Устройство для измерения момента трения

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для измерения момента трения между двумя материалами, например, при проведении сравнительных испытаний или трибологических исследований различных материалов.
Известны устройства для измерения момента трения с вертикальным размещением шпинделя над исследуемым образцом и винтовым методом создания нагрузки, принцип работы которых основан на измерении напряжений в упругой балке, например, с помощью тензодатчиков, дальнейшем усилении сигнала с помощью тензоусилителя и вывода их уровня на устройствах вывода, например, светолучевых осциллографах (Н. А. Воронин, А. П. Семенов. Смазочные покрытия газодинамических подшипников. М.: Наука, 1981 г., с. 47).
Недостатком данных устройств является необходимость ручной фиксации измеряемых значений с последующим пересчетом в физические величины, что усложняет процесс измерения и, в случае быстроменяющихся процессов, делает его невозможным. Кроме того, винтовой метод нагружения пары трения ведет к усложнению измерения приложенной нагрузки.
Известно также устройство для измерения момента трения, содержащее шпиндель с контртелом, опору, выполненную с возможностью размещения испытуемого образца, штифты, измерительный рычаг, реостат с регулирующим стержнем, преобразователь сигнала с процессором и монитором, связанные электрически (см. патент РФ 86299, МПК G01C 22/00 (2006.01)).
Недостатком данного устройства является необходимость подачи усилия на пару испытуемый образец-контртело снизу, что является сложной технической задачей.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое технической решение, является упрощение подачи усилия нагружения пары трения и упрощение сопрягаемости устройства с устройством, обеспечивающим создание усилие прижима.
Технический результат, проявляющийся при решении поставленной задачи выражается в упрощении подачи усилия нагружения пары трения и упрощении сопрягаемости устройства с устройством, обеспечивающим создание усилие прижима.
Указанная задача решается тем, что устройство для измерения момента трения, содержащее шпиндель с контртелом, опору, выполненную с возможностью размещения испытуемого образца, штифты, измерительный рычаг, реостат с регулирующим стержнем, выполненным с возможностью передачи сигнала на преобразователь, процессор и монитор, отличается тем, что опора сверху снабжена штоком, соосным шпинделю, при этом опора выполнена с возможностью крепления к ней снизу вертикальными штифтами испытуемого образца, а шток опоры снабжен поперечным выступом и грузами, выполненными с возможностью надевания на шток, причем измерительный рычаг установлен на штоке над опорой, под поперечным выступом.
Устройство и принцип действия модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен вид сбоку устройства, на фиг. 2 – вид сверху.
На чертежах показаны шпиндель 1,контртело 2,испытуемый образец 3, опора 4, штифты 5,измерительный рычаг 6,стержень 7, реостат 8, провода 9, преобразователь 10, процессор 11, монитор 12, сменные грузы 13, шток 14, поперечный выступ 15.
Полезная модель состоит из шпинделя 1, имеющего привод от электродвигателя, с закрепленным на нем контртелом 2. Испытуемый образец 3 одной стороной крепят к опоре 4 штифтами 5, а другой стороной соприкасается с рабочей поверхностью контртела 2. Опора 4 сверху снабжена штоком 14, соосным шпинделю 1. Шток 14 опоры 4 снабжен поперечным выступом 15 и грузами 13, выполненными с возможностью надевания на шток 14.
Измерительный рычаг 6, который свободным концом воздействует на стержень 7 реостата 8,установлен на штоке 14 над опорой 4, под поперечным выступом 15.
Реостат 8 выполнен с возможностью передачи сигнала на преобразователь, процессор и монитор.
Работа устройства заключается в следующем.
тр
Испытуемый образец 3 крепят к опоре 4, которую поджимают сменными грузами 13 к контртелу 2 с усилием Р. Включают привод контртела 2. При вращении контртела 2 возникает момент трения М, который стремится повернуть опору 4 с закрепленным на нем измерительным рычагом 6 вокруг оси. Поворачиваясь вокруг оси, рычаг 6 воздействует свободным концом на подпружиненный стержень 7 реостата 8, при этом меняется положение подвижного контакта реостата 8, соединенного с подпружиненным стержнем 7, изменяется сопротивление реостата 8, и изменяется сила тока пропорционально моменту трения между испытуемым образцом 3 и контртелом 2.
Сигналы от реостата 8 по проводам 9 через преобразователь 10 поступают в процессор 11, в котором обрабатываются по специальной программе и отображаются на мониторе 12.
Изменение усилия прижима осуществляют путем установки сменных грузов 13.
Таким образом, полезная модель устройства для измерения момента трения позволяет упростить подачу усилия нагружения пары трения и упростить сопрягаемость устройства с устройством, обеспечивающим создание усилие прижима.