PL249396B1 - Przyrząd do wyznaczania współczynnika tarcia, zwłaszcza blach - Google Patents

Abstract

Przyrząd do wyznaczania współczynnika tarcia, zwłaszcza blach, zawiera na podstawie (1) dwie prostopadłe do niej i równoległe do siebie ściany (2a, 2b), które połączone ze sobą poprzez dwa trzpienie prowadzące (4), które są do siebie równoległe i są one prostopadłe do ścian (2a, 2b). Na tych trzpieniach prowadzących (4) osadzone są przesuwnie dwa wsporniki (5a, 5b) stabilizujące. Pierwszy wspornik (5a) jest w pobliżu pierwszej ściany (2a), zaś drugi wspornik (5b) jest w pobliżu drugiej ściany (2b). W naprzeciwległych do siebie zagłębieniach w ścianach bocznych wsporników (5a, 5b), zamocowany jest czujnik piezoelektryczny (7). W przeciwnej do czujnika piezoelektrycznego (7) ścianie drugiego wspornika (5b) jest pierwsze wgłębienie (8a), w którym zamocowana jest pierwsza przeciwpróbka (9a), zaś w drugiej ścianie (2b), od strony pierwszej przeciwpróbki (9a), jest drugie wgłębienie, w którym zamocowana jest druga przeciwpróbka (9b). Pomiędzy pierwszą przeciwpróbką (9a) a drugą przeciwpróbką (9b) prowadzona jest badana próbka. W podstawie (1) jest otwór (10), przez który ta badana próbka jest wprowadzana. Od strony górnej drugiego wspornika (5b) poprowadzony jest pierwszy kanał główny, w którym umieszczony jest pierwszy zawór (16a), który połączony jest z co najmniej jednym pierwszym kanałem doprowadzającym w pierwszej przeciwpróbce (9a). Od strony górnej drugiej ściany (2b) poprowadzony jest drugi kanał główny, w którym umieszczony jest drugi zawór, który połączony jest z co najmniej jednym drugim kanałem doprowadzającym, poprowadzonym w drugiej przeciwpróbce (9b). Pierwsza ściana (2a) posiada gwintowany otwór przelotowy, w którym osadzona jest śruba dociskowa (20), która drugim końcem dociskana jest w wybraniu pierwszego wspornika (5a).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest przyrząd do wyznaczania współczynnika tarcia, zwłaszcza blach.

W technologii przeróbki plastycznej kształtowania elementów blaszanych o skomplikowanych kształtach, podczas której, w różnych miejscach odkształcalnego materiału, występują różnice w wartościach nacisków powierzchniowych i prędkości poślizgu stosuje się różne testy tribologiczne symulujące warunki tarcia. Badania symulujące warunki tribologiczne modelują oddziaływania geometryczne pary ciernej, często bez zachowania kinematyki procesu. Druga grupa testów ma na celu symulowanie operacji formowania plastycznego przy zachowaniu kinematyki procesu. Obie grupy testów można podzielić na testy z bezpośrednim lub pośrednim pomiarem wartości współczynnika tarcia.

Ilościowa znajomość wartości oporów tarcia odgrywa kluczową rolę w procesie projektowania technologii obróbki blach oraz zapewnieniu odpowiedniej jakości powierzchni wyrobów. Chropowatość powierzchni blach i narzędzi, rodzaj powłok ochronnych oraz warunki tarcia są podstawowymi parametrami determinującymi jakość wyrobów powłokowych, przede wszystkim w przemyśle motoryzacyjnym. Najbardziej ekonomicznym i skutecznym sposobem zmniejszenia szkodliwego wpływu oporów tar cia w operacjach wytłaczania blach jest smarowanie.

Zgodnie z podstawowym prawem tarcia, opracowanym przez Guilliame Amontons’a, siła tarcia działająca pomiędzy dwiema powierzchniami ślizgającymi się względem siebie jest proporcjonalna do przyłożonego obciążenia. Na przestrzeni lat opracowano wiele odmian testerów tribologicznych o odmiennej geometrii przeciwpróbek i kinematyce ruchu pary ciernej umożliwiających na podstawie wartości siły normalnej - siły nacisku oraz siły stycznej - siły tarcia wyznaczenie wartości współczynnika tarcia.

