SU1718050A1 - Device for determining friction coefficient of flat specimens of materials - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к устройствам дл  определени  коэффициента трени  13 ских листовых материалов. Цель изобретени  - повышение точности. Устройство содержит основание 1, платформу 2, упор 3, ось 4 шарнира, с помощью которого платформа 2 установлена на основании 1. Ось 4 расположена посредине платформы 2 в плоскости ее центра т жести. Контробразец 5 выполнен в виде диска. Оптический датчик положени  контробразца 5 включает излучатель 6 и приемник 7, расположенные на платформе. Привод платформы 2 включает двигатель 8 и редуктор 9. Устройство содержит установленные на основании 1 вычислительный блок 10, задатчик 11 угла поворота, суммирующий усилитель 12 и датчик 13 угла поворота платформы, пульт 14 и блок 15 питани . Устройство обеспечивает определение коэффициента трени  различных плоских материалов и выбор необходимых углов и скорости поворота платформы. 2 ил. Образец о 8 00 о ел оThe invention relates to devices for determining the coefficient of friction of 13 sheet materials. The purpose of the invention is to improve accuracy. The device comprises a base 1, a platform 2, an emphasis 3, an axis 4 of the hinge, with which the platform 2 is mounted on the base 1. The axis 4 is located in the middle of the platform 2 in the plane of its center of gravity. Counter 5 is made in the form of a disk. The optical position sensor of the counterpiece 5 includes an emitter 6 and a receiver 7 located on the platform. The platform 2 drive includes an engine 8 and a reducer 9. The device includes a computing unit 10 installed on the base 1, a rotation angle adjuster 11, a summing amplifier 12 and a platform rotation angle sensor 13, a console 14 and a power supply 15. The device provides the determination of the friction coefficient of various flat materials and the choice of the required angles and speed of rotation of the platform. 2 Il. Sample o 8 00 o ate o

Description

Фиг.11

Изобретение относитс  к устройствам дл  определени  коэффициента трени  плоских листовых материалов, например бумаги или картона.This invention relates to devices for determining the friction coefficient of flat sheet materials, such as paper or cardboard.

Известно устройство дл  определени  угла скольжени , содержащее корпус, платформу дл  размещени  на ней образцов, установленную с возможностью ее поворота на оси, контртело, указатель угла наклона платформы, оптический датчик положени  контртела и привод платформы. При работе производ т измерение угла наклона платформы , при котором началось движение контрела.A device for determining the slip angle is known, comprising a housing, a platform for placing samples thereon that can be rotated on an axis, a counterbody, a platform angle indicator, an optical sensor for the counterbody position and a platform drive. In operation, a measurement is made of the angle of inclination of the platform at which the movement of the counter arm began.

Устройство не обеспечивает достаточной точности измерени . Наблюдение ведетс  визуально, цена делений шкалы составл ет 1°С, что  вл етс  недостаточным при определении коэффициента трени  бумаги или других материалов с гладкой поверхностью.The device does not provide sufficient measurement accuracy. The observation is carried out visually, the scale divisions cost is 1 ° C, which is insufficient when determining the friction coefficient of paper or other materials with a smooth surface.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дл  определени .коэффициента трени  плоских образцов материала, содержащее основание, шар- нирно установленную на нем платформу, предназначенную дл  креплени  образца , контробразец, привод перемещени  платформы и датчик положени  контробразца .Closest to the invention is a device for determining the coefficient of friction of flat specimens of a material, comprising a base, a platform hinged on it, designed to hold the sample, a counter piece, a platform movement drive, and a counter position sensor.

Конструкци  привода не обеспечивает посто нство и равномерность угловой скорости поворота платформы. Скорость зависит от колебаний напр жени  в сети, изменени  сопротивлени  вращению в сопр женных элементах привода и т.п.The design of the drive does not ensure the constancy and uniformity of the angular velocity of rotation of the platform. The speed depends on the voltage fluctuations in the network, the change in the resistance to rotation in the mating drive elements, etc.

