Способ измерения силы трения

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧРЕСПУБЛИК И 19) ВЦ 5 с о 1 ь, 1/00 ГОсудАРст 8 енный кОмитетПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИС Й АВТОРС О ИЯ ЕЛЬ В(57) Изобретение отельной технике иизмерения силы третрущихся поверхностения - повышениетигается тем, что етельств1 25/00,ельство СИ 25/30,ИЯ СИЛЫ Тносится кредназначия сопряжей. Цельочности.змеряют р СССР 1978, ССР 1980. РЕНИЯизмериено для енных изобреЦель дос" абочим датчиком 3 силу трения, возникающую при прижатии друг к другу элементов исследуемой пары трения в направлении возможного перемещения одного из элементов относительно другого, вводят в силовую цепь последовательно с рабочим датчиком 3 силы образцовый датчик 5 силы и измеряют силу тренияодновременно двумя датчиками в момент начала перемещения в паре, корректируют характеристику рабочего датчика 3 силы по характеристике образцового датчика 5 силы, при .этом прижатие элементов пары друг к другу осуществляют ступенчато возрастающими нагруз ками. 3 ил.Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения силы трения сопряженных трущихся элементов.5Целью изобретения является повышение точности.На Фиг.1 изображены узел трения и испытательный стенд, на котором реализуется способ при возвратно-пос-;р тупательном перемещении элемента, общий вид; на фиг.2 - то же, при вращательном перемещении; на Фиг,3 вид части стенда по Фиг,1 при динамической градуировке. 15На основании 1 подвижно закреплен элемент 2 испытуемого узла трения с воэможностью взаимодействия с жестко закрепленным раЬочим датчиком 3 силы. Перемещаемый элемент,1 этого 20 узла также установлен на основании Образцовый датчик 5 силы, контролирующий силу перемещения (трения Р), взаимодействует с перемещаемым элементом 4 и связан с нагрузочным устрой ством 6, которое обеспечивает полу-. чение по заданному закону силы перемещения. Датчик 7 силы, контролирующий силу прижатия И между элементами 2, 4, взаимодействует с перемещаемым элементом 4 и нагрузочным устройством 8, позволяющим задавать силу прижатия по необходимому закону, Датчики 3, 5, 7 подключены к усилителю 9 и регистрирующему прибору 10. Испытательный стенд содержит также установленные подвижно на основании 1 промежуточные детали - опору 11 и корпус 12 с опорным роликом 13 и нагревателем 14, в котором закреплен зле мент 4. (орпус 12 может быть соединен с приводом 15 возвратно-поступательного перемещения непосредствен= но (Фиг.1) или через образцовый датчик 16 силы и регулируемый упругий элемент 17 (Фиг.3).Предложенный способ измерения силы трения может быть реализован также на стенде (Фиг.2) при вращательном и возвратно-качательном перемещении элемента 4 относительно элемента 2.В условиях статической градуиров-. ки способ реализуют на испытательном стенде (Фиг.1), позволяющем модели 55 ровать условия работы элементов в узле трения типа поршневое кольцо- гильза цилиндра, поршень - гильза цилиндра двигателя внутреннего сгорания. Стенд обеспечивает кинематическую связь двух движений во взаимно перпендикулярных направлениях действия сил М и Г, в результате чего можно задать необходимые значения М и Р по величине, направлению и скорости их изменения. В качестве испытуемого узла трения применяют элементы 4,2, вырезанные из реальных поршневых колец и гильз цилиндров дизеля, с присущими им особенностями микрогеометрии и нанесенными на них приработочными и износостойкими покрытиями. В зону трения элементов 2, 4 подводят масло, применяемое при их работе. Перед проведением градуировки корпус 12 отсоединяют от привода 15, а элемент. 4 подводят к элементу 2 посредством деталей 8, 7, 13, 12, 14, после чего от нагревателя 14 осуществляют нагрев элементов 4, 2, датчиков 5, 7 3 и друГих деталей до температур, соответствующих температурному режиму работы узла трения, При помощи усилителя 9 и регистрирующего прибора 10 производят регулировку нулевого значения сил прижатия И и перемещения (трения) Р.