ООО "НОДЕСТ"

  • Full Screen
  • Wide Screen
  • Narrow Screen
  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

Р.М.Вдовин, О.Н.Овдиенко. “Автоматизированное измерение малых коэффициентов трения».

E-mail Печать PDF

Аннотация


Предложена методика и разработан план эксперимента по исследованию малых значений коэффициентов трения на базе разработанного специального автоматизиро-ванного измерительного комплекса с применением ПЭВМ. При анализе полученных результатов использованы методы обработки статистических данных с помощью программы ЕХЕL Microsoft Ofice.


Автоматизированное измерение малых коэффициентовтрения.


Р.М.Вдовин, канд.техн.наук, О.Н.Овдиенко


Перспективным направлением в повышении эффективности эксперимента, зна-чительном увеличении количества опытов и сокращении сроков их проведения явля-ется автоматизация научных исследований.Одной из наиболее актуальных в области точного приборостроения является за-дача повышения износостойкости узлов трения ( получение минимальных значений коэффициентов трения ). Решение этой задачи возможно путем проведения серии экс-периментов на разработанном автоматизированном измерительном комплексе, который позволяет измерять коэффициенты трения в области минимальных значений ( 0,005… 0,1 ) с повышенной точностью.Такой измерительный комплекс обеспечивает возможность варьирования вели-чинами скоростей скольжения и нормальных нагрузок в узле трения в пределах значе-ний, характерных в реальных условиях эксплуатации узлов приборов точной механики, а также возможность визуального и электрического контроля изменения коэффициен-тов трения в процессе работы. Учет воздействия внешних климатических условий экс-плуатации приборов на материалы пар трения и тип смазки осуществляется с помощью размещения специальной установки трения [1], входящей в состав измерительного комплекса, в термокамеру, обеспечивающую поддержание постоянной температуры в диапазоне -60 … +80°С с точностью 1°С.Структурная схема автоматизированного измерительного комплекса представ-лена на рисунке 1.

ntr_1_1

Рис.1. Структурная схема автоматизированного измерительного комплекса.


Считывание информации о текущем значении коэффициента трения, скорости скольжения , температуры и т.п. производится в автоматическом режиме с последую-щей обработкой с помощью АЦП сопряженного с ПЭВМ типа IBM PC по четырем 10-разрядным каналам.Ниже представлены основные технические характеристики разработанного из-мерительного комплекса.


Нормальная нагрузка на образец, Н………………….....……......…… 0…100;
Скорость скольжения , м\с …………………………...……......….........…0…0,5;
Диапазон измерения коэффициентов трения……………......…….0,005…0,8;
Погрешность измерения коэффициентов трения, % не более….............….5.

Для повышения точности измерения коэффициентов трения проведено статиче-ское и динамическое тарирование установки трения. Динамическое тарирование осу-ществлялось по специальному образцу, в котором трение скольжения было заменено трением качения.Для динамического анализа установки трения была также построена схема за-мещения. С помощью входного языка ППП «ПРАНС–ПК» ( Aвтоматизированное про-ектирование приводов и динамических систем ) [2] разработана программа расчета и исследованы частотная и фазовая характеристики измерителя. Для определения возможностей автоматизированного измерительного комплек-са были проведены исследования значений коэффициентов трения в режиме фрикци-онных автоколебаний при минимальных значениях скоростей скольжения , а также при измерениях минимальных значений коэффициентов трения материалов с новыми типами смазочных материалов.Так, в качестве примера выполнения экспериментальных измерений малых ко-эффициентов трения рассмотрим взаимодействие стали 40Х18Н2М, улучшенной до 34 НRCэ (образец) и бронзы БрОФ7-0,2 (контртело). В качестве смазки используем новый смазочный материал, разработанный совместно с Украинским НИИ НП «МАСМА» с целью обнаружения эффекта «безызносности» в узлах трения приборов точной меха-ники и обеспечения работоспособности узлов трения в течении 80-100 тыс. часов. Ве-личину нормальной нагрузки на образец примем 75 ±1 Н. Скорость относительного скольжения 0,3±0,03 м/с. Температура окружающей среды +30±1°С (задается термока-мерой). Время эксперимента 4 часа. Количество точек считывания значений коэффици-ента трения 640. Дискретизация считывания в течении времени эксперимента 22,5 сек.В эксперименте контролируются мгновенные значение коэффициента трения и скорости относительного скольжения образца и контртела.Результаты проведенного эксперимента представлены на рисунках 2 и 3.

ntr_1_2

Рис.2. Мгновенные значения коэффициента трения.

ntr_1_3

Рис.3.Мгновенные значения скорости относительного скольжения образца и контртела.




Обработка полученных результатов с помощью пакета ЕХЕL Microsoft Ofice показала, что среднее значение коэффициента трения пары составило 0,016 и дисперсия значений 1,18*10-5 , что характерно для реализации эффекта «безызносности». Время приработки пары трения составило 1,4 часа.Результаты экспериментальных исследований на созданном автоматизированом измерительном комплексе подтвердили его высокую эффективность при решении сле-дующих прикладных задач :

1. Выбор оптимальных пар трения узлов приборов точной механики.
2. Оценка новых типов смазочных материалов.
3. Определение времени приработки материалов пар трения.
4. Оценка влияния внешних климатических факторов на процесс трения.


Литература

Вдовин Р.М. , Овдиенко О.Н. Установка для исследования материалов пар трения приборов точной механики в режиме минимальных коэффициентов трения // Мате-риалы научно-технической конференции с международным участием. ( Приборо-строение – 96 ). – Часть 1. –Винница. –1996. –С.36 – 43.
2. Бажин И.И., Беренгард Ю.Г. , Гайцгори М.М. и др. Автоматизированное проекти-рование машиностроительного гидропривода. М.: Машиностроение ,1988, 300 – 308.

You are here: