен угол естественного откоса, который для хорошо сыпучих материалов приближенно равен углу внутреннего трения, поэтому для расчета коэффициента внутреннего трения по известному источнику принят угол естественного откоса, приведенный в книге.

Из таблицы следует, что предложенный способ и устройство измерения коэффициента внутреннего трения, сравнительно с уровнем техники, обеспечивает повышение точности в два - в два с половиной раза.

Пример определения коэффициента внутреннего трения. В данном случае приведен пример однократного измерения внутреннего трения, иллюстрирующий как необходимо применять предлагаемый способ. Очевидно, что для правильного измерения необходимо проводить серию измерений по предлагаемому способу с последующей обработкой полученных данных статистическими методами. Тем не менее, полученный коэффициент внутреннего трения при однократном измерении попадает в доверительный интервал измерений (см. Таблицу).

Порошковый материал - порошкообразный тальк. Нормальная нагрузка, при которой необходимо определить фрикционные свойства талька - 150 Па.

Характеристики порошка следующие:

- насыпная плотность: 0,8 г/см3;

- средний размер гранулы: 0,5 мм.

Высота засыпки материала в каретку равна .

Порошок талька засыпается на заданную высоту в каретку 1, затем порошок перемещается по опоре 6, деформированный при этом массив порошка снимается камерой 10 и снимок анализируется в компьютере 12. Координаты точки максимума криволинейной свободной поверхности исследуемой дозы порошкового материала составили: х=29 мм, y=28,2 мм.

Подставляя данные измерений в формулу f=х/y, получим, что в области давлений 150 Па коэффициент внутреннего трения талька равен:

.

Предложенный экспресс-метод (способ и устройство) точного определения внутреннего трения порошковых материалов является инструментарием практикующих технологов действующего производства, надежным и простым в реализации.

ПРИЛОЖЕНИЕ

1. Способ определения внутреннего трения порошкового материала, дозу которого помещают 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, отличающийся тем, 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 «y» от приводной стенки каретки.

2. Устройство для реализации способа по п. 1, содержащее связанную с приводом каретку для размещения исследуемой дозы порошкового материала, имеющую форму параллелограмма с оптически прозрачной боковиной, освещаемой фотоэлектрическим прибором, сообщающимся с измерителем, отличающееся тем, 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°.



 

Похожие патенты:

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.

Изобретение относится к области метрологии и может быть использовано при определения физико-механических свойств материалов и, в частности, коэффициента гистерезисных потерь материала.

Изобретение относится к измерительным средствам, предназначенным для непрерывного измерения коэффициента сцепления колес с поверхностью искусственных взлетно-посадочных полос.

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).

Изобретение относится к способам измерения трения в подшипниках. Способ определения коэффициента трения подшипника заключается в создании усилия на подшипник от нагрузочного устройства.

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.

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.

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.

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.

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.

Устройство измерения коэффициента сцепления колес воздушных судов с покрытием взлетно-посадочных полос (ВПП) содержит несущую раму, опирающуюся на два несущих колеса, измерительное колесо, компьютерный пульт управления и индикации, независимый груз с рычагом, цепную передачу, тормозной генератор, датчик тока торможения, датчики угловых скоростей измерительного колеса и одного из несущих колес, систему автоматического управления скольжением измерительного колеса, независимую подвеску, пружинный амортизатор с демпфером, управляемый трехфазный выпрямитель переменного тока, нагрузочное сопротивление, тензометрическую систему, блок корреляции результатов измерения коэффициента сцепления покрытия с реальной характеристикой торможения колес приземляющегося воздушного судна. Блок корреляции результатов измерения содержит компьютерное рабочее место командно-диспетчерского пункта аэродрома, блок экспертной оценки, программатор антиблокировочных режимов торможения и блок вычисления коэффициента корреляции коэффициента сцепления, соединенные определенным образом. Обеспечивается повышение точности и достоверности измерений коэффициента сцепления ВПП. 1 з.п. ф-лы, 2 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: fхy, 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.

Наверх