СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ
METHOD OF DETERMINING FRICTION COEFFICIENT

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, а именно к методам исследования коэффициентов трения материалов.
Известен способ определения коэффициента трения, заключающийся в перемещении образца по исследуемой горизонтальной поверхности, при помощи груза, подвешенного на нити и перекинутого через блок, при этом коэффициент трения определяется как отношение перемещающей образец силы к нормальному давлению, причем массу груза необходимо подбирать такой, чтобы образец двигался равномерно /1/.
Недостатком данного способа является низкая точность.
Наиболее близким решением к предлагаемому способу определения коэффициента трения является способ, заключающийся в перемещении образца по исследуемой метровой горизонтальной поверхности при помощи груза, подвешенного на нити и перекинутого через блок, при этом коэффициент трения определяют по формуле
где М - масса груза, кг;
m - масса образца, кг;
S - путь, пройденный образцом, м (S=1 м);
t - время перемещения образца на пути S, с;
2
g - ускорение свободного падения, м/с,
причем масса груза М больше массы образца m на 10-20% /2/.
Недостатком данного способа является низкая точность, связанная с малыми значениями времени перемещения образца по исследуемой поверхности, причем попытки увеличения этого показателя будут приводить к увеличению габаритов установки.
Задачей настоящего изобретения является повышение точности определения коэффициента трения, без увеличения длины исследуемой поверхности.
Поставленная задача достигается путем перемещения образца по исследуемой поверхности при помощи груза, подвешенного на перекинутой через блок нити, и фиксации времени перемещения образца на метровом участке, причем исследуемая поверхность расположена под углом к горизонту, блок установлен в верхней ее части, а коэффициент трения определяют по формуле
где М - масса груза, кг;
m - масса образца, кг;
S - путь, пройденный образцом, м (S=1 м);
t - время перемещения образца на пути S, с;
2
g - ускорение свободного падения, м/с;
α - угол установки исследуемой поверхности к горизонту, град,
при этом массу груза относительно массы образца определяют из условия
Предлагаемое изобретение поясняется чертежом.
На чертеже изображена схема устройства для осуществления способа определения коэффициента трения.
Устройство включает исследуемую поверхность 1, расположенную под углом α к горизонту, и размещенный на ней образец 2. Образец 2 соединен с грузом 3 нитью 4, которая перекинута через блок 5, установленный в верхней части исследуемой поверхности 1. В состав устройства также входит электросекундомер 6, с которым через электропроводку связаны датчик включения 7 и датчик выключения 8, установленные соответственно в начале и в конце метрового участка S исследуемой поверхности 1. Кроме того, в нижней части исследуемой поверхности 1 установлен фиксатор 9 образца 2, а в верхней, за датчиком выключения 8 электросекундомера 6 и перед блоком 5, расположен упор 10.
Прелагаемый способ осуществляется следующим образом.
Изначально образец 2 устанавливается на исследуемой наклонной поверхности 1 в фиксаторе 9. Затем фиксатор 9 отпускают, и образец 2 скользит по исследуемой поверхности 1 под действием силы тяжести, действующей на груз 3. Двигаясь, образец 2 последовательно действует на датчик включения 7 электросекундомера 6 и датчик выключения 8 электросекундомера 6, установленные, для упрощения дальнейших расчетов, на метровом расстоянии друг от друга. При этом электросекундомер 6 сначала включается, а затем выключается, фиксируя время перемещения образца 2 по рассматриваемому метровому участку S. Пройдя датчик выключения 8 электросекундомера 6, образец 2 останавливается у упора 10. Коэффициент трения определяют по формуле
где М - масса груза, кг;
m - масса образца, кг;
S - путь, пройденный образцом, м (S=1 м);
t - время перемещения образца на пути S, с;
2
g - ускорение свободного падения, м/с;
α - угол установки исследуемой поверхности к горизонту, град.
Причем соотношение массы груза М, массы образца m и угла α установки исследуемой поверхности к горизонту определяют из условия
Литература
1. Сабликов М.В. Сельскохозяйственные машины. Часть II. / М.В.Сабликов. - М.: Колос, 1968, с.7;
2. RU 2300755 G01N 19/02, опубликовано 10.06.2007, бюл. №16 - прототип.