RU2408869C1 - Method of determining frictional force and coefficient of friction - Google Patents
Method of determining frictional force and coefficient of friction Download PDFInfo
- Publication number
- RU2408869C1 RU2408869C1 RU2009139603/28A RU2009139603A RU2408869C1 RU 2408869 C1 RU2408869 C1 RU 2408869C1 RU 2009139603/28 A RU2009139603/28 A RU 2009139603/28A RU 2009139603 A RU2009139603 A RU 2009139603A RU 2408869 C1 RU2408869 C1 RU 2408869C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- friction
- coefficient
- load
- elements
- thread
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области исследования физико-механических свойств материалов, а более конкретно - к области исследования их трибологических свойств, и может быть использовано преимущественно для количественного определения силы и коэффициента трения между элементами внутри свитых, т.е. скрученных, сплетенных, спиралеобразных и т.п. изделий, например кабелей, канатов, тросов, веревок и других подобных изделий.The invention relates to the field of research of the physicomechanical properties of materials, and more specifically to the field of research of their tribological properties, and can be used primarily for the quantitative determination of the force and coefficient of friction between elements inside retinues, i.e. twisted, woven, spiral-shaped, etc. products, such as cables, ropes, cables, ropes and other similar products.
Известен способ определения коэффициента трения, заключающийся в перемещении образца по исследуемой горизонтальной поверхности при помощи груза, подвешенного на нити и перекинутого через блок, коэффициент трения определяется как отношение перемещающей образец силы к нормальному давлению, причем массу груза необходимо подбирать такой, чтобы образец двигался равномерно [Сабликов М.В. Сельскохозяйственные машины. Часть II / М.В.Сабликов. - М.: Колос, 1968, с.7].There is a method of determining the coefficient of friction, which consists in moving the sample along the studied horizontal surface using a load suspended on a thread and thrown over the block, the friction coefficient is defined as the ratio of the force moving the sample to normal pressure, and the mass of the load must be selected so that the sample moves uniformly [ Sablikov M.V. Agreecultural machines. Agreecultural equipment. Part II / M.V.Sablikov. - M .: Kolos, 1968, p.7].
Недостатком данного способа является низкая точность и трудоемкость и отсутствие возможности определения параметров трения для скрученных, свитых и т.п. между собой элементов.The disadvantage of this method is the low accuracy and complexity and the inability to determine the friction parameters for twisted, twisted, etc. among themselves elements.
Наиболее близким решением предлагаемому способу определения коэффициента трения является способ по патенту РФ на изобретение № 2300755, заключающийся в перемещении образца по исследуемой метровой горизонтальной поверхности при помощи груза, подвешенного на нити и перекинутого через блок, при этом фиксируют время перемещения образца, а коэффициент трения определяют по формулеThe closest solution to the proposed method for determining the coefficient of friction is the method according to the RF patent for invention No. 2300755, which consists in moving the sample along the studied meter horizontal surface using a load suspended on a thread and thrown over the block, while fixing the time of movement of the sample, and the coefficient of friction is determined according to the formula
где M - масса груза, кг;where M is the mass of the cargo, kg;
m - масса образца, кг;m is the mass of the sample, kg;
S - путь, пройденный образцом, м;S is the path traveled by the sample, m;
t - время перемещения образца на пути S, с;t is the time of movement of the sample on the path S, s;
g - ускорение свободного падения.g is the acceleration of gravity.
Масса груза должна быть больше массы образца на 10-20%.The mass of the load should be 10-20% more than the mass of the sample.
Недостатком данного способа является низкая точность, поскольку величина коэффициента трения зависит от времени перемещения, а на метровом отрезке время перемещения образца имеет малые значения. Кроме этого способ ограничен областью применения. Этим способом невозможно определение коэффициентов трения скрученных между собой элементов, например элементов кабелей, канатов, тросов и т.п.The disadvantage of this method is the low accuracy, since the value of the coefficient of friction depends on the time of movement, and on the meter segment the time of movement of the sample is small. In addition, the method is limited by scope. In this way, it is impossible to determine the coefficients of friction of elements twisted together, for example, elements of cables, ropes, cables, etc.
Задачей настоящего изобретения является определение силы трения и коэффициента трения элементов свитых изделий и тем самым расширение области исследования подобных изделий при натурных испытаниях.The objective of the present invention is to determine the friction force and the coefficient of friction of the elements of twisted products and thereby expanding the field of research of such products during field testing.
