材料Al和 另一个为刚性材料B，测试平台放置同步传送带4,重量为G的重物块3下端可粘贴测试材料 B，而重物块3放在可粘贴测试材料Al的同步传送带3上。若两个测试材料都为刚性材料分别 设为刚性材料A2和刚性材料B，测试平台放置同步传送板1，重量为G的重物块3下端可粘贴 测试材料B，而重物块3放在可粘贴测试材料A2的同步传送板1上。测试平台平放。
[0044] 进一步地，绳子27通过移动块26连接重物块3，如图3，移动块26与重物块3镶嵌，而 移动块固定螺母21可W固定移动块26的位置，即固定绳子27的连接点位置，通过此结构可 W调节不同的连接点高度a,其另一个重要作用，可W根据具体的不同测试要求，更换不同 重量的重物块3。移动块柄26在连接绳子27的连接处有一个测量绳子27角度的刻度，可测量 绳子27拉力的角度a,绳子27上连接张力传感器2, W此测量绳子27间的张力从而得到绳子 的拉力，张力传感器2连接数据处理器和显示器，显示器将张力传感器2测得的数据处理绘 制成曲线。绳子27通过两个定滑轮13和20改变绳子27的方向，绳子27另一端连接瓦特离屯、 调速器15，当测试动摩擦系数时，瓦特离屯、调速器15不工作。启动电机a(6)使主动轮5运转， 带动同步传送带4或同步传送板1运行，使得张力传感器2的示数达到稳定为F。
[004引其动摩擦系数计算如下：
[0046] 蝴=Fcosa/(G-Fsina)
[0047] 具体地，当测试静摩擦系数时：
[0048] 测试平台通过提升设置抬高测试平台的从动轮31。测试平台如图2,梓松套筒a (10)上和轴杆a(20)上的螺母29、30、18和28,将整个从动轮抬高，使测试平台倾斜一个角度 曰，倾斜一个角度的目的：因静摩擦系数与动摩擦系数相差不太大，倾斜一个角度，绳子27的 拉力增大，张力传感器2的示数会增大，即对力更加敏感，从而可W获得更精确的数据，但若 测动摩擦系数时倾斜一定的角度，容易引起打滑，反而对测试精度不利。
[0049] 如图1所示，若两个测试材料都为柔性材料(设为Al和B)或者一个为柔性材料Al和 另一个为刚性材料B，测试平台放置同步传送带4,重量为G的重物块3(高为h，宽为b)下端可 粘贴测试材料B，而重物块3放在可粘贴测试材料Al的同步传送带4上。若两个测试材料都为 刚性材料分别设为刚性材料A2和刚性材料B，测试平台放置同步传送板1，重量为G的重物块 3下端可粘贴测试材料B，而重物块3放在可粘贴测试材料A2的同步传送板1上。
[0050] 进一步地，绳子27通过两个定滑轮13和19改变绳子的方向，绳子27另一端连接瓦 特离屯、调速器15,不断增加绳子27的拉力，通过调频器调节电机K16)改变瓦特离屯、调速器 15的速度变化快慢进而改变拉力变化速度。设置两个定滑轮13和19的目的不仅是便于连 接，还在于稳定绳子27,防止因瓦特离屯、调速器15振动而引起张力测试器2的误差。而红外 线发射装置9和红外线接收装置24组成红外线监测装置，当瓦特离屯、调速器15逐渐增加绳 子27拉力使之达到重物块3稍微移动，当重物块3-旦移动就会挡住红外线23，红外线检测 装置就使得瓦特离屯、调速器15停止工作不再增加绳子27的拉力，通过显示器记录整个过程 绳子的张力曲线。
[0051 ] 进一步地，绳子27通过移动块26连接重物块3，如图3，移动块27与重物块3镶嵌，而 移动块固定螺母21可W固定移动块26的位置，即固定绳子27的连接点位置，通过此结构可 W调节不同的连接点高度a,其另一个重要作用，可W根据具体的不同测试要求，更换不同 重量的重物块3。移动块柄26在连接绳子27的连接处有一个测量绳子27角度的刻度，如此可 W测量绳子27拉力的角度0，红外线发射装置9和红外线接收装置24都有相应的螺母22和 25,利用其可W调节红外线监测装置位置。
[0052] 从连接张力穿感器2的显示器读出此次测试的最大值F。
[0053] 测定静摩擦系数的力学简图如图8所示：
[0054] 在此种状况下，重物块会发生四种情况：下滑，逆时针翻倒，上滑，W及顺时针翻 倒。因测试时斜面的倾斜角小于摩擦角且有绳子拉着，故不会出现下滑和逆时针翻倒。现在 只考虑上滑和顺时针翻倒，需要确定好系数，使得上滑时的临界拉力要小于顺时针翻倒的 临界拉力，如此才能保证张力传感器测到的是重物块临界上滑的绳子张力，即绳子对重物 块的拉力F。
[0055] 其静摩擦系数计算如下：
[0056] UfiKFcosP-Gsina V(Gcosa-FshP)
