Прилад для визначення коефіцієнта тертя нитки

Корисна модель відноситься до області дослідження матеріалів механічними способами, зокрема для визначення фрикційних властивостей гнучких ниток. Відомий прилад для визначення коефіцієнту тертя ниток в повздовжньому напрямку [А.с. СРСР №842500, Б. і. №24, 1981]. Прилад містить шків, призначений для розміщення на ньому зразка матеріалу, що досліджується, вантаж та динамометр, які з'єднані гнучкою стрічкою, що має високу жорсткість в повздовжньому напрямку, на нижній поверхні якої зі сторони шківу прикріплюється зразок матеріалу, що досліджується. Але використання даного приладу не дозволяє визначити величину коефіцієнта тертя в поперечному напрямку (перпендикулярно волокнам), що знижує діапазон вимірювальних величин і потребує додаткових витрат на визначення параметрів, що визначають анізотропію сил тертя. Найбільш близьким по суті та ефекту, що досягається, до заявленого технічного рішення є прилад для визначення коефіцієнта тертя ниток [А.с. №1805341, Б.і. №12, 1993]. Прилад містить шків, який встановлено з можливістю горизонтального переміщення відносно вісі обертання, причому одна його торцева сторона має нахил та упирається в ролик, а інша контактує з пружиною. Гнучка стрічка з жорсткістю в повздовжньому та поперечному напрямках, яка з'єднана з вантажем з однієї сторони і робочим рухомим органом динамометра з іншої сторони, має на нижній поверхні зі сторони шківу прикріплений зразок нитки, що досліджується, та розташовується між трьома парами роликів, які закріплені на двох кронштейнах. Кронштейни роликів з'єднані з робочими рухомими органами динамометрів. Але розвиток сучасного машинобудування та технологій в легкій та текстильній промисловості призводить до різкого збільшення швидкості руху нитки. Як відомо зі збільшенням швидкості руху нитки змінюється і величина коефіцієнту тертя [Хвальковский Н.В. Трение текстильных нитей. - М.: ЦИНТИ, 1966. - 73с]. Наявність вищої кінематичної пари (кулачкової), яку утворюють ролик та шків з похилою торцевою стороною і пружини для силового замикання, не дозволяє використовувати його при високих швидкостях обертання шківу. Це пояснюється наявністю розривів неперервності в графіках прискорення та похідних від прискорення будь-яких порядків, що мають місце в кулачкових механізмах [Грабарук В.Н. Проектирование трикотажных машин. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1980. -472с]. Це призводить до того, що в процесі роботи з'являються удари, відривання шківа від ролика. Це спричиняє нестаціонарний рух шківа в поперечному напрямку відносно вісі обертання і не дозволяє визначити коефіцієнт тертя в поперечному напрямку при великих швидкостях руху нитки. Задачею запропонованої корисної моделі є розширення технологічних можливостей за рахунок збільшення діапазону вимірювання фрикційних властивостей ниток при великих швидкостях руху. Поставлена задача досягається тим, що прилад для визначення коефіцієнту тертя ниток, який містить шків, що встановлено з можливістю горизонтального переміщення відносно вісі обертання ведучого валу, гнучку стрічку з жорсткістю в повздовжньому та поперечному напрямках, яка з'єднана з вантажем з однієї сторони та робочим рухомим органом динамометра з іншої сторони, на нижній поверхні якої зі сторони шківу закріплено зразок нитки, що досліджується, і розташовується між трьома парами роликів, які закріплені на двох кронштейнах, які з'єднані з робочими рухомими органами динамометрів, оснащений двома конічними зубчастими колесами, які жорстко закріплені на валах, які перетинаються та розташовані в опорах, один з яких є ведучим, а другий відомим, на відомому валі розташовано кривошип, який кінематично зв'язаний з шатуном, а шатун зв'язаний з повзунком, який розташовується в горизонтальних направляючих, вилкоподібним кронштейном, на кінцях якого розташовані двосторонні опорні підшипники ковзання, які зв'язані з шипами, що закріплені з торців шківу, який жорстко закріплено на повзунці. Порівняльний аналіз з прототипом показує, що заявлений прилад для визначення коефіцієнту тертя ниток відрізняється тим, що на валах, які перетинаються та розташовані в опорах, один з яких є ведучим, а другий відомим, розташовано два конічних зубчастих колеса, на відомому валу розташовано кривошип, який кінематично зв'язаний з шатуном, а шатун зв'язаний з повзунком, що розміщено в горизонтальних направляючих, вилкоподібним кронштейном, на кінцях якого розташовані двосторонні упорні підшипники ковзання, що зв'язані з шипами, які закріплено з торців шківу, який жорстко закріплений на повзунці. Ознаки, що були перераховані вище, дозволяють виміряти коефіцієнт тертя ниток в повздовжньому і поперечному напрямках при великих швидкостях руху, що дає можливість широко досліджувати фрикційні властивості матеріалу. На Фіг.1 зображена схема приладу. На схемі умовно не показані гнучка стрічка, вантаж і рухомі робочі органи динамометрів для визначення коефіцієнтів тертя в повздовжньому і поперечному напрямах. Прилад для визначення коефіцієнта тертя ниток містить шків 1, встановлений з можливістю горизонтального переміщення відносно вісі обертання ведучого вала 2, гнучку стрічку із жорсткістю в повздовжньому й поперечному напрямку, з'єднаний з вантажем з однієї сторони й робочим рухомим органом динамометра з іншої сторони, на нижній поверхні якої з боку шківа закріплений зразок нитки, що досліджується, й розташовується між трьома парами роликів, укріплених на двох кронштейнах, які з'єднані з робочими рухомими органами динамометрів, який має дві конічні зубчасті колеса 3, 4, жорстко закріплені на пересічних валах, що розташовується в опорах, один із яких є ведучим 2, а другий відомим. На відомому валу розташований кривошип 5, кінематично зв'язаний з шатуном 6, а шатун б зв'язаний з повзунком 7, що розташований у горизонтальних направляючих. Вилкоподібний кронштейн 8, на кінцях якого розташовані двосторонні опорні підшипники ковзання 9, які зв'язані із шипами 10, що закріплені з торців шківа 1, жорстко закріплений на повзунці 7, шипи 10 розташовуються з боків шківа 1. Прилад працює в такий спосіб. Під дією приладу рух від ведучого валу 2 передається шківу 1 і через конічні зубчасті колеса 3 і 4