Изменение угла поворота производитс  косвенночерез врем  поворота At платформы , счита  при этом угловую скорость поворота шпосто нной величиной.The change in the angle of rotation is made indirectly through the time of rotation At of the platform, while considering the angular velocity of rotation to be a common value.

Коэффициент трени  К определ ют по формулеThe coefficient of friction K is determined by the formula

К tga tg( ш -At).K tga tg (w-At).

Контробазец выполнен в виде многогранника , поэтому с началом движени  его положение относительно элементов датчика за счет поворота вокруг своей оси может измен тьс . Кроме того, измерение коэффициента трени  по углу поворота возможно лишь при его малых значени х. Это происходит по той причине , что элементы датчика положени  контробразца установлены на основании устройства, а сам контробразец находитс  на платформе. Еще до начала движени  контробразцз с поворотомThe countertrip is made in the form of a polyhedron, therefore, with the start of movement, its position relative to the sensor elements can be changed due to rotation around its axis. In addition, measurement of the coefficient of friction over the angle of rotation is possible only at small values. This is due to the fact that the elements of the counter position sensor are mounted on the base of the device, and the counter sample is located on the platform. Before the movement begins

платформы мен етс  взаимное положение контробразца и датчика.the platform changes the relative position of the counterpiece and the sensor.

Все указанное оказывает отрицательное вли ние на точность и диапазон измерений . Кроме того, в устройстве нет средства контрол  скорости поворота платформы .All of this has a negative effect on the accuracy and range of measurements. In addition, the device has no means of controlling the speed of rotation of the platform.

Цель изобретени  - повышение точности .The purpose of the invention is to improve accuracy.

0Указанна  цель достигаетс  тем, что0The goal is achieved by the fact that

устройство дл  определени  коэффициента трени  плоских образцов материалов, содержащее основание, шарнирно установленную на нем платформу, предназна5 ченную дл  креплени  образца, контробразец, привод перемещени  платформы и датчик положени  контробразца, снабжено установленными на основании датчиком угла поворота, активный элементA device for determining the friction coefficient of flat material samples, comprising a base, a platform hinged on it, intended for fastening the sample, a counter piece, a platform movement drive and a counter position sensor, equipped with an angle sensor mounted on the base, the active element

0 которого св зан с осью платформы, электрически св занным с ним задатчиком угла поворота, установленным на платформе с возможностью перемещени  в ее плоскости упором, ось шарнира расположена посре5 дине платформы в плоскости ее центра т жести , контробразец выполнен в виде диска, а датчик размещен на платформе.0 which is connected with the axis of the platform, electrically connected with it a rotation angle adjuster installed on the platform with the ability to move in its plane by an emphasis, the hinge axis is located in the middle of the platform in the plane of its center of gravity, the counterpiece is made in the form of a disk, and the sensor is placed on the platform.

На фиг.1 изображено устройство, план: на фиг.2 - блок-схема устройства.Figure 1 shows the device, the plan: figure 2 is a block diagram of the device.

0 Устройство (фиг.1) содержит основание 1, платформу 2, упор 3 установлены на платформе с возможностью перемещени  ее в плоскости, горизонтальную ось 4 шарнира, с помощью которой платформа 2 установле5 на на основании 1.0сь 4 расположена посредине платформы 2 в плоскости ее центра т жести. Контробразец 5 служит дл  его размещени  на поверхности образца и выполнен в виде диска. Элементы оптическо0 го датчика положени  контробразца 5 включают излучатель 6 и приемник 7, установленные на платформе 2. Привод платформы 2 включает двигатель 8 и редуктор 9. Устройство содержит установленные на0 The device (Fig. 1) contains a base 1, a platform 2, an emphasis 3 is mounted on the platform with the possibility of its movement in a plane, the horizontal axis 4 of the hinge, with which the platform 2 is mounted on 5 on the base 1.0 to 4 is located in the middle of the platform 2 in its plane center of the tin. Counterpiece 5 serves to place it on the sample surface and is made in the form of a disk. The elements of the optical sensor of the position of the counterpiece 5 include the emitter 6 and the receiver 7 installed on the platform 2. The drive of the platform 2 includes the engine 8 and the gearbox 9. The device contains installed on