Технический результат заключается в повышении точности исследования свитых изделий за счет измерения параметров трения между элементами внутри изделий.The technical result consists in increasing the accuracy of the study of twisted products by measuring the friction parameters between the elements inside the products.
Технический результат достигается следующим образом. Способ определения силы трения и коэффициента трения согласно изобретению имеет общее с прототипом то, что он включает горизонтальное перемещение образца, соединенного с грузом, подвешенным на нити и перекинутым через блок. В отличие от прототипа по заявляемому способу горизонтальному перемещению подвергают элемент свитого изделия, для чего один конец его соединяют нитью с грузом, а другой конец вытягивают из свитого изделия, одновременно измеряя величину приложенного усилия, при этом концы остальных элементов свитого изделия со стороны нити устанавливают неподвижно. Силу трения между элементами определяют по формуле:The technical result is achieved as follows. The method for determining the friction force and the coefficient of friction according to the invention has in common with the prototype that it includes horizontal movement of a sample connected to a load suspended on a thread and thrown over the block. Unlike the prototype, according to the claimed method, an element of a twisted product is subjected to horizontal movement, for which one end is connected by a thread to a load, and the other end is pulled from a twisted product, while measuring the amount of applied force, while the ends of the other elements of the twisted product from the side of the thread are fixed . The friction force between the elements is determined by the formula:
Fтр=Q2-Q1,F Tr = Q 2 -Q 1 ,
где Q2 - величина приложенного усилия;where Q 2 is the magnitude of the applied force;
Q1 - вес груза.Q 1 - the weight of the cargo.
А коэффициент трения f определяют по формуле:And the coefficient of friction f is determined by the formula:
где H - шаг свивки изделия;where H is the pitch of the product;
l - длина исследуемого элемента;l is the length of the element under study;
Q2 - величина приложенного усилия;Q 2 is the magnitude of the applied force;
Q1 - вес груза.Q 1 - the weight of the cargo.
Отдельные элементы внутри свитых изделий, например пряди внутри каната, жилы внутри кабеля и т.д., двигаются и трутся друг о друга в процессе работы, что может привести к их износу, обрыву, т.е. влияет на прочность, надежность самих изделий. При этом трение между элементами зависит от характера свивки и касания в процессе работы (точечного, линейного). Например, при циклических изгибах кабеля во время работы происходит перемещение его элементов относительно друг друга и непредсказуемые касания (трение друг о друга). В технике не обнаружено способов, позволяющих исследовать трибологические свойства отдельных элементов, расположенных непосредственно внутри свитых изделий.Separate elements inside the twisted products, for example, strands inside the rope, veins inside the cable, etc., move and rub against each other during operation, which can lead to their wear, breakage, i.e. affects the strength, reliability of the products themselves. In this case, the friction between the elements depends on the nature of the lay and touch during operation (point, linear). For example, during cyclic bending of the cable during operation, its elements move relative to each other and unpredictable touches (friction against each other). In the technique, no methods have been found to investigate the tribological properties of individual elements located directly inside the entwined products.
Испытания в основном проводятся на прочность или на определение трибологических характеристик отдельно взятых элементов или изделий в целом. См., например, патент РФ № 2289119, а.с. СССР №1821689, ГОСТ 15634.2-70 «Метод испытания механической прочности изоляции на истирание, который предусматривает испытания проводов круглого и прямоугольного сечений со всеми видами изоляции». Известно из уровня техники устройство по патенту РФ № 2025714, которое позволяет определять коэффициент трения волокон относительно друг друга внутри структуры текстильного материала. Но структура текстильного материала совершенно иная, чем у свитых изделий. В текстильном материале волокна расположены перпендикулярно друг другу, и такой способ не применим для свитых изделий. Кроме этого следует отметить, что перемещение образца в прототипе происходит под действием силы тяжести самого груза, а в предлагаемом способе перемещение образца, причем вместе с грузом, происходит под действием приложенного усилия. Способ отражает реальную картину деформации свитых изделий под действием внешних сил.Tests are mainly carried out for strength or to determine the tribological characteristics of individual elements or products as a whole. See, for example, RF patent No. 2289119, and.with. USSR No. 1821689, GOST 15634.2-70 "Method for testing the mechanical strength of insulation for abrasion, which provides for testing wires of round and rectangular sections with all types of insulation." It is known from the prior art the device according to the patent of the Russian Federation No. 2025714, which allows you to determine the coefficient of friction of the fibers relative to each other inside the structure of the textile material. But the structure of the textile material is completely different than that of the twisted products. In the textile material, the fibers are arranged perpendicular to each other, and this method is not applicable for twisted products. In addition, it should be noted that the movement of the sample in the prototype occurs under the action of gravity of the load itself, and in the proposed method, the movement of the sample, together with the load, occurs under the action of the applied force. The method reflects the real picture of the deformation of twisted products under the influence of external forces.
