Способ определения фактической площади касания токопроводящих образцов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

370504

Союз Саеетскиа

Сациалистическик

Реслублин

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 25.Х1.1968 (№ 1311853/25-28) М. Кл. G 01п 3/56

G 01b 7/32 с присоединением заявки ¹

Комитет ао делам иаооретений и открытий при Совете Министров

СССР

Приоритет

Опубликовано 15.11.1973. Бюллетень ¹ 11

Дата опубликования описания 16Х.1973

УДК 620.178.169(088.8) Авторы изобретения

В. А. Наумов, В. П. 3" ïîðîæöåâ и А. П. Моргунов

1. пц :;:й;, т, Заявитель

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФАКТИЧЕСКОЙ ПЛОЩАДИ КАСАНИЯ

ТОКОПРОВОДЯЩИХ ОБРАЗ11ОВ

Изобретение отно сится к механическим и технологическим иопытанHRM узлов и деталей машин и используется, в частности, при решеHèH,ðÿäà задач, связанных с необходимостью количественного определения фактической площади ($ф) касания двух сопряженных поверхностей, например при необходимости обос нованного назначения чистоты обработки деталей, сопрятающ ихся,по прессовой посадке, при количественной оценке контактных напряжений на поверхностях сопряженных деталей и т. д.

Известен способ определения фактической площади касания токопроводящих образцов, заключающийся в том, что к сопряжеаным образцам прикладывают периодически возрастающую сжимающую нагрузку, п ро пускают через них электрически и ток, определяют зависимость электропроводности контакта от нагрузки, по которой и судят о фактической пло- 20 щади каса пня.

Известный способ трудоемок и неточен, поскольку требует подсчета пятен контакта для каждой из на.рузок, причем форма всех пятен п р иравнивается к ок руж ностям,равного радиуса, что вносит большую погрешность в результаты измерений.

Целью изобретения является повышение точности и уменьшение трудоемкости при определении 5ф. 30

Это достигается тем, что на исключающем неравномерность растекания тока в образцах и обеспечивающем достаточную чувствительность измерения расстояния от плоскости сопряжения образцов устанавливают токосъемные элементы, взаимодействующие с их наружной поверхностью и включенные в измерительную цепь, определяют величину падения потенциала на каждом интервале нагружения.

При одной из,выбранных нагрузок определяют относительную площадь касания образцов (отношение фактической площади касания Я,с к номинальной S„) и учитывают величину падения потенциалов при определении зависимости электропроводности от нагрузки.

На фиг. 1 изображена схема, поясняющая способ; на фиг. 2 — график зависимости О„от

P.

Испытуемые образцы 1 и 2 сближают до сопрпкосновешгя поверхностей 3, нагружают первонача",û.îé нагрузкой P. На образцы подают э.д.с. и реостатом 4 по апперметру5 устанавливают измерительный ток. Затем мпллпвольтметром б измеряют разность потенциалов между точками а и б установки токосъемных элементов.

Изменение потенциала регистрируют на каждом интервале нагруженпя, которых для получения хороших результатов должно быть 5 —:6.

Причем последнее измерение должно прово370504

G„=mP (2) G„= К. (3) диться при максимально возможной по условиям прочности конкретной испытательной установк и нагрузке. В принципе достаточно и двух измерений (при минимальной и максимальной нагрузках), но в этом случае возможна большая ошибка измерения.

Если в качестве измерительного прибора использовать самопишущий,потенциометр, то можно осуществить не прерывную запись. Измеренные таким образом значения падения потенциала содержат ошибку — падения потенциала в оплошном теле образцов, так как токосъемные нож и относятся на некоторое расстоя ние от,плоскости сопряжения.

Для исключения этой ошибки производится пересчет величины падения потенциала,в величину KIQIITBKTklokl электропроводности по формуле — — (>) к н 1(Pily + 12 2) где G, контактная электропроводность, U — разность потециалов, У вЂ” сила тока, $ — номинальная площадь сопряжения образцов, pl è р — удельное электросопротивление материала образцов, 11 и 12 — расстояние от плоскости сопряжения образцов до каждого из токосъемных ножей.

Второе слагаемое в знаменателе формулы учитывает величину ошибки.

Зависимость G, f (P) характеризуется выражением где т и и — постоя нные для данных образцов и данных условий опыта коэффициенты.

В двойных логарифмических координатах оНВ представляет собой прямую линию (см. фи|г. 2), что и позволяет использовать данные измерения для определения $ф. Эта прямая строится по даниным измерений, соответстBvloщим, на пример, первоначально выбранной малой нагрузке (точка А на фиг. 2) и нагрузке, близ кой к маисимальной нагрузие (точка Б на фиг. 2). Составив для этих точек два уровня с двумя неизвестными, можно определить коэффициенты т и и, при этом и являегся танпенсом угла наклона прямой к оси нагрузок.

Учитывая, что зависимость О„=f(Se) является линейной, ура в кение 2 тождественно следующим выражениям G<=dS@ или

Зо

4 где К вЂ” коэффициент пересчета электропроводности в относительное значение площади касания.

Из выражений 2 и 3 имеем сР .)ppoy — .pn (4)

$„К

Чтобы от имеющейся зависимости G, f(P) перейти к $ф = f (P), при одной из использовавшихся в опыте нагрузок о пределяют $ф

8ф или относительнУю площадь касания об н разцо в одним из известных методов, например по краске или фотометрированием.

Введение относительной площади касания исключает необходимость подсчета всех пятен касания на образце и определения их пло щади при определении коэффициента К. Для этого достаточно, например, в пределах .поля объектива микроскопа найти площадь попавших в поле зрения пятен касания и отнести их ко всему полю, охватываемому объективом.

Полагая изменение б„пропорциональным изменению $ф от нагрузки полученную по данным опыта зависимость GÄ = f(P) градуируют в новых координатах Lg — lg P, что поз5ф воляет затем по ней определять $ф приизменении Р в выбранных пределах без повторных экспериментов.

Предмет изобретения

Способ определения фактической площади касания текопроводящих образцов, заключающийся в том, что к сопряженным образцам прикладывают периодически, возрастающую сжимающую нагрузку, про пускают через них электрический тек, определяют зависимость электропроводно сти контакта от нагрузки, по которой судят о фактической площади касания, отличаюш,ийся тем, что, с целью повышения точ ности и уменьшения трудоемкости, на исключающем неравномерность растекания тока в образцах и обеспечивающем достаточную чувствительность измерения расстоянии от плоскости сопряжения образцов устанавл ивают токосъемные элементы, взаимодействующие с их наружной поверхностью и включенные в измерительную цепь, определяют величину падения потенциала на каждом интервале нагружения, при одной из выбранных нагрузок определяют относительную площадь касания образцов и учитывают величину падения потенц|иалов при определении зависимости электропроводности от нагрузки.

370504 9

Фиг. 2

Составитель Б. Сачек

Техред Г. Дворина Корректор С. Сатагулова

Редактор Т. Шагова

Заказ 1129/10 Изд. № 263 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2