5 основании 1 вычислительный блок 10, за- датчик 11 угла поворота платформы 2, суммирующий усилитель 12 и датчик 13 угла поворота платформы 2. Устройство имеет пульт 14 управлени  и индикации и блок 155, the computational unit 10, the sensor 11 of the angle of rotation of the platform 2, the summing amplifier 12 and the sensor 13 of the angle of rotation of platform 2 5. The device has a control and display console 14 and the unit 15

0 питани .0 food.

Активный элемент датчика 13 угла поворота св зан с осью 4 платформы, и электрически св заны между собой датчик 13 и задатчик 11 угла поворота платформы.The active element of the angle of rotation sensor 13 is connected to the axis 4 of the platform, and the sensor 13 and the angle angle adjuster 11 are electrically interconnected.

5 . Устройство работает следующим образом .five . The device works as follows.

На платформе 2 закрепл ют образец бумаги и устанавливают на его поверхности контробразец 5, выставл   его исходное по- чожение с помощью регулируемого упора 3.On the platform 2, a paper sample is fixed and a counter-sample 5 is placed on its surface, exposing its initial position with the help of an adjustable stop 3.

Включают блок 15 питани . По команде с пульта 14 управлени  и индикации задатчик 11 угла поворота начинает выдавать значение угла а. поворота платформы 2. Привод отрабатывает заданный угол поворота. При этом сигнал с суммирующего усилител  12, полученный в результате обработки сигналов с задатчика 11 и датчика 13 угла поворота платформы 2, поступает на двигатель 8, который через редуктор 9 поворачивает платформу 2.Power supply unit 15 is turned on. On command from the control and display console 14, the angle adjuster 11 begins to produce an angle value a. rotation of the platform 2. The drive fulfills the specified angle of rotation. When this signal from the summing amplifier 12, the resulting signal processing from the setting device 11 and the sensor 13 of the rotation angle of the platform 2, is fed to the engine 8, which through the gear 9 rotates the platform 2.

При исходном положении контробразца 5 луч от излучател  б поступает в приемник 7, каса сь кра  контробразца 5. С началом движени  контробразец 5 перекрывает луч, при этом сигнал с приемника 7 поступает на вычислительный блок 10, который запоминает значение угла поворота платформы 2. Вычислительный блок 10 производит вычисление коэффициента трени  по формуле At the initial position of the counterpiece 5, the beam from the radiator b enters the receiver 7, touching the edge of the counterpiece 5. When the start of movement, the counterpiece 5 blocks the beam, and the signal from the receiver 7 enters the computing unit 10, which stores the angle of rotation of the platform 2. The computational unit 10 calculates the coefficient of friction by the formula

Полученный результат высвечиваетс  на пульте 14 управлени  и индикации.The result is displayed on the control and display console 14.

По сигналу с вычислительного блока 10 происходит обратный поворот платформы 2, при этом угол наклона платформы 2 противоположный по знаку наклону платформы при ее пр мом повороте. При обратном повороте платформы 2 контробразец 5 занимает исходное положение. Затем по команде с вычислительного блока 10 задатчик 11 угла поворота выдает нулевое значе- ние угла аи платформа 2 принимает горизонтальное положение.The signal from the computing unit 10 causes the reverse rotation of the platform 2, while the angle of inclination of the platform 2 is opposite in sign to the inclination of the platform during its direct rotation. When the platform 2 is turned back, the contra-sample 5 occupies the initial position. Then, at the command from the computational unit 10, the angle adjuster 11 outputs a zero value of the angle ai and platform 2 assumes a horizontal position.

После замены образца на платформе 2 последующее измерение производ т описанным способом.After replacing the sample on platform 2, the subsequent measurement is performed as described.

Использованием задатчика 11 достигаетс  высока  точность задани  угла поворота . При этом скорость поворота платформы 2 может быть выбрана в зависимости от физических свойств исследуемого материала за счет режима работы задатчика 11 угла поворота и условий исследовани . Точность отработки заданного угла в широком диапазон е угла а обеспечиваетс  обратной св зью по положению платформы 2. Сигнал при этом поступает с датчика 13 угла поворота на суммирующий усилитель 12, где сравниваетс  с заданным сигналом.By using the setting device 11, the accuracy of setting the rotation angle is achieved. At the same time, the speed of rotation of the platform 2 can be selected depending on the physical properties of the material under study due to the operating mode of the angle-setting unit 11 and the conditions of the study. The accuracy of testing a given angle in a wide range e of angle a is provided by feedback on the position of platform 2. In this case, the signal comes from the angle of rotation sensor 13 to summing amplifier 12, where it is compared with a given signal.

Установка горизонтальной оси 4 посредине платформы 2 в плоскости ее центра т жести уменьшает вли ние статической ошибки привода за счет посто нства момента нагрузки в исходном положении и в процессе измерений при повороте платформы 2.Setting the horizontal axis 4 in the middle of platform 2 in the plane of its center of gravity reduces the effect of static drive error due to the constant load moment in the initial position and in the measurement process when the platform 2 rotates.

Форма диска, прин та  дл  контробразца 5, устран ет отрицательное вли ние наThe shape of the disc adopted for counterpiece 5 eliminates the negative effect on

точность измерени  возможных смещений или поворота контробразца вокруг своей оси в процессе измерений. При этом с помощью регулируемого упора 3 достигаетс  точность установки контробразца 5 в исходном положении относительно линий излуча- тель-приемник оптического датчика положени  контробразца.accuracy of measurement of possible displacements or rotation of the counterpiece around its axis in the course of measurements. In this case, with the help of the adjustable stop 3, the accuracy of the position of the counterpiece 5 in its initial position relative to the lines of the emitter-receiver of the optical sensor of the position of the counterpiece is achieved.

Установка оптического датчика положени  контробразца на платформе 2 устран етInstalling the optical counter position sensor on platform 2 eliminates

ограничени  по величине угла поворота платформы и расшир ет диапазон измерений , поскольку при любом угле поворота платформы взаимное расположение контробразца и элементов датчика остаетс  посто нным .restrictions on the angle of rotation of the platform and expands the range of measurements, since at any angle of rotation of the platform the relative position of the counterpiece and the sensor elements remains constant.

Устройство обеспечивает повышение точности определени  коэффициента трени  плоских образцов материалов и выбор необходимых значений углов и скорости поворота платформы.The device provides an increase in the accuracy of determining the coefficient of friction of flat samples of materials and the selection of the necessary values of angles and speed of rotation of the platform.

Claims (1)

Формула изобретени  Устройство дл  определени  коэффициента трени  плоских образцов материала,Apparatus of the Invention A device for determining the coefficient of friction of flat samples of material содержащее основание, шарнирно установленную на нем платформу, предназначенную дл  креплени  образца, контробразец, привод перемещени  платформы и датчик положени  контробразца, отличаю щ е ес   тем, что, с целью повышени  точности, оно снабжено установленными на основании датчиком угла поворота, активный элемент которого св зан с осью платформы, электрически св занным с ним задатчикомcontaining a base, a platform hinged on it, designed to mount the sample, a contra-sample, a platform movement drive and a counter-position sensor, characterized in that, in order to improve accuracy, it is equipped with an angle of rotation sensor installed on the base engaged with a platform axis electrically connected with it угла поворота, установленным на платформе с возможностью перемещени  в ее плоскости упором, ось шарнира расположена посредине платформы в плоскости ее центра т жести, контробразец выполнен в виде диска, а датчик размещен на платформе.angle of rotation mounted on the platform with the ability to move in its plane by an emphasis, the axis of the hinge is located in the middle of the platform in the plane of its center of gravity, the counterpiece is made in the form of a disk, and the sensor is placed on the platform. а ИЗand from 66 пP ч/ h / Риг.2Rig.2