Устройство для исследования фрикционного взаимодействия материалов

IОп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Соаетсиин Соцмаамстмцескин Республик(23) Приоритет сударстеенный камнте авета Мнннстрав СССР па делам иэабретеннйи аткрытий(43) Опублико (45) Дата опуб ано 050678,Беоллетень М 21 онисаниет 06,05,78(71) Занвител Институт проблем механики АН СССР УСТРОЙСТВО ВЗАИМО2 1 О тво можетучения фрикразличныхолес транселей с естеными покрытияте по ст ми йство для оценки в материалов имп Известно устрфрикционных свойсным способом 1 .Оно содержитчивания образцамагнитным полем,рого шарик падаекость контрсбразнее. Так как шаривертикальной осиотскока лежит в п виде й мер оедин воэмо Изобретение относится к исследованию физических свойств материалов, а именно к устройствам для определения в динамических условиях фрикционных характеристик материалов, в частности коэффициентов сцепления, трения скольжения и трения качения, и, кроме того, некоторых механических характеристик, например гистереэисиых потерь, динамического модуля упругости и ударной твердости исследуемых материалбв.Предлагаемое устройсбыть использовано для изционного взаимодействиял вращения, например кртных машин или их модвенными или искусцтвен средства для раскру- стального шарика) по выключении котона наклонную плоса и отскакивает от к вращается вокруг то траектория его лоскости, не совпаЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ФРИКЦИОННОГСТВИЯ МАТЕРИАЛОВ дающей с плоскостью отскока неврашающегося шарика. Угол между этими плоскостями и служит критерием фрикциойных потерь в зоне контакта, в частности коэффициента трения.Однако известное устройство нельзя испольэовать для оценки фрикционных потерь в контакте, в частности пневматических колес с дорожным покрытием, поскольку вектор фрикционного импульса перпендикулярен вектору поступатель ной скорости образца.Известно также устройство для исследования фрикционного взаимодействия материалов, содержащее корпус, держатель образца, представляющего собой тело вращения, механизм вращения и сбрасывания образца на поверхность контробразца и прибор для регистрации параметров отскоков образца, по которым оцениваются искомые Фрикционные характеристики 21 .Это устройство наиболееблизко по технической сущности к предлагаемому.Механизм вращения и сбрасывания образца на поверхность контробразца в известном устройстве выполнен в двух соосных справок, по крайне е, одна иэ которых кинематически с ена с приводом вращения и имеет жность осевого перемещения для свободного падения предварительно раскрученного образца на поверхность контробразца Держатель образца представляет собой установленные на этих оправках. 5,втулки, между торцами которых зажатобразец, причем на одном из торцоввыполнено коническое углубление.Однако указанное устройство ограничено н своих возможностях в 30том отношении, что диапазон соотношения окружной и поступательнойскорос-тей. образца после соударения с поверхностью контробразца позволяет воспроизвести фрикционное взаимодействие, вчастности пневматических колес, подорожному полотну, характерное тольколишь для ведущего режима работы колес,т.е. когда вектор силы трения, приложенной к колесу в точке контакта, совпадает йо направлению с вектором поступательной скорости колеса. Но различияв механизме взаимодействия пневматических колес с дорожным покрытием в недущем тормозном режиме, т.е. когда вышеупомянутые векторы обратны по направ лению, проявляющиеся в частности вглиссировании автомобиля на мокромасфальте, не дают оснований для механического переноса результатов ведущего режима на режимы торможения и снободного качения.Для проведения испытаний н тормозном режиме образцу необходимо сообщитьначальную поступательную скорость относительно контробраэца.Целью изобретения является расширение диапазона соотношения угловойи поступательной скоростей образца,в частности колеса, в сторону скоростей, характерных также и для тормоэно го режима, т,е. обеспечение возможнос-.ти исследования фрикционного взаимодействия, например, пневматическихколес.с дорожным покрытием также и втормозном режиме. 45Поставленная цель достигается тем,что механизм вращения, и сбрасыванияобразца выполнен и виде параллельнорасположенных в корпусе валков, каждыйиэ валков снабжен реверсивным приводомвращения, а держатель образца выполненв .