УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ

Полезная модель относится к оборудованию для измерения результирующих сил трения между движущимися относительно друг друга исследуемыми поверхностями.
Большинство трибометров основано на электронной измерительной аппаратуре, например, представленные в патентах US 9,592,966, US 9,541,491, US 9,200,889 и RU 163380, также широкое применение имеют механические трибометры - RU 165027, RU 150882, МПК - G01N 19/02.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности является (патент US 9,752,969, МПК - G01N 19/02, 2017 год) универсальный механический прибор для испытаний на трение и износ, позволяющим выполнять различные протоколы испытаний с помощью одной машины. Такой результат достигается за счет использования испытательных модулей, каждый из которых предназначен для отдельной конфигурации. Модули вручную соединяются с базой прибора и автоматически распознаются для активации правильного программного обеспечения, относящегося к его конфигурации и тестовым протоколам (скриптам). Один двигатель, размещенный в раме прибора, приводит в действие привод каждого модуля через трансмиссию и соединительный механизм, который автоматически включается при монтаже модуля. Данное устройство позволяет пользователю выполнять множественные испытания с несколькими конфигурациями с помощью одного механического прибора и сменных модулей и оснастки.
Недостатком данного устройства является его ограниченность или невозможность исследования триботехнических свойств поверхностей эксплуатируемых объектов. Для проверки свойств поверхностей реальных объектов с помощью данного устройства требуется изготовление специальных образцов.
Техническим результатом настоящей полезной модели является расширение области применения и отсутствие специальных требований к форме образцов исследуемых материалов. Данное устройство является универсальным прибором и позволяет измерять триботехнические параметры рабочих поверхностей на месте их эксплуатации или с использованием образцов этих поверхностей в лабораторных условиях.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что универсальное устройство, предназначенное для измерения коэффициента трения скольжения полимерных и металлических материалов, состоящее из электронного модуля, связанного с персональным компьютером, тензорезистивного датчика, установленного на прецизионную направляющую универсального устройства, перемещаемые электродвигателем через редуктор и соединенный поводком с испытуемым образцом, может занимать произвольное положение в пространстве относительно испытуемой машины или образца, определяемое длиной поводка.
Данная особенность конструкции расширяет область применения прибора и позволяет проводить измерения триботехнических параметров образцов различной формы и размеров, а также параметров трущихся поверхностей машин и механизмов без предварительной разборки.
Устройство для измерения коэффициента трения поясняется фиг. 1.
Принятые обозначения:
1. Поводок датчика
2. Тензорезистивный датчик
3. Прецизионная направляющая
4. Электродвигательная система
5. Разъем датчика.
Устройство для измерения коэффициента трения состоит из тензорезистивного датчика поз. 2, связанного поводком поз. 1 с исследуемым образцом и консольно закрепленного в прецизионной направляющей поз. 3, перемещаемой электродвигателем поз. 4. Система оснащена концевым прерывателем, предотвращающим повреждение системы при перемещении прецизионной направляющей в нерабочую зону. Блок управления двигателем, позволяет проводить движение образца с различными скоростями. Сигнал от датчика передается через разъем поз. 5 и оцифровывается тензометрическим электронным модулем с использованием программного обеспечения совместимого с персональным компьютером и может быть записан на электронный носитель.
В основу прибора положен тензометрический метод определения коэффициента трения.
Трение, возникающее при движении пары контактирующих образцов при их относительном перемещении, оценивается коэффициентом трения, равным отношению веса движимого образца к силе трения.
тр
тр
где k - коэффициент трения, Р - вес движимого образца, F - сила трения.
Сущность тензометрического метода заключается в изменении электрического сопротивления проводника при его деформации и измерения разницы потенциалов тензометрического моста, возникающей в следствии тензоэффекта, т.е.
тр
где k - коэффициент трения, Р - вес движимого образца, U - электрическое напряжение, возникающее в тензодатчике при деформации.
Коэффициент трения высчитывается с использованием программного обеспечением в режиме реального времени.