ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ВНЕШНЕГО ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к измерительным устройствам и предназначена для использования в учебных и исследовательских лабораториях по изучению свойств сыпучих материалов.
Известен прибор [1] для определения коэффициентов внешнего трения сыпучих и измельченных материалов, состоящий из горизонтальной плоскости трения, кольца, формирующего слой сыпучих материалов и расположенного на поверхности трения, крышки, накрываемой сыпучие материалы, размещенные в кольце, грузов, расположенных на крышке, и привода с нагружающим стержнем (динамометром) для перемещения кольца с материалом по поверхности трения.
Основной недостаток известного прибора заключается в сложности проведения измерений, так как при этом приходится иметь дело с большим количеством узлов и деталей, следовательно, приходится затрачивать большое количество времени. Кроме того, такой метод измерения сил трения отличается нестабильностью показаний динамометра, связанной со схватыванием трущихся поверхностей, адгезией и т.д., т.е. приходится пользоваться средними значениями сил, что приводит к невысокой точности результатов измерений.
Задача, на решение которой направлена полезная модель и технический результат от ее использования, заключается в упрощении процесса измерения внешних коэффициентов трения сыпучих материалов, в повышении производительности и точности измерений.
Технический результат достигается тем, что само тело, например, внутренний конус дробилки, которое работает в сыпучей среде и коэффициент трения о поверхность которого необходимо определять, жестко соединяют
с нижней частью цилиндрической головки, жестко закрепленной к нижней части неподвижного упругого стержня, имеющего внизу центрирующий элемент, причем цилиндрическую головку снабжают в одной из диаметральных плоскостей двумя горизонтальными симметрично расположенными воротками с возможностью с их помощью закручивания вручную упругого вала и возбуждения собственных колебаний цилиндрической головки с телом, а в любой другой диаметральной плоскости - оптическим датчиком и приемником перемещений, расположенными на определенном расстоянии от цилиндрической головки, определяемом свойством светоизлучающего элемента и считывающего устройства отраженного от перемещаемой поверхности светового импульса датчика, и жестко закрепленными к станине.
Такое исполнение предлагаемого прибора позволяет возбуждать свободные (собственные) колебания массы, закрепленной на конце упругого вала, записать эти колебания с помощью компьютера и по ним определять коэффициент трения испытуемого сыпучего материала по поверхности рабочего тела.
На фиг.1 представлена схема предлагаемого прибора.
К нижнему концу упругого неподвижного стержня 1 жестко прикреплена цилиндрическая головка 2, которая снабжена в одной из диаметральных плоскостей двумя горизонтальными симметрично расположенными воротками 3. К нижней части цилиндрической головки жестко прикреплено само рабочее тело 4 или его макет. Внизу упругий вал 1 имеет центрирующий элемент 5, обеспечивающий телу 4 только вращательное колебательное движение. Рабочее тело 4 (или его макет) помещено в неподвижную емкость 6 с сыпучим материалом 7. Цилиндрическая головка 2 в одной из диаметральных плоскостей снабжена оптическим датчиком и приемником перемещений 8, расположенными на определенном расстоянии от нее, определяемом свойством светоизлучающего элемента и считывающего устройства отраженного от перемещаемой поверхности светового импульса датчика, и жестко закрепленными к станине 6. В предлагаемом приборе использован датчик и приемник
отраженного луча от оптической мыши Logitech MX300 Optical Mouse, у которых:
- оптическое разрешение - 800 dpi;
- скорость перемещения - до 1 м/с;
2
- ускорение перемещения до 100 м/с.
Предлагаемый прибор работает следующим образом.
С помощью воротков 3 вручную закручивают упругий вал 1 на некоторый угол и отпускают, то есть возбуждают свободные колебания массы, образованной цилиндрической головкой 2 с воротками 3, телом 4, прикрепленным к головке 1, и другими сопутствующими деталями. При этом светоизлучающий элемент датчика посылает луч на движущуюся поверхность цилиндрической головки 2. Световой импульс отражается от поверхности и попадает в считывающее устройство, которое посылает соответствующие сигналы в компьютер. Компьютер с помощью специальной программы записывает кривую свободных колебаний, по которой и определяет коэффициент внешнего трения. Путем смены сыпучих материалов и материалов колеблющихся тел определяют коэффициенты внешнего трения для различных сочетаний как сыпучих материалов, так и материалов поверхностей трения тел.
Таким образом, определение коэффициентов внешнего трения свелось к возбуждению и записи свободных колебаний системы с помощью компьютера. Это, несомненно, упростило процесс определения коэффициентов трения, увеличило его производительность и точность определения.
ИСТОЧНИК ИНФОРМАЦИИ
1. Кулаковский И.В., Кирпичников Ф.С., Резник Е.И. Машины и оборудование для приготовления кормов: Справочник, ч.1. - М.: Россельхозиздат, 1987. - 285 с.