Способ определения фактической площади касания токопроводящих образцов

О П И С А Н И Е 370504ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Саветскиа Сациалистическик Реслублинаявлено исоединением заявки Л" Комитет ао делам иаооретений и открытий при Совете Министров СССРв ител ОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФАКТИЧЕС ТОКОПРОВОДЯ ЩИХЙ ПЛОЩ РАЗ 11,О В САН Изобретение относится к механическим и технологическим испытаниям узлов и деталей машин и используется, в частности, при реше.иии:ряда задач, связанных с необходимостью количественного определения фактической площади (5 ф) касания двух сопряженных поверхностей, например при необходимости обоснованного назначения чистоты обработки деталей, сопрятающихся,по прессовой посадке, при количественной оценке, контактных напряжений на поверхностях сопряженных деталей н т. д.Известен способ определения фактическойплощади касания токопроводящих образцов, заключающийся в том, что к сопряжевным образцам прикладывают периодически возрастающую сжимающую нагрузку, пропускают через них электрический ток, определяют зависимость электропроводности контакта от нагрузки, по которой и судят о фактической площади касапня.Известный способ трудоемок и неточен, поскольку требует подсчета пятен контакта для каждой из нагрузок, причем форма всех пятен приравнивается к окружностям,равного радиуса, что вносит большую погрешность в результаты измерений.Целью изобретения является повышениеточности и уменьшение трудоемкости при определении 5 ф. Это достигается тем, что на исключающемнеравномерность растекания тока в образцах и обеспечивающем достаточную чувствительность измерения расстояния от плоскости соп ряжения образцов устанавливают токосъемные элементы, взаимодействующие с их наружной поверхностью и включенные в измерительную цепь, определяют величину падения потенциала на каждом интервале нагружения.10 При одной из,выбранных нагрузок определяют относительную площадь касания образцов (отношение фактической площади касания 5 ф к номинальной 5) и учитывают величину падения потенциалов пр 1 и определении зависи мости электропроводности от нагрузки.На фиг. 1 изображена схема, поясняющаяспособ; на фиг, 2 - график зависимости Оот Р.Испытуемые образцы 1 и 2 сближают до со прикосновешгя поверхностей 3, нагружаютпервоначальпой нагрузкой Р. На образцы подают э.д.с. и реостатом 4 по апперметру 5 устанавливают измерительный ток, Затем миллпвольтметром б измеряют разность потенциалов ме жду точками а и б установки токосъемныхэлементов.Изменение потенциала регистрируют на каждом интервале нагруженпя, которых для получения хороших результатов должно быть 5 - :6, ЗО Причем последнее измерение должно прово(3) 6 К - ф и Ф диться при максимально возможной по условиям прочности конкретной испытательной установки нагрузке. В принцине достаточно и двух измерений (при минимальной и максимальной нагрузках), но в этом случае возможна большая ошибка измерения,Если в качестве измерительного прибора использовать самопишущий,потенциометр, то можно осуществить непрерывную запись. Измеренные таким образом значения падения потенциала содержат ошибку. - падения потенциала в сплошном теле образцов, так как токосъемные ножи относятся на некоторое расстояние от,плоскости сопряжения.Для исключения этой ошибки производится пересчет величины падения потенциала,в величину контактной электропроводности по фор- муле 6= - " - , (1)Рк Ун - Чад+ Из)где 6 - контактная электропроводность,У - разность потециалов,- сила тока,5, - номинальная площадь сопряженияобр азцов,р, и р, - удельное электросопротивление материала образцов,дд и д, - расстояние от плоскости сопряжения образцов до каждого из токосъемных ножей.Второе слагаемое в знаменателе формулыучитывает величину ошибки.Зависимость 6 д -- (Р) характеризуется выражением где т и и - пюстоянные для данных образцов и данных условий опыта коэффициенты.В двойных логарифмических координатах она представляет собой прямую линию (см. фиг. 2), что и позволяет использовать данные измерения для определения 5 ф. Эта прямая строится по даниным измерений, соответствующим, например, первоначально выбранной малой нагрузке (точка А на фиг. 2) и нагрузке, близкой к максимальной нагрузие (точка Б на фиг. 2). Составив для этих точек два уровня с двумя неизвестными, можно определить коэффициенты т и и, при этом и являегся танпенсом угла наклона прямой к оси нагрузок.Учитывая, что зависимость бдд=(5 ф) является линейной, уравкение 2 тождественно следующим выражениям 6 дд=д 5 ф или 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 4где К - коэффициент пересчета электропро.водности в относительное значениеплощади касания,Из выражений 2 и 3 имеемасср.100 оГ = т,Ра (4)н Чтобы от имеющейся зависимости 6, = (Р) перейти к 5 ф = (Р), при одной из использовавшихся в опыте нагрузок определяют 5 фЯфили относительную площадь касания обнразцов одним из известных методов, например по краске или фотометрированием.Введение относительной площади касания исключает необходимость подсчета всех пятен касания на образце и определения их пло щади,при определении коэффициента К. Для этого достаточно, например, в пределах, поля объектива микроскопа найти площадь попавших в поле зрения пятен касания и отнести их ко всему полю, охватываемому объективом.Полагая изменение бпропорциональным изменению 5 ф от нагрузки полученную по данным опыта зависимость 6= (Р) градуируют в новых координатах ф - 1 д Р, что поз 5 фволяет затем по ней определять 5 ф при изменении Р в выбранных пределах без повторных экспериментов. Предмет изобретения Способ определения фактической площади касания токопроводящих образцов, заключающийся в том, что к сопряженным образцам прикладывают периодически, возрастающую сжимающую нагрузочку, пропускают через них электрический ток, определяют зависимость электропроводности контакта от нагрузки, по которой судят о фактической площади касания, отличаюш,ийся тем, что, с целью повышения точности и уменьшения трудоемкости, на исключающем неравномерность растекания тока в образцах и обеспечивающем достаточную чувствительность измерения расстоянии от плоскости сопряжения образцов устанавливают токосъемные элементы, взаимодействую. щие с их наружной поверхностью и включенные в измерительную цепь, определяют величину падения потенциала на каждом интервале нагружения, при одной из выбранных нагрузок определяют относительную площадь касания образцов и учитывают величину падения потенциалов при определении зависимости электропроводности от нагрузки,370504 Фиг Составитель Б. СачекРедактор Т. Шагова Техред Г. Дворина Корректор С. Сатагулова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 1129/10 Изд.263 Тираж г 55ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при СМосква, Ж, Раушская наб д. 4/5 Подписное ете Министров СССР