УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦА НА ТРЕНИЕ СКОЛЬЖЕНИЯ

Полезная модель относится к испытательной технике и может быть использована для определения коэффициента трения скольжения в листоштамповочном производстве.
Известно устройство для определения коэффициента трения плоских образцов материала, содержащее основание, на котором шарнирно установлена платформа для крепления образца с приводом ее перемещения, контробразец в виде диска, датчик положения которого размещен на платформе, и установленный на основании датчик угла поворота, электрически связанный с осью платформы. (см. авт. св. СССР N 1718050, G 01 N 19/02)
Недостатком известного устройства является низкая точность определения удельных давлений образца на станину, что осложняет классификацию типа трения скольжения из-за неточности сопряжения поверхностей образца и контробразца.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является описанное в способе для определения коэффициента трения
эластичного материала устройство, содержащее станину, на которой установлены основание с цилиндрическим отверстием и средства измерения. При этом основание выполнено в виде цилиндрической втулки, внутри втулки установлен палец, а исследуемый материал размещен между пальцем и втулкой (см. авт. св. СССР N 1682893, G 01 N 19/02)
Недостатком данного устройства является низкая точность измерения коэффициента трения за счет упругих деформаций, возникающих в исследуемом материале при динамическом контакте его с пальцем.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении точности определения коэффициента трения скольжения при моделировании различных видов трения скольжения в условиях листовой штамповки.
Поставленная техническая задача решается тем, что в известном устройстве для испытания образца на трение скольжения, содержащее станину, на которой установлены основание с цилиндрическим отверстием и средства измерения, согласно изменению, основание выполнено в виде призматической втулки, внутри цилиндрического отверстия которой размещен слой
вязко-текучего материала, а средства измерения установлены на станине параллельно оси втулки.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где схематично изображено заявляемое устройство в аксонометрии с частичным вырезом.
Устройство для испытания образца на трение скольжения содержит станину 1, на которой горизонтально установлено и жестко зафиксировано основание, выполненное в виде призматической втулки 2 с цилиндрическим отверстием 3. Внутри цилиндрического отверстия 3 втулки 2 размещен слой 4 вязко-текучего материала. В качестве вязко-текучего материала могут быть использованы известные материалы, например, минеральное, полусинтетическое и синтетическое моторное или трансмиссионное масла, водные эмульсии и другие материалы, описанные в книге «Смазочные материалы: Антифрикционные и противоизносные свойства. Методы испытаний»: Справочник/ Р.М.Матвеевский, В.Л.Лашхи, И.А.Буяновский и др. - М.: Машиностроение, 1989, с.48.
На станине 1 параллельно оси призматической втулки 2 установлены средства измерения 5. В качестве средства измерения 5 в заявляемом устройстве могут быть использованы любые известные устройства, например, пружинный динамометр ДПУ, описанный в книге Феликсона Е.И. Упругие элементы силоизмерительных приборов. Б-ка приборостроителя. М., «Машиностроение», 1977, с.19.
На чертеже позицией 6 изображен испытуемый образец. Устройство для испытания образца на трение скольжения работает следующим образом.
Предварительно определяют вес исследуемого образца 6. В зависимости от вида трения определяют состав слоя 4 вязко-текучего материала, который помещают в цилиндрическое отверстие 3 призматической втулки 2. Затем в полость цилиндрического отверстия 3 втулки 2 помещают исследуемый образец 6. При этом образец 6 располагают так, чтобы его ось была параллельна оси втулки 2. После чего присоединяют один конец динамометра 5 к торцу цилиндрического образца 6 и прикладывают через динамометр 5 силу, направление вектора которой параллельно оси образца 6, в результате чего происходит
перемещение последнего. По показанию динамометра 5 определяют величину силы трения скольжения образца относительно станины 1. Вычисляют коэффициент трения скольжения, как отношение силы F трения скольжения образца 6 к его весу.
Повышение точности определения коэффициента трения скольжения в заявляемом устройстве достигается за счет того, что образец 6 под действием силы тяжести скатываясь по цилиндрической поверхности отверстия 3 втулки 2 обеспечивает самоустановку и локализацию вязко-текучего материала в зоне контакта образца 6 с цилиндрической поверхностью отверстия 3 втулки 2.
Классификация вида трения: полусухое, полужидкостное или жидкостное, осуществляется анализом нормальных напряжений, возникающих на границе контакта образца 6 и втулки 2. При этом величина напряжений определяется отношением веса исследуемого образца к площади контактной поверхности, образуемой при соприкосновении двух цилиндрических поверхностей образца 6 и отверстия 3 втулки 2. Площадь контактной поверхности определяют по формуле Герца.
Поскольку точность измерений зависит от допуска прямолинейности образующих двух цилиндрических поверхностей образца и основания, то влияние геометрической формы указанных элементов меньше, чем при использовании контакта по плоскости.
Таким образом, заявляемая конструкция позволяет повысить точность определения коэффициента трения за счет использования в качестве образца и втулки цилиндрических поверхностей, а также за счет локализации вязко-текучего материала в области их контакта.