Экспериментальное определение силы трения при различных
Нагрузках на образцы с использованием цифрового запоминающего осциллографа PCS-500 A
Из теории трения известно, что коэффициент трения зависит от многих факторов [4,20,23,42], главными из которых в данном случае являются модуль упругости, среднее удельное давление на контактирующих поверхностях трения и адгезионные характеристики пары трения
, 
(2.12)
где 
– фрикционная константа, характеризующая адгезионные характеристики пары трения; 
– модуль упругости эластомера; 
– среднее удельное давление на контакте ; 
, 
– коэффициенты, зависящие от геометрических характеристик контакта.
Непосредственные расчеты по формулам подобным (2.12) затруднены, так как требуют целого ряда сложных физических экспериментов по определению 
, 
, 
. Эти величины связаны с адгезионными и другими физико-механическими свойствами материала. Однако формула (2.12) дает возможность проанализировать влияние таких факторов как среднее удельное давление и модуль упругости эластомера на коэффициент трения [43,48,49] .
Анализ формулы (2.12) показывает, что следует ожидать следующего влияния управляемых факторов:
1) При увеличении модуля упругости коэффициент трения должен уменьшаться
(2.13)
|
|
|
2) Увеличение среднего удельного давления на поверхности резины должно приводить к уменьшению коэффициента трения
. (2.14)
Для резин, используемых в уплотнительной технике обычно 
= 2-3, 
= 0,6 – 0,8.
В данной лабораторной работе предлагается экспериментально проверить влияние среднего удельного давления на контакте эластомера со сталью на коффициент трения.
На первом этапе следует измерить начальные размеры образцов из эластомера: длину и ширину пластинок резины. Это необходимо для расчета среднего удельного давления на контакте, которое определялось по формуле
, (2.15)
где р – среднее удельное давление на контакте, Н/мм2; R –сила, учитывающая вес держателя, верхнего образца, клинового плунжера, и рычага с подвеской
(R = 172 Н ); Q – вес сменных грузов, Н; lр – соотношение плеч рычага (lр = 11);
Аn – суммарная номинальная площадь образцов эластомера, мм2
Аn = 2 ·b · l , (2.16)
|
|
|
где b и l - длина и ширина пластинок резины (2 штуки).
Затем задаются удельными давлениями, при которых необходимо определить коэффициент трения, например, р = 2,5; 3,5; 4;5; 7,5; 11 Н/мм2 и используя формулу (2.7.4) определяют величину сменных грузов при проведении испытаний.
На следующем этапе проводится сборка стенда. На подвеску рычага помещают минимальный из рассчитанных грузов и включают стенд кнопкой
«Пуск». Используя комплект контрольно-измерительной аппаратуры, получают сигнал на экране компьютера. Подробно методы работы с комплектом контрольно-измерительной аппаратуры, включающей цифровой запоминающий осциллограф описаны в лабораторной работе № 5 данного пособия. Примерный вид экрана компьютера в момент записи сигнала приведен на рис.2.41.
Рис. 2.41. Внешний вид экрана компьютера в момент измерения силы трения.
Измерение маркерами силы трения и периода колебаний
Маркерами измеряется двойная амплитуда изменения сигнала и его период. Кроме этого записывают файл с цифровым протоколом испытания. Ниже приведен примерный вид такого протокола:
START: 30.06.2006 12:52:56
TIME STEP:
|
|
|
2 = 20ms
VOLTAGE STEP:
CH1: 32 = 0.5V
CH2: 32 = 5V
N CH1 CH2
0 117 125
1 84 125
2 100 125
3 88 125
4 114 125
5 110 125
6 105 125
7 117 125
8 122 125
9 120 125
10 118 125
11 110 125
12 96 125
13 111 125
3443 110 125
3444 117 125
3445 116 125
3446 115 125
3447 114 125
3448 116 125
3449 112 125
3450 105 125
3451 118 125
|
|
|
3452 106 125
3453 119 125
3454 108 125
3455 127 125
3456 105 125
3457 121 125
3458 113 125
3459 124 125
3460 108 125
3461 131 125
3462 109 125
3463 121 125
3464 122 125
3465 130 125
3466 115 125
3467 120 125
3468 123 125
3469 130 125
3470 117 125
3471 114 125
3472 115 125
3473 116 125
STOP: 30.06.2006 12:53:31
Затем на подвеску рычага нагружения устанавливают новый груз и проводят испытания при следующем значении среднего удельного давления на контакте трущихся поверхностей. Действия повторяют при всех заданных давлениях на поверхности трения образцов.
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 350; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!