виде лотка, расположенного в зонезахвата валков.При этом валки смонтированы на раме, установленной в корпусе с воэможностью поворота относительно оси, пер- "6пендикулярной плоскости полета образца.Кроме того, с целью стабилизациипространственного положения образца вплоскости егополета, на поверхностивалков выполнены канавки, 60На фиг. 1 схематично представленопредлагаемое устройство; на фиг. 2то же, вид сбоку,На корпусе 1 устройства установлена рама 2 с возможностью ее поворота в плоскости полета образца 3. На этой раме н подшипниках расположены дна валка 4 и 5, каждый иэ которых снабжен реверсивным приводом 6 и 7 вращения (двигатели постоянного тока с регулируемым числом оборотов), причем оси вращения валков параллельны оси поворота рамы. Измерение угловых скоростей валков осуществляется тахометрами 8 и 9. Соотношение диаметров валков 4 и 5 образца 3 и расстояние между валками выбрано из условия захвата образца, т.е. угол захвата должен быть меньше угла трения.Для облегчения подачи образца 3 в зону захвата устройство снабжено держателем 10, выполненным, например, н виде лотка (фиг.2). Для стабилизации пространстненного положения образца 3 н плоскости его полета на поверхности валков 4 и 5 выполнены канавки 11 и 12.В качестве регистрируемых параметров отскока образца, по которым производится оценка фрикционных или механических свойств, могут использоваться длина, высота отскоков, время между последовательными соударениями и т.д.Прибор для регистрации параметрон отскока (на чертежах не покаэан) может быть связан непосредственно с испытуемым образцом.Устройство работает следующим образом. К вращающимся валкам по лотку подается образец. Если угловые скоростивалков равны по величине и направлены,как показано на фиг.2, то, вылетая изустройства, образец, н частности колесо, еще до соударения с контробразцом приобретает поступательную скорость. Если угловые скорости барабановне равны .по величине или однонаправлены, то образец помимо поступательной будет приобретать и угловую скорость. Варьируя величину и направление угловых скоростей валков, можнообеспечить требуемое соотношениеугловой и поступательной скоростейобразца, что в свою очередь дает возможность исследовать фрикционное взаимодействие, в частности, пневматических колес с дорожным полотном как введущем, так и в тормозном режимах илин режиме свободного качения,Длина последовательных отскоковможет измеряться по отпечаткам наповерхности контробразца, время межцупоследовательными соударениями - с помощью секундомера.Поворотом рамы относительно корпуса можно изменять траекторию полетаи регулировать высоту падения образца, а следовательно, и величину нормального импульса при соударении,610005 Формула изобретения оставитель ехоед Н. Ан адян дак Тираж 1112нного комитетаам изобретенийЖРаушска 9/32 ПИ Государст Подписно овета Министро открытий наб.с д. 45аказ 13035 Москв Филиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная 1. Устройство для исследования фрикционного взаимодействия материалов, содержащее корпус, держатель образца, механизм вращения и сбрасывания образца на поверхность контробразца и прибор для регистрации параметров отскока образца, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью исследования и в тормозном режиме взаимодействия, например пневматических колес с поверхностью дорожного покрытия, механизм вращения и сбрасывания образца выполнен в виде параллельно расположенных в корпусе валков, каждый из валков снабжен реверсивным приводом вращения, а держатель образца выполнен в виде лотка, расположенного в зоне захвата валков. 2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности исследований при разных углах падения образца, валки смонтированы на раме, установленной в корпусе с возможностью поворота относительно оси, перпендикулярной плоскости полета образца.3. Устройство по п,1, о т л и ч аю щ е е с я тм, что, с целью стабилизации пространственного положения образца в плоскости его полета,на поверхности валков выполнены канавки,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Боуден Ф. и Тейбор Д. Трение и смазка твердых тел, М., Машиностроение, 1968, с. 435-437.2. Авторское свидетельство СССР Р 353611, кл. Я 01 Й 19/02, 1970,Поздняковрейчук Корректор А. Грицен