Z opisu zgłoszeniowego wynalazku PL439216A1 znana jest głowica do tribotestera z możliwością regulacji temperatury przeciwpróbek, która składa się z głowicy rewolwerowej, zamocowanej na trzpieniu z kołnierzem, posiadającej otwory montażowe na dolnej powierzchni rozmieszczone na jej obwodzie o zadany kąt i do których zamocowane są tuleje zaciskowe z nakrętkami. W tulejach zaciskowych umieszczone są przeciwpróbki. Na górnej powierzchni głowicy rewolwerowej znajdują się rozm ieszczone promieniowo co zadany kąt, w odległości od osi głowicy rewolwerowej, otwory głowicy. Trzpień z kołnierzem posiada na kołnierzu otwór przelotowy znajdujący się w odległości od jego osi, w którym znajduje się trzpień ustalający znajdujący się również w jednym z otworów głowicy. W osi głowicy rewolwerowej znajduje się otwór przelotowy, który odpowiada umiejscowieniu otworu przelotowego znajdującego się w osi trzpienia z kołnierzem. Tudzież w tulei zaciskowej zamocowany jest element regulujący temperaturę, który podłączony jest, poprzez przewód zasilający znajdujący się w osiowym otworze przelotowym trzpienia z kołnierzem, z układem zasilającym.

Z opisu zgłoszeniowego wynalazku JP2008170352A znany jest sposób oceny efektywności środka smarownego i urządzenie do przeprowadzania tej oceny. W tym znanym sposobie próbkę testową, mającą kształt paska, na którą nałożono smar, wkłada się między przeciwpróbkę o kulistej powierzchni oraz płytkę oporową. Do przeciwpróbki przykłada się obciążenie i próbkę przeciąga się pomiędzy płytką oporową a kuliście zakończoną przeciwpróbką.

Z opisu patentowego PL154208B1 znana jest głowica pomiarowa do badań tribologicznych zawierająca sprężynowy mechanizm obciążający badane skojarzenie cierne oraz sprężynowy układ pomiarowy momentu siły tarcia. Posiada on tuleję zewnętrzną, w której przesuwnie osadzona jest tuleja wewnętrzna połączona z obudową badanej próbki i sprężyną spiralną. W tulei wewnętrznej ułożyskowany jest wałek drążony, na którym osadzona jest obudowa oraz w tulei zewnętrznej ułożyskowana jest śruba drążona, która współpracuje z nakrętką dociskającą tuleję wewnętrzną wraz z obudową badanej próbki do wirującej przeciwpróbki poprzez łożysko oporowe i sprężynę. Pomiędzy czołem tulei wewnętrznej a obudową znajduje się łożysko oporowe.

Z opisu zgłoszeniowego wynalazku PL422767A1 znany jest tribotester do wyznaczania współczynnika tarcia i stopnia zużycia ciernego, w którym zawieszenie pary trącej ma postać zwielokrotnionego układu osadzonych w wielu uchwytach wielu próbek rozmieszczonych symetrycznie wokół jednej tarczy stanowiącej wspólną przeciwpróbkę, wyznaczającego wielopunktową strefę jednoczesnego pomiaru. Każdej próbce odpowiada odrębny przetwornik siły oraz odrębny przetwornik przemieszczeń. Celem tribotestera jest wprowadzenie pomiaru wielopunktowego, eliminującego konieczność powtarzania czynności badawczych.

W opisie patentowym PL238639B1 został ujawniony tester tribologiczny, który przeznaczony jest do badania właściwości tribologicznych środków smarnych, a także odporności na zużycie materiałów konstrukcyjnych części maszyn, jak również biomateriałów wykorzystywanych do produkcji endoprotez układu kostno-stawowego człowieka. Tester tribologiczny z węzłem tarcia zawiera przeciwpróbkę i próbkę, przy czym przeciwpróbka ma postać elementu obrotowego, zaś próbka ma kształt zbliżony do prostopadłościanu z powierzchnią roboczą, korzystnie o zarysie łukowym. Umieszczone są one w zbiorniku chłodzonym lub ogrzewanym wodą płynącą w obiegu zamkniętym kanalikami wodnymi wewnątrz jego podwójnych ścianek i zanurzone są w cieczy smarującej. Przeciwpróbka osadzona jest na wale, umiejscowionym i uszczelnionym w przelotowych otworach wykonanych w dwóch przeciwległych, bocznych ściankach zbiornika. Oba końce wału zaciśnięte są w tulejkach zaciskowych, umieszczonych w łożyskowanych wałach testera, napędzanych serwomechanizmem poprzez sprzęgło. Na wale zamontowany jest momentomierz. Próbka dociskana jest do przeciwpróbki poprzez przekładkę i umiejscowioną na niej blaszaną dźwignię z siłomierzem, który zamocowany jest do obrotowo usytuowanego we wsporniku ramienia z umieszczonym po jednej stronie obciążnikiem, a po drugiej przeciwwagą.