Предложенный способ прост, но обладает новизной пути решения: предложен новый путь исследования надежности и измерения параметров трения между элементами внутри изделий.The proposed method is simple, but has the novelty of a solution: a new way to study the reliability and measure the friction parameters between the elements inside the products is proposed.
Вышеуказанное позволяет утверждать, что заявляемый способ явным образом не следует из уровня техники и соответствует критерию «изобретательский уровень».The above allows us to argue that the inventive method does not explicitly follow from the prior art and meets the criterion of "inventive step".
На чертеже изображена схема устройства для осуществления способа для определения коэффициента трения.The drawing shows a diagram of a device for implementing the method for determining the coefficient of friction.
Устройство включает силоизмеритель с растягивающей установкой 1, соединенный с одним концом испытуемого элемента 2 изделия 3. Другой конец элемента 2 изделия 3 соединен с грузом 5 нитью 4, которая перекинута через блок 6. Со стороны нити концы остальных элементов изделия, например жилы, и оболочку кабеля устанавливают неподвижно. В качестве растягивающей установки может служить любое известное устройство для испытания материалов на растяжение.The device includes a force meter with a tensile installation 1, connected to one end of the test element 2 of the product 3. The other end of the element 2 of the product 3 is connected to the load 5 by the thread 4, which is thrown through the block 6. From the side of the thread, the ends of the remaining elements of the product, such as cores, and the sheath cable set motionless. As a tensile installation can be any known device for testing tensile materials.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.The proposed method is as follows.
Для осуществления способа выбирают свитое изделие и оставляют концы свободными. Один конец элемента 2 устанавливают в подвижных захватах растягивающей установки 1, другой его конец соединяют с нитью 4. Со стороны нити 4 другие элементы изделия 3 соединяют с неподвижным захватом. При создании определенного усилия Q2 элемент 2 изделия 3 начнет перемещаться вместе с грузом 5. Это усилие фиксируется с помощью силоизмерителя 1.To implement the method, choose a twisted product and leave the ends free. One end of the element 2 is installed in the movable grips of the stretching installation 1, the other end is connected to the thread 4. From the side of the thread 4, the other elements of the product 3 are connected to the fixed grip. When you create a certain force Q 2 element 2 of the product 3 will begin to move along with the load 5. This force is fixed using the load meter 1.
Силу трения между элементами определяют по формуле:The friction force between the elements is determined by the formula:
Fтр=Q2-Q1,F Tr = Q 2 -Q 1 ,
где Q2 - величина приложенного усилия;where Q 2 is the magnitude of the applied force;
Q1 - вес груза.Q 1 - the weight of the cargo.
А коэффициент трения f определяют по формуле:And the coefficient of friction f is determined by the formula:
где l - длина исследуемого элемента;where l is the length of the element under study;
H - шаг свивки изделия.H is the pitch of the product.
Реализация способа не ограничена описанным примером. Возможно измерение параметров трения перемещаемых вместе с грузом отдельных элементов или самих изделий в целом, относительно неподвижных элементов или изделий.The implementation of the method is not limited to the described example. It is possible to measure the friction parameters of the individual elements or the products themselves as a whole, moved with the load, relative to the stationary elements or products.
Claims (1)
Fтр=Q2-Q1,
где Q2 - величина приложенного усилия;
Q1 - вес груза,
а коэффициент трения f определяют по формуле
где H - шаг свивки изделия;
l - длина исследуемого элемента;
Q2 - величина приложенного усилия,
Q1 - вес груза. A method for determining the friction force and the coefficient of friction, including horizontal movement of a sample connected to a load suspended on a thread and thrown over a block, characterized in that the twisted product element is subjected to horizontal movement, for which one end is connected by a thread to the load, and the other end is pulled from a twisted product, while measuring the magnitude of the applied force, while the ends of the remaining elements of the twisted product from the side of the thread are fixed, after which the friction force F Tr between the elements determined by the formula
F Tr = Q 2 -Q 1 ,
where Q 2 is the magnitude of the applied force;
Q 1 - the weight of the cargo,
and the coefficient of friction f is determined by the formula
where H is the pitch of the product;
l is the length of the element under study;
Q 2 is the magnitude of the applied force,
Q 1 - the weight of the cargo.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009139603/28A RU2408869C1 (en) | 2009-10-26 | 2009-10-26 | Method of determining frictional force and coefficient of friction |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009139603/28A RU2408869C1 (en) | 2009-10-26 | 2009-10-26 | Method of determining frictional force and coefficient of friction |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2408869C1 true RU2408869C1 (en) | 2011-01-10 |
Family
ID=44054690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009139603/28A RU2408869C1 (en) | 2009-10-26 | 2009-10-26 | Method of determining frictional force and coefficient of friction |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2408869C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2573448C1 (en) * | 2014-10-09 | 2016-01-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт механики Уральского отделения Российской академии наук | Method of estimation of friction interaction of elements of twisted items |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2025714C1 (en) * | 1991-07-15 | 1994-12-30 | Киевский технологический институт легкой промышленности | Device for determining friction coefficient of fibers |
| RU2300755C1 (en) * | 2006-02-06 | 2007-06-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА) | Method of determining friction coefficient |
-
2009
- 2009-10-26 RU RU2009139603/28A patent/RU2408869C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2025714C1 (en) * | 1991-07-15 | 1994-12-30 | Киевский технологический институт легкой промышленности | Device for determining friction coefficient of fibers |
| RU2300755C1 (en) * | 2006-02-06 | 2007-06-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА) | Method of determining friction coefficient |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Сабликов М.В. Сельскохозяйственные машины. Часть II. / М.В.Сабликов. - М.: Колос, 1968, с.7. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2573448C1 (en) * | 2014-10-09 | 2016-01-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт механики Уральского отделения Российской академии наук | Method of estimation of friction interaction of elements of twisted items |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cruzado et al. | Finite element modeling of fretting wear scars in the thin steel wires: Application in crossed cylinder arrangements | |
| CN107923831B (en) | Rope deterioration detection device and elevator device provided with rope deterioration detection device | |
| JP5906875B2 (en) | Cable bending fatigue life prediction method and cable bending fatigue life prediction apparatus | |
| RU2408869C1 (en) | Method of determining frictional force and coefficient of friction | |
| RU2624595C1 (en) | Device for fatigue testing samples | |
| RU133301U1 (en) | STAND FOR TESTING AND DETERMINING THE PHYSICAL PARAMETERS OF AN OPTICAL CABLE | |
| Du et al. | Measurement and characterization of bending stiffness for fabrics | |
| CN105984773B (en) | Rope load detecting device for detecting total load of a plurality of elevator ropes | |
| Du et al. | A comprehensive handle evaluation system for fabrics: I. Measurement and characterization of mass and bending properties | |
| RU2502982C2 (en) | Method to determine force of friction of textile webs | |
| Vlad et al. | Research regarding uniaxial tensile strength of nylon woven fabrics, coated and uncoated with silicone | |
| Carlene | 5—the measurement of the bending modulus of monofils | |
| Ravandi et al. | Spectral analysis of the yarn-pullout force from plain-weave fabric | |
| RU2340886C1 (en) | Device for determining coefficient of friction | |
| JP5804549B2 (en) | Hair flexibility evaluation method | |
| Sun et al. | Research on the tension of steel cord conveyor belts based on transverse vibration modelling | |
| Gupta et al. | Experimental methods for analyzing friction in textiles | |
| Du et al. | Effects of parameters on mass index of the CHES-FY system | |
| Fanti et al. | A new cyclic-loads machine for the measurement of micro-mechanical properties of single flax fibers coming from the Turin Shroud | |
| RU2300755C1 (en) | Method of determining friction coefficient | |
| Šutinys et al. | The research of wire rope defect using contactless dynamic method | |
| Sun et al. | Determination of optimal system parameters to measure bending property of fabric based on the CHES-FY system | |
| CN103543062B (en) | A kind of method adopting sag method to test relative elongation of ultrahigh molecular rope | |
| RU2382351C2 (en) | Method of evaluation of loss of plasticity by change of microhardness of constructional steel | |
| CN223597626U (en) | Assembly for measuring cords |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111027 |