[發明專利]一種動摩擦系數測定裝置及測定方法

在審

• 申請號: 202010770209.1
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN111812025A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 劉鋒;趙齊旗;楊玉超;馬科;王寶;張莉
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01N19/02
• 分類號: G01N19/02;G06F17/11;G06F17/18
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 陳海濱

本發明涉及一種動摩擦系數測定裝置及測定方法，其測定裝置包括：試塊、滑道、工作平臺、U型滑槽、頂升裝置、傳動裝置、固定裝置、緩沖裝置、萬向水準泡、數據采集和分析系統。所述工作平臺依附于剛性地坪通過萬向水準泡調平并用于固定頂升裝置，所述頂升裝置通過傳動裝置驅動，連接U型滑槽一側并提升其沿豎直方向移動，所述U型滑槽內布置接觸體B材質的滑道并通過固定裝置固定，所述加速度傳感器依附于接觸體A材質的試塊上。測得試塊初始滑動和下滑過程中物理參數，計算靜力摩擦系數并建立兩接觸體動摩擦系數與其相對滑動速度時程的函數關系。該方法基于試驗測定、數據采集和處理、公式回歸，可以對靜、動摩擦系數進行準確、便捷地測定。

技術領域

本發明屬于摩擦系數測定技術領域，尤其涉及一種動摩擦系數測定裝置及測定方法。

背景技術

摩擦系數是指兩物體接觸面之間的摩擦阻力和正向壓力之間的比值，與表面的粗糙度有關，而與接觸面積的大小無關。工程實際中，通常用靜、動摩擦系數表征兩接觸面的相對力學關系。研究表明，動摩擦系數相對靜摩擦系數要復雜得多，其通常并不為確定數值，而隨兩接觸體之間的相對滑動速度發生非單調改變。此性質顯著影響接觸體之間的力學行為，并可能因忽略此性質導致測試結果的嚴重誤差。現有測試設備和方法大都沒有考慮滑動速度對動摩擦系數的影響，其多在近似勻速狀態下進行，或在相對滑動發生后即迅速結束，未能全面考慮滑動速度及其幅值對動摩擦系數的影響機制和程度。在需要準確考慮摩擦系數變化的科研試驗和精密工程中，現有測試設備和方法尚不全面和完善，無法滿足對該參數精確參量的要求。本發明考慮速度對摩擦系數的影響下，提出一種動摩擦系數測定裝置及測定方法。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明考慮速度對動摩擦系數的影響下，提出一種動摩擦系數測定裝置及測定方法。

一種動摩擦系數測定裝置，所述測定裝置包括試塊、滑道、工作平臺、U型滑槽、頂升裝置、傳動裝置、固定裝置、緩沖裝置、萬向水準泡和數據采集與分析系統，所述工作平臺依附于剛性地坪通過萬向水準泡調平并用于固定頂升裝置，所述滑道通過固定裝置固定于所述U型滑槽內，所述頂升裝置與所述U型滑槽一側連接且通過傳動裝置驅動提升U型滑槽沿豎直方向移動，所述數據采集和分析系統包括加速度傳感器、傾角傳感器、動態采集儀和計算機終端，所述加速傳感器固定于所述試塊上部，所述傾角傳感器固定于所述U形滑槽中部外側，加速度傳感器和傾角傳感器分別通過信號線與動態采集系統連接，動態采集系統與計算機終端連接，所述計算機終端與所述頂升裝置連接控制頂升裝置的升降，計算機終端接收到加速度傳感器數據開始大于零的時刻控制頂升裝置停止動作，所述緩沖裝置安裝在U型滑槽的內側底部。

進一步地，所述試塊無指定形狀，試塊與滑道所接觸的面為受側面，試塊的材質為任何所需要的材料或具有相同的材料不同的表面特征；所述滑道可拆卸，滑道的材質為任何所需要的材料或具有相同的材料不同的表面特征,所述滑道與滑塊的接觸面均為平面。

進一步地，所述頂升裝置的齒條通過螺栓固定在工作平臺上，所述頂升裝置由傳動裝置通過輪帶傳遞動力。

進一步地，所述傳動裝置由電機驅動，通過輪帶帶動齒輪旋轉，從而帶動頂升裝置沿豎直方向提升。

進一步地，所述固定裝置包括兩個，分別安置在U型滑槽上下兩端，所述固定裝置通過手輪可進行調節，適應不同厚度和材料的滑道。

進一步地，所述U型滑槽的寬度能夠保證試塊在初始位置和下滑的過程中與U型滑槽兩側均不發生接觸。

一種動摩擦系數測定方法，所述方法包括以下步驟：

步驟1、準備測試所需材質的試塊和滑道；

步驟2、搭建由工作平臺、頂升裝置、傳動裝置和U形滑槽組成的基本試驗系統；

步驟3、在U形滑槽內布置滑道，并通過固定裝置固定，在U形滑槽底端布置緩沖裝置；