Z opisu zgłoszeniowego wynalazku PL342126A1 został ujawniony sposób i urządzenie do wyznaczania współczynnika tarcia. W tym znanym sposobie ruchomej części urządzenia zadaje się znaną wartość energii potencjalnej przez jej wychylenie od stanu równowagi na zamierzoną wysokość podnoszenia. Energia ta w czasie wahań ruchomej części urządzenia z próbką po ustalonej próbce zamienia się na pracę tarcia w styku. Sumaryczna droga tarcia jest iloczynem liczby wahnięć i średniej drogi obtaczania lub poślizgu na styku próbek, przy jednym wahnięciu w ruchu oscylacyjnym. Współczynnik tarcia jest wprost proporcjonalny do wysokości podnoszenia ruchomej części urządzenia i odwrotnie proporcjonalny do liczby wahnięć oraz średniej drogi.

W opisie zgłoszeniowym wynalazku GB2121970A zostało ujawnione urządzenie do pomiaru współczynnika tarcia, w którym podczas prowadzenia pomiaru współczynnika tarcia blachy próbka w postaci taśmy przeciągana jest po powierzchni zaokrąglonej przeciwpróbki, przy czym podczas przeciągania prowadzony jest pomiar siły przeciągania i naciągu, a wyniki pomiarów przekazywane są do komputera, który oblicza wartość współczynnika tarcia.

Z opisu patentowego US6591659B1 znany jest sposób i urządzenie pomiarowe do określania charakterystyki ciernej blachy podczas formowania. Podczas prowadzenia sposobu próbkę blachy mającą kształt paska zaciska się pomiędzy dwoma szczękami chwytającymi i ciągnie się za pomocą urządzenia ciągnącego, korzystnie ze stałą prędkością. Zmiana wartości siły nacisku następuje w sposób ciągły, zaś wartość współczynnika tarcia wyznaczona jest jako stosunek siły tarcia - siły przeciągania do siły normalnej.

Przeciąganie pasa blachy pomiędzy dwoma płaskimi przeciwpróbkami z jednoczesną rejestracją siły nacisku oraz siły tarcia jest powszechnie stosowanym sposobem wyznaczania współczynnika tarcia występującego w części kołnierzowej kształtowanej wytłoczki. Oprócz próbek płaskich stosowane są przeciwpróbki teksturowane zawierające na powierzchni wgłębienia rozłożone według regularnego wzoru. Jednak na etapie zaciskania się przeciwpróbek na powierzchniach testowanego pasa blachy, następuje wyciskanie smaru ze strefy kontaktu. Nie są również znane rozwiązania konstrukcyjne powierzchni przeciwpróbek, reprezentujących powierzchnie matrycy i dociskacza w procesie tłoczenia blach, które zapewniałoby rozprowadzenie smaru po powierzchni przeciwpróbek.

Celem wynalazku jest opracowanie nowego przyrządu do wyznaczania współczynnika tarcia, zwłaszcza blach, które umożliwi ciągłe dostarczenie smaru pod wymuszonym ciśnieniem do strefy kontaktu blachy z tymi przeciwpróbkami.

Przyrząd do wyznaczania współczynnika tarcia, zwłaszcza blach, według wynalazku charakteryzuje się tym, że na podstawie zawiera dwie prostopadłe do niej i równoległe do siebie ściany, które połączone ze sobą poprzez dwa trzpienie prowadzące, które są do siebie równoległe i są one prostopadłe do ścian, a ponadto na tych trzpieniach prowadzących osadzone są przesuwnie dwa wsporniki stabilizujące, przy czym pierwszy wspornik jest w pobliżu pierwszej ściany, zaś drugi wspornik jest w pobliżu drugiej ściany, a ponadto w naprzeciwległych do siebie zagłębieniach w ścianach bocznych wsporników, zamocowany jest czujnik piezoelektryczny, przy czym w przeciwnej do czujnika piezoelektrycznego ścianie drugiego wspornika jest pierwsze wgłębienie, w którym zamocowana jest pierwsza przeciwpróbka, zaś w drugiej ścianie, od strony pierwszej przeciwpróbki, jest drugie wgłębienie, w którym zamocowana jest druga przeciwpróbka, przy czym pomiędzy pierwszą przeciwpróbką a drugą przeciwpróbką prowadzona jest badana próbka, a ponadto w podstawie jest otwór, przez który ta badana próbka jest wprowadzana, a od strony górnej drugiego wspornika poprowadzony jest pierwszy kanał główny, w którym umieszczony jest pierwszy zawór, który połączony jest z co najmniej jednym pierw szym kanałem doprowadzającym w pierwszej przeciwpróbce zaś od strony górnej drugiej ściany poprowadzony jest drugi kanał główny, w którym umieszczony jest drugi zawór który połączony jest z co najmniej jednym drugim kanałem doprowadzającym poprowadzonym w drugiej przeciwpróbce, zaś pierwsza ściana posiada gwintowany otwór przelotowy, w którym osadzona jest śruba dociskowa, która drugim końcem dociskana jest w wybraniu pierwszego wspornika.

Korzystnie otwór w podstawie jest prostokątny, zaś śruba dociskowa ma drobnozwojowy gwint samohamowny, przy czym szerokość pierwszej przeciwpróbki jest równa szerokości drugiej przeciwpróbki, a wysokość pierwszej przeciwpróbki jest równa szerokości drugiej przeciwpróbki.

Dalsze korzyści uzyskiwane są, jeżeli przeciwpróbka ma kształt prostopadłościanu, przy czym na jej ścianie roboczej są rowki, które są jednostronnie zwężane i które korzystnie mają rozgałęzienia, które również są jednostronnie zwężane, zaś pod dolnymi końcami rowków, w ścianie przeciwpróbki jest prostopadłościenne zagłębienie, a ponadto od strony jej mniejszej, górnej ściany jest otwór gwintowany na zawór, od którego, wewnątrz przeciwpróbki, poprowadzony jest kanał doprowadzający, który jest zagięty pod kątem prostym, zaś koniec kanału doprowadzającego wyprowadzony jest w prostopadłościennym zagłębieniu, przy czym przekrój poprzeczny rowków na powierzchni ściany roboczej przeciwpróbki zmniejsza się w miarę oddalania się od prostopadłościennego zagłębienia w przeciwpróbce.

Kolejne korzyści uzyskuje się, jeśli przeciwpróbka ma kształt prostopadłościanu, przy czym na jej ścianie roboczej są rowki, które są jednostronnie zwężane i które korzystnie mają rozgałęzienia, które również są jednostronnie zwężane, a ponadto od strony jej mniejszej, górnej ściany jest otwór gwintowany na zawór, od którego, wewnątrz przeciwpróbki, poprowadzony jest kanał doprowadzający, który jest równoległy do ściany roboczej z rowkami, zaś od tego kanału doprowadzającego odprowadzony jest co najmniej jeden kanalik, którego wylot jest w rowku na powierzchni roboczej przeciwpróbki.

Następne korzyści uzyskiwane są, jeśli naroża pierwszej przeciwpróbki, od strony drugiej przeciwpróbki są zaokrąglone, zaś naroża drugiej przeciwpróbki od strony pierwszej przeciwpróbki również są zaokrąglone, zaś rowki i ich rozgałęzienia nachylone są w stosunku do podstawy przeciwpróbki o kąt o wielkości z zakresu od 45° do -45°, a ponadto ściana jest wsparta co najmniej dwoma, symetrycznymi do siebie żebrami.

Nowy przyrząd do wyznaczania współczynnika tarcia, zwłaszcza blach, według wynalazku, wyposażony jest w zestaw wymiennych przeciwpróbek, które reprezentują powierzchnie matrycy i dociskacza oraz posiadają kanał połączony korzystnie z co najmniej jednym kanalikiem, które zapewniają ciągłe dostarczanie smaru pod wymuszonym ciśnieniem do strefy kontaktu blachy z przeciwpróbkami. Ukształtowanie powierzchni przeciwpróbek, zawierających rowki o przekroju zmniejszającym się w kierunku przemieszczania badanej blachy, zapewnia wytworzenie dodatkowej, pasywnej poduszki smarowej rozdzielającej trące powierzchnie.

Przedmiot wynalazku, w przykładach wykonania, został przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przyrząd do wyznaczania współczynnika tarcia, zwłaszcza blach w widoku z góry, fig. 2 - ten sam przyrząd do wyznaczania współczynnika tarcia, zwłaszcza blach w przekroju wzdłuż linii A-A pokazanej na fig. 1, fig. 3 - pierwszą przeciwpróbkę przyrządu do wyznaczania współczynnika tarcia, zwłaszcza blach w pierwszym przykładzie wykonania w widoku z przodu, fig. 4 - tę samą pierwszą przeciwpróbkę w przekroju wzdłuż linii B-B pokazanej na fig. 3, fig. 5 - drugą przeciwpróbkę przyrządu do wyznaczania współczynnika tarcia, zwłaszcza blach w pierwszym przykładzie wykonania w widoku z przodu, fig. 6 - tę samą drugą przeciwpróbkę w przekroju wzdłuż linii C-C pokazanej na fig. 5, fig. 7 - pierwszą przeciwpróbkę przyrządu do wyznaczania współczynnika tarcia, zwłaszcza blach w drugim przykładzie wykonania w widoku z przodu, fig. 8 - tę samą pierwszą przeciwpróbkę w przekroju wzdłuż linii D-D pokazanej na fig. 7, fig. 9 - drugą przeciwpróbkę przyrządu do wyznaczania współczynnika tarcia, zwłaszcza blach w drugim przykładzie wykonania w widoku z przodu, fig. 10 - tę samą drugą przeciwpróbkę w przekroju wzdłuż linii E-E pokazanej na fig. 9, fig. 11 - próbkę w trakcie prowadzenie procesu przeciągania z wykorzystaniem przyrządu do wyznaczania współczynnika tarcia, zwłaszcza blach, w pierwszym przykładzie wykonania, natomiast fig. 12 - przyrząd do wyznaczania współczynnika tarcia, zwłaszcza blach zamocowany w uniwersalnej maszynie wytrzymałościowej.

Przyrząd do wyznaczania współczynnika tarcia, zwłaszcza blach, według wynalazku, w pierwszym przykładzie wykonania zawiera podstawę 1 oraz posadowione na niej, prostopadłe do niej oraz równoległe do siebie dwie ściany 2a, 2b, z których każda podparta jest dwoma żebrami 3, które rozłożone są symetrycznie względem płaszczyzny symetrii S podstawy 1. Ściany 2a, 2b połączone są ze sobą poprzez dwa trzpienie prowadzące 4, które są do tych ścian 2a, 2b prostopadłe i są do siebie równoległe. Na tych trzpieniach prowadzących 4, przesuwnie, osadzone są dwa wsporniki 5a, 5b stabilizujące, przy czym pierwszy wspornik 5a jest w pobliżu pierwszej ściany 2a, zaś drugi wspornik 5b jest w pobliżu drugiej ściany 2b. Skierowane do siebie ściany boczne wsporników 5a, 5b mają zagłębienia 6, w których osadzony jest czujnik piezoelektryczny 7 do pomiaru siły osiowej - siły nacisku Fn. W ścianie drugiego wspornika 5b, przeciwnej do czujnika piezoelektrycznego 7, jest pierwsze wgłębienie 8a, w którym zamocowana jest pierwsza przeciwpróbka 9a. W drugiej ścianie 2b, od strony pierwszej przeciwpróbki 9a, jest natomiast drugie wgłębienie 8b, w którym zamocowana jest druga przeciwpróbka 9b. Przeciwpróbki 9a, 9b mają taką samą pierwszą szerokość wi i taką samą wysokość hi. W podstawie 1 jest otwór 10, poprzez który do przyrządu wprowadzania jest badana próbka 11, która umieszczana jest pomiędzy przeciwpróbkami 9a, 9b. Próbka 11 ma postać pasa blachy o drugiej szerokości W2. Przeciwpróbka 9a, 9b ma kształt prostopadłościanu, zaś na jednej z jej większych powierzchni ma ona trzy rowki 12, które są jednostronnie zwężane, przy czym dwa z tych rowków 12 mają po trzy rozgałęzienia 13, które również są jednostronnie zwężane. Rowki 12 i ich rozgałęzienia 13 są nachylone w stosunku do podstawy przeciwpróbki 9a, 9b pod kątem α o wielkości z zakresu od 45° do -45° względem kierunku przeciągania próbki 11. Pod dolnymi końcami tych rowków 12 jest prostopadłościenne zagłębienie 14, które jest symetryczne względem kierunku przeciągania próbki 11. Trzecia szerokość w3 rowków 12 oraz ich głębokość g1 zmniejszają się od wartości największej u podstawy prostopadłościennego zagłębienia 14a, 14b zanikając w kierunku oddalania się od prostopadłościennego zagłębienia 14a, 14b, a tym samym w kierunku przeciągania próbki 11. Od strony górnej drugiego wspornika 5b poprowadzony jest pierwszy kanał główny 15a, w którym umieszczony jest pierwszy zawór 16a. Naroża pierwszej przeciwpróbki 9a, od strony drugiej przeciwpróbki 9b, są zaokrąglone promieniem ri, zaś naroża drugiej przeciwpróbki 9b, od strony pierwszej przeciwpróbki 9a, również są zaokrąglone promieniem n. Od strony górnej ściany pierwszej przeciwpróbki 9a umieszczony jest pierwszy otwór gwintowany 17a, w którym umieszczony jest odpowiednio pierwszy zawór 16a, który wprowadzony jest od góry do wnętrza pierwszej przeciwpróbki 9a, zaś od strony górnej drugiej przeciwpróbki 9b umieszczony jest drugi otwór gwintowany 17b, w którym umieszczony jest drugi zawór 16b, który wprowadzony jest od góry do wnętrza drugiej przeciwpróbki 9b. Od pierwszego zaworu 16a, wewnątrz pierwszej przeciwpróbki 9a, poprowadzony jest pierwszy kanał doprowadzający 18a, zaś od drugiego zaworu 16b, wewnątrz drugiej przeciwpróbki 9b, poprowadzony jest drugi kanał doprowadzający 18b. Pierwszy kanał doprowadzający 18a zagięty jest pod kątem prostym, zaś jego koniec, przeciwny do pierwszego zaworu 16a wyprowadzony jest w pierwszym prostopadłościennym zagłębieniu 14a pierwszej przeciwpróbki 9a, zaś drugi kanał doprowadzający 18b również zagięty jest pod kątem prostym, przy czym jego koniec, przeciwny do drugiego zaworu 16b wyprowadzony jest w drugim prostopadłościennym zagłębieniu 14b drugiej przeciwpróbki 9b. Prostopadłościenne zagłębienie 14a, 14b przeciwpróbki 9a, 9b ma czwartą szerokość w4, która jest mniejsza od pierwszej szerokości przeciwpróbki 9a, 9b w1 oraz mniejsza od szerokości próbki w2 o około 20-25%. Do prostopadłościennego zagłębienia 14a, 14b, poprzez kanał doprowadzający 18a, 18b oraz zawór 16a, 16b umieszczony w otworze gwintowanym 17a, 17b, doprowadzany jest, pod ciśnieniem, smar za pomocą układu hydraulicznego. W pierwszej ścianie 2a jest gwintowany otwór przelotowy 19, w którym umieszczona jest śruba dociskowa 20 z drobnozwojowym gwintem samohamownym, która drugim końcem osadzona jest w wybraniu 21 pierwszego wspornika 5a. Docisk pierwszej przeciwpróbki 9a do powierzchni badanej próbki 11 realizowany jest za pomocą śruby dociskowej 20, w płaszczyźnie trzpieni prowadzących 4, poprzez pierwszy wspornik 5a, czujnik piezoelektryczny 7 oraz drugi wspornik 5b.

Przyrząd do wyznaczania współczynnika tarcia, zwłaszcza blach, według wynalazku, w drugim przykładzie wykonania, taki jak w przykładzie pierwszym z tym, że przeciwpróbka 9a, 9b ma kształt prostopadłościanu, zaś na jednej z jej większych powierzchni ma ona trzy rowki 12, które są jednostronnie zwężane, przy czym dwa z tych rowków 12 mają po trzy rozgałęzienia 13, które również są jednostronnie zwężane. Rowki 12 i ich rozgałęzienia 13 są nachylone w stosunku do podstawy przeciwpróbki 9a, 9b pod kątem α o wielkości z zakresu od 45° do -45° względem kierunku przeciągania próbki 11. Trzecia szerokość w3 rowków 12 oraz ich głębokość g1 zmniejszają się od wartości największej u podstawy prostopadłościennego zagłębienia 14a, 14b zanikając w kierunku przeciągania próbki 11. Od strony górnej drugiego wspornika 5b poprowadzony jest pierwszy kanał główny 15a, w którym umieszczony jest pierwszy zawór 16a. Naroża pierwszej przeciwpróbki 9a, od strony drugiej przeciwpróbki 9b, są zaokrąglone promieniem r1, zaś naroża drugiej przeciwpróbki 9b, od strony pierwszej przeciwpróbki 9a, również są zaokrąglone promieniem n. Od strony górnej ściany pierwszej przeciwpróbki 9a jest pierwszy otwór gwintowany 17a, zaś od strony górnej drugiej przeciwpróbki 9b jest drugi otwór gwintowany 17b. W pierwszym otworze gwintowanym 17a umieszczony jest odpowiednio pierwszy zawór 16a który wprowadzony jest od góry do wnętrza pierwszej przeciwpróbki 9a, zaś w drugim otworze gwintowanym 17b umieszczony jest drugi zawór 16b, który wprowadzony jest od góry do wnętrza drugiej przeciwpróbki 9b. Od pierwszego zaworu 16a, wewnątrz pierwszej przeciwpróbki 9a, poprowadzony jest pierwszy kanał doprowadzający 18a, zaś od drugiego zaworu 16b, wewnątrz drugiej przeciwpróbki 9b, poprowadzony jest drugi kanał doprowadzający 18b. Od kanału doprowadzającego 18a, 18b odprowadzone są kanaliki 22, których przeciwne końce wyprowadzone są w rowkach 12, przy czym poprzez te kanaliki 22 smar z zaworu 16a, 16b kanałem doprowadzającym 18a, 18b doprowadzany jest do rowków 12. Kanaliki 22 doprowadzają smar w dolnej części przeciwpróbek 9a i 9b, na początku rowków 12 i rozgałęzień 13. Korzystnie otwór 10 w podstawie 1 jest prostokątny, zaś każda ściana 2a, 2b wsparta jest dwoma żebrami 3, które są rozłożone symetrycznie względem płaszczyzny symetrii S podstawy 1.

Przyrząd do wyznaczania współczynnika tarcia, zwłaszcza blach, według wynalazku, w trzecim przykładzie wykonania, taki jak w przykładzie pierwszym z tym, że na przeciwpróbce 9a, 9b rowków 12 jest pięć, przy czym trzy rowki 12 mają po cztery rozgałęzienia 13.

Przyrząd do wyznaczania współczynnika tarcia, zwłaszcza blach, według wynalazku, w czwartym przykładzie wykonania, taki jak w przykładzie drugim z tym, że na przeciwpróbce 9a, 9b rowki 12 są cztery, przy czym dwa rowki 12 mają po trzy rozgałęzienia 13.

Przyrząd do wyznaczania współczynnika tarcia blach, w przykładowym wykonaniu, mocowany jest do uchwytu dolnego 23 połączonego z trawersą dolną 24 uniwersalnej maszyny wytrzymałościowej 25 poprzez wspornik 26 oraz śruby pierwsze 27. Podstawa 1 przyrządu mocowana jest do wspornika za pomocą śrub drugich 28. Próbka 11 umieszczana jest pomiędzy powierzchniami roboczymi przeciwpróbek 9a i 9b, a jej górny koniec zaciskany jest w szczękach 29 uchwytu górnego 30 uniwersalnej maszyny wytrzymałościowej 25. Wyznaczanie współczynnika tarcia, zwłaszcza blach prowadzi się tak, że równolegle prowadzi się pomiar nacisku - siły nacisku Fn i siły przeciągania - siły tarcia Ft blachy po uruchomieniu przesuwu próbki 11 zaciśniętej pomiędzy powierzchniami roboczymi przeciwpróbek 9a, 9b, w wyniku ruchu trawersy górnej 31 do której zamocowany jest uchwyt górny 30 uniwersalnej maszyny wytrzymałościowej 25. Wartość współczynnika tarcia μ wyznacza się z zależności siły tarcia do dwukrotności siły nacisku μ=Fτ/2FN. Przed rozpoczęciem badań pierwszą przeciwpróbkę 9a umieszcza się w pierwszym wgłębieniu 8a drugiego wspornika 5b, zaś drugą przeciwpróbkę 9b umieszcza się w drugim wgłębieniu 8b drugiej ściany 2b. Po umieszczeniu próbki 11 pomiędzy powierzchniami roboczymi przeciwpróbek 9a, 9b, za pomocą śruby dociskowej 20 ustalany jest żądany nacisk Fn, który mierzony jest za pomocą czujnika piezoelektrycznego 7. W otworach gwintowanych 17a, 17b przeciwpróbek 9a, 9b umieszczone są zawory 16a, 16b doprowadzające smar za pomocą, przyłączanego do przyrządu, układu hydraulicznego. Po ustaleniu żądanego ciśnienia smaru, następuje uruchomienie przesuwu próbki 11, podczas którego mierzy się wartości siły nacisku Fn oraz siły tarcia Ft. Doprowadzenie smaru pod ciśnieniem do rowków 12, bezpośrednio na powierzchnie styku ciernego, powoduje powstawanie aktywnego ciśnienia smaru w zagłębieniach nierówności powierzchni wynikającego zarówno z nacisku przeciwpróbek 9a, 9b, jak również z wymuszonego ciśnienia smaru. Siła tarcia Ft próbki 11 mierzona jest za pomocą układu pomiarowego trawersy górnej 31, w której zamocowany jest uchwyt górny 30 ze szczękami 29 z przyrządu zaciśniętym w nich górnym końcem próbki 11, natomiast siła nacisku Fn mierzona jest za pomocą czujnika piezoelektrycznego 7 z układem sterowania, który jest z nim połączony. Rowki 12 usytuowane są na powierzchniach roboczych przeciwpróbek 9a, 9b tak, aby zapewnić co najmniej dwukrotne doprowadzenie smaru A1, A2 do strefy tarcia wzdłuż całej wysokości h1 przeciwpróbek 9a, 9b, względem kierunku przeciągania próbki 11.

Claims (10)

1. Przyrząd do wyznaczania współczynnika tarcia, zwłaszcza blach, znamienny tym, że na podstawie (1) zawiera dwie prostopadłe do niej i równoległe do siebie ściany (2a, 2b), które połączone ze sobą poprzez dwa trzpienie prowadzące (4), które są do siebie równoległe i są one prostopadłe do ścian (2a, 2b), a ponadto na tych trzpieniach prowadzących (4) osadzone są przesuwnie dwa wsporniki (5a, 5b) stabilizujące, przy czym pierwszy wspornik (5a) jest w po bliżu pierwszej ściany (2a), zaś drugi wspornik (5b) jest w pobliżu drugiej ściany (2b), a ponadto w naprzeciwległych do siebie zagłębieniach (6) w ścianach bocznych wsporników (5a, 5b), zamocowany jest czujnik piezoelektryczny (7), przy czym w przeciwnej do czujnika piezoelektrycznego (7) ścianie drugiego wspornika (5b) jest pierwsze wgłębienie (8a), w k tórym zamocowana jest pierwsza przeciwpróbka (9a), zaś w drugiej ścianie (2b), od strony pierwszej przeciwpróbki (9a), jest drugie wgłębienie (8b), w którym zamocowana jest druga przeciwpróbka (9b), przy czym pomiędzy pierwszą przeciwpróbką (9a) a drugą przeciwpróbką (9b) prowadzona jest badana próbka (11), a ponadto w podstawie (1) jest otwór (10), przez który ta badana próbka (11) jest wprowadzana, a od strony górnej drugiego wspornika (5b) poprowadzony jest pierwszy kanał główny (15a), w którym umieszczony jest pierwszy zawór (16a), który połączony jest z co najmniej jednym pierwszym kanałem doprowadzającym (18a) w pierwszej przeciwpróbce (9a) zaś od strony górnej drugiej ściany (2b) poprowadzony jest drugi kanał główny (15b), w którym umieszczony jest drugi zawór (16b), który połączony jest z co najmniej jednym drugim kanałem doprowadzającym (18b) poprowadzonym w drugiej przeciwpróbce (9b), zaś pierwsza ściana (2a) posiada gwintowany otwór przelotowy (19), w którym osadzona jest śruba dociskowa (20), która drugim końcem dociskana jest w wybraniu pierwszego wspornika (5a).

2. Przyrząd według zastrz. 1, znamienny tym, że otwór (10) w podstawie (1) jest prostokątny.

3. Przyrząd według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że śruba dociskowa (20) ma drobnozwojowy gwint samohamowny.

4. Przyrząd według jednego z zastrz. od 1 do 3, znamienny tym, że szerokość pierwszej przeciwpróbki (9a) jest równa szerokości drugiej przeciwpróbki (9b), a wysokość pierwszej przeciwpróbki jest równa szerokości drugiej przeciwpróbki.

5. Przyrząd według jednego z zastrz. od 1 do 4, znamienny tym, że przeciwpróbka (9a, 9b) ma kształt prostopadłościanu, przy czym na jej ścianie roboczej są rowki (12), które są jednostronnie zwężane i które korzystnie mają rozgałęzienia (13), które również są jednostronnie zwężane, zaś pod dolnymi końcami rowków (12), w ścianie przeciwpróbki (9a, 9b) jest prostopadłościenne zagłębienie (14a, 14b), a ponadto od strony jej mniejszej, górnej ściany jest otwór gwintowany (17a, 17b) na zawór (16a, 16b), od którego, wewnątrz p rzeciwpróbki (9a, 9b), poprowadzony jest kanał doprowadzający (18a, 18b), który jest zagięty pod kątem prostym, zaś koniec kanału doprowadzającego (18a, 18b) wyprowadzony jest w prostopadłościennym zagłębieniu (14).

6. Przyrząd według zastrz. 5, znamienny tym, że przekrój poprzeczny rowków (12) na powierzchni ściany roboczej przeciwpróbki (9a, 9b) zmniejsza się w miarę oddalania się od prostopadłościennego zagłębienia (14a, 14b) w przeciwpróbce (9a, 9b).

7. Przyrząd według jednego z zastrz. od 1 do 4, znamienny tym, że przeciwpróbka (9a, 9b) ma kształt prostopadłościanu, przy czym na jej ścianie roboczej są rowki (12), które są jednostronnie zwężane i które korzystnie mają rozgałęzienia (13), które również są jednostronnie zwężane, a ponadto od strony jej mniejszej, górnej ściany jest otwór gwintowany (17a, 17b) na zawór (16a, 16b), od którego, wewnątrz przeciwpróbki (9a, 9b), poprowadzony jest kanał doprowadzający (18a, 18b), który jest równoległy do ściany roboczej z rowkami (12), zaś od tego kanału doprowadzającego (18a, 18b) odprowadzony jest co najmniej jeden kanalik (22), którego wylot jest w rowku na powierzchni roboczej przeciwpróbki (9a, 9b).

8. Przyrząd według jednego z zastrz. od 1 do 7, znamienny tym, że naroża pierwszej przeciwpróbki (9a), od strony drugiej przeciwpróbki (9b) są zaokrąglone, zaś naroża drugiej przeciwpróbki (9b) od strony pierwszej przeciwpróbki (9a) również są zaokrąglone.

9. Przyrząd według jednego z zastrz. od 6 do 8, znamienny tym, że rowki (12) i ich rozgałęzienia (13) nachylone są w stosunku do podstawy przeciwpróbki (9a, 9b) o kąt (α) o wielkości z zakresu od 45° do -45°.

10. Przyrząd według jednego z zastrz. od 1 do 9, znamienny tym, że ściana (2a, 2b) jest wsparta co najmniej dwoma, symetrycznymi do siebie żebrami (3).