устройство для определения коэффициента трения

Формула изобретения

Устройство для определения коэффициента трения, содержащее образец, расположенный на исследуемой поверхности, связанную с грузом нить, а также датчик включения и датчик выключения электросекундомера, установленные соответственно в начале и конце метрового участка, отличающееся тем, что образец выполнен в форме цилиндра с центральной проточкой на его образующей поверхности, в которой закреплена нить, при этом образец надет на ось, жестко связанную с горизонтальным поводком, второй конец которого шарнирно соединен с рамой, причем в исследуемой поверхности имеется отверстие, через которое пропущена нить с грузом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, а именно к методам исследования коэффициентов трения материалов.

Известно устройство для определения коэффициента трения, содержащее образец, расположенный на исследуемой горизонтальной поверхности и при помощи нити, перекинутой через блок, связанный с грузом [1].

Недостатком данного устройства является низкая точность полученных на нем результатов.

Наиболее близким к предлагаемому устройству для определения коэффициента трения является устройство, содержащее образец, расположенный на исследуемой горизонтальной поверхности и при помощи нити, перекинутой через блок, связанный с грузом, а так же датчик включения и датчик выключения электросекундомера, установленные соответственно в начале и конце метрового участка [2].

Недостатком данного устройства так же является низкая точность полученных результатов, так как в них не учтены инерционные и фрикционные характеристики блока. Кроме того, данное устройство громоздко, так как длина исследуемой поверхности должна быть не меньше пути падения груза.

Задачей настоящего изобретения является повышение точности определения коэффициента трения с одновременным уменьшением габаритов устройства.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для определения коэффициента трения, содержащем образец, расположенный на исследуемой поверхности, связанную с грузом нить, а так же датчик включения и датчик выключения электросекундомера, установленные соответственно в начале и конце метрового участка, образец выполнен в форме цилиндра с центральной проточкой на его образующей поверхности, в которой закреплена нить, при этом образец надет на ось, жестко связанную с горизонтальным поводком, второй конец которого шарнирно соединен с рамой, причем в исследуемой поверхности имеется отверстие, через которое пропущена нить с грузом.

На фиг.1 изображена схема устройства для осуществления способа определения коэффициента трения, на фиг.2 - вид А на фиг.1.

Устройство для определения коэффициента трения (фиг.1) включает образец 1, который опирается на исследуемую поверхность 2. Образец 1 выполнен в форме цилиндра, в центральной части образующей поверхности которого выполнена проточка 3, к проточке крепится нить 4, на свободном конце которой размещен груз 5. Образец 1 надет на ось 6, которая жестко соединена с поводком 7, второй конец поводка 7 шарнирно соединен с рамой стенда 8. В состав устройства так же входит электросекундомер 9, с которым через электропроводку связаны датчик включения 10 и датчик выключения 11, установленные соответственно в начале и в конце метрового участка S под грузом 5. Кроме того, в исследуемой поверхности 2 выполнено отверстие 12, через которое пропущена нить 4.

Прелагаемое устройство работает следующим образом.

Под тяжестью груза 5 образец 1 приводится во вращательное движение. При этом между образцом 1 и исследуемой поверхностью 2 возникает сила трения F, от величины которой будет зависеть время падения груза 5. Оно фиксируется на метровом участке при помощи датчиков 10 и 11, а так же электросекундомера 9. Затем коэффициент трения определяется по формуле

_,

где m - масса груза, кг;

m₀ - масса образца, кг;

m_n - масса образца, кг;

l - моментинерции образца, кг·м²;

S - перемещение груза, м (5=1 м);

t - время перемещения груза на пути S, с;

g - ускорение свободного падения, м/с²,

r₁ - радиус цилиндра образца, м,

r₂ - радиус проточенной части образца, м.

Используемая литература

1. Сабликов М.В. Сельскохозяйственные машины. Часть II. / М.В.Сабликов. - М.: Колос, 1968, с.7.

2. RU № 2300755, Кл. G01N 19/02, 2007 г. - прототип.