Элемент 4 прижимают к элементу 2 с силой в диапазоне 20-140 кГс со ступенями до 20 кГс. Для каждого значения силы И осуществляют постепенное нагружение элемента 4 силой Р посредством нагрузочного устройства 6 до совпадения силы Р с силой трения покоя Р,. Момент времени, соответствующий указанному совпадению, определяют по началу перемещения элемента 4 вдоль элемента 2, по уменьшению силы Р в датчике 5. Одновременно посредством усилителя и регистрирующего приЬора 10 измеряют выходной сигнал от градуируемого датчика 3, величина которого соответствует силе трения покоя Рт.п . Для учета погрешностей градуировки, связанных с перекосами элементов 4, 2 и паразитным трением элемента 2 относительно основания 1, указанную градуировку датчика 3 повторяют для различных мест взаимодействия элемента 4 вдоль элемента. 2, Связь между силами перемещения и прижатия для каждой ступени нагрузки определяют опытным путем, по коэФФиЦиенту трения покоя Г при помощи датчиков 7, 5, используя зависимость Г =ГИ.5 155Способ в условиях динамической градуировки осуществляют на стенде (фиг.1, 3) при его работе. Предварительно образцовый датчик 16 (фиг.3) устанавливают между приводом 15, используемым в качестве нагрузочного устройства 6, и корпусом 12. При этом для устранения возможностей поломки деталей стенда при неподвижности элемента 4 и воздействии на него силой Р от привода 15 предусмотрен промежуточный регулируемый упругий элемент.1. Градуировку датчи- ка 3 проводят в диапазоне изменения параметров, соответствующих работе поршня и поршневого кольца совместно с гильзой цилиндра дизеля. Градуировку производят непосредственно при работе узла трения на стенде. В процессе проведения градуировки элемент 4 подвергают нагружению силами И и Р от нагрузочного устройства 8 и привода 15. При этом элемент 4 находится в неподвижном состоянии, поскольку упругий элемент 17 деформируется за счет регулировки его жесткости, обеспечивая компенсацию перемещения привода 15 относительно элемента 4. В течение рабочего цикла силу И подбирают так, цтобы элемент 4 находился в неподвижном состоянии, а сила Р не превышала силу трения по" коя, возникающую при наибольшей силе дрижатия для испытуемого узла трения 38506(поршневое кольцо - гильза цилиндрадизеля) в реальных условиях.Регистрацию возникающей при градуировке переменной силы трения Рпроизводят одновременно от датчиков16 и 3 с помощью приборов 9, 10.Таким образом, за несколько цикловнагружения элемента 4 при работе стен да снимается полная градуировочнаяхарактеристика во всем рабочем диапазоне изменения Р с учетом указанных выше особенностей работы испытуе- .мого узла трения.15формула изобретенияСпособ измерения силы трения,заключающийся в измерении рабочимдатчиком силы, возникающей при прижатии друг к другу элементов исследуемой пары трения с нарастающим нагружением пары трения в направлении возможного перемещения одного из элементов относительно другого, о т л иц а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности, вводят в силовуюцепь последовательно с рабочим датчиком силы и исследуемой парой трения образцовый датчик силы, измеряютсилу трения одновременно рабочими образцовым датчиками силы в моментначала перемещения в паре и корректируют характеристику рабочего датчика силы по характеристике образ цового датчика силы, при этом прижа:тие элементов, пары друг к другуосуществляют ступенчато возрастающиминагрузками.1553850 Ц 2 Составитель В, Годзиковскийа ктор А. Иаковс кая Техред И. Дидык Пожо Коррект КНТ СССР ательский комбинат "Патент", г.ужгород,Гагарина, 191 оизводстве аказ 451ВНИИПИ Госуда Тираж ч 77енного комитета по изобретениям и 13035, Москва, Ж, Раушская наб Подписное открытиям