[0057] 对数据进行理论分析，当各项参数设置如下时：平台倾斜角a为15%绳子倾斜角0 为35°，重物块高度h和宽度b均为0.1m，重物块重量G为2000N，节点到底端高度a为0.08m;则 上滑时的临界拉力要小于顺时针翻倒的临界拉力较大的值，符合要求，且测量精确，可W通 过查表中的临界力F得到对应的静摩擦系数ii。如下表所示：
【主权项】
1. 一种动静摩擦系数测定仪器，其特征在于，包括：用于粘贴测试材料的测试平台，用 于提升测试平台的提升装置，用于测量绳子拉力的张力传感器，用于逐渐增加力的瓦特离 心调速装置，用于设置所述测试平台、提升装置和瓦特离心调速装置的机架； 所述测试平台与所述提升装置固定连接，所述测试平台与所述机架固定连接，所述测 试平台与所述张力传感器连接，所述张力传感器与所述瓦特离心调速装置连接，所述提升 装置与所述机架固定连接，所述瓦特离心调速装置与所述机架连接。2. 根据权利要求1所述的动静摩擦系数测定仪器，其特征在于，所述测试平台包括用于 贴柔性测试材料A1的柔性单面带齿的同步传送带，用于粘贴刚性测试材料A2的刚性单面带 齿的同步传送板，用于粘贴测试材料B的重物块，用于使所述同步传送带和所述同步传送板 运动的主动轮和从动轮，用于提供主动轮动力的电机a，用于设置电机a的电机架； 所述主动轮和从动轮设置在所述机架上，所述从动轮与所述提升装置连接，所述同步 传送带与所述主动轮和从动轮传动连接，所述主动轮与所述电机a连接，所述同步传送板与 所述主动轮和从动轮传动连接，所述同步传送带与所述重物块接触，所述同步传送板与所 述重物接触。3. 根据权利要求2所述的动静摩擦系数测定仪器，其特征在于，所述测试平台包括用于 连接的绳子，用调节所述绳子连接点高度的移动块，用于固定所述移动块的移动块固定螺 母； 所述移动块与所述重物块连接，所述移动块与所述移动块固定螺母连接，所述移动块 与所述绳子连接。4. 根据权利要求2所述的动静摩擦系数测定仪器，其特征在于，所述测试平台包括用于 判定所述重物块是否移动的红外线装置，为所述瓦特离心调速装置提供动力的电机b; 所述红外线装置与所述电机b连接，电机b与所述机架的固定连接。5. 根据权利要求3所述的动静摩擦系数测定仪器，其特征在于，所述测试平台包括所述 移动块的柄杆上测量所述绳子与水平所成角度的刻度盘。6. 根据权利要求2所述的动静摩擦系数测定仪器，其特征在于，所述提升装置包括改变 所述绳子方向的定滑轮a，改变所述绳子方向的定滑轮b，设置所述定滑轮a的轴杆a，设置所 述定滑轮b的轴杆b; 所述定滑轮a与所述轴杆a固定连接，所述定滑轮b与所述轴杆b固定连接。7. 根据权利要求6所述的动静摩擦系数测定仪器，其特征在于，所述提升装置包括用于 提升所述从动轮的套筒a，用于固定所述测试平台的螺母a和螺母b; 所述套筒a与所述从动轮轴承连接，所述套筒a与所述螺母a和螺母b螺纹连接，所述轴 杆a与所述螺母a和螺母b螺纹连接。8. 根据权利要求7所述的动静摩擦系数测定仪器，其特征在于，所述提升装置包括用于 固定所述轴杆a位置的螺母c和螺母d，用于连接所述套筒a和轴杆a的连杆； 所述轴杆a与所述螺母c和螺母d的螺纹连接，所述套筒a与所述连杆连接，所述轴杆a与 所述连杆连接。9. 根据权利要求1所述的动静摩擦系数测定仪器，其特征在于，所述瓦特离心调速装置 包括改变所述绳子张力的套筒b，改变张力大小的离心调速器，所述离心调速器下端套筒c， 所述瓦特离心调速器的中间轴杆c; 所述套筒b与所述套筒c连接，所述套筒b与所述轴杆c连接，所述套筒b与所述绳子连 接。10.根据权利要求8所述的动静摩擦系数测定仪器，其特征在于，所述机架上的移动槽 a，所述机架上的移动槽b; 所述套筒a在所述移动槽a中可移动，所述轴杆a可在所述移动槽b中可移动。
【专利摘要】本实用新型公开了一种动静摩擦系数测定仪器，属于摩擦领域。本装置用于测定不同材料间的静摩擦系数和动摩擦系数，包括测试平台、提升装置、调整张力大小的瓦特调速器及机架；测试平台包括同步传送齿皮带、同步传送板和重物块，提升装置提升测试平台测试静摩擦系数，测试平台主要包括可粘帖柔性材料的同步传送带和刚性材料的同步传送板和粘帖另一种材料的重物块及判断重物块移动的红外线检测装置。绳子连接测试平台和瓦特调速器，绳子上有张力传感器测试绳子的张力。瓦特离心调速器与连接绳子的套筒组成稳定加载的装置。通过此平台实现对任意两种材料（包括：两种刚性材料、一种刚性材料和柔性材料以及两种柔性材料）之间的动静摩擦系数的测定。
【IPC分类】G01N19/02
【公开号】CN205192925
【申请号】CN201520757732
【发明人】王春耀, 丁湘燕, 郑兴帅, 罗建清, 黄春阳
【申请人】新疆大学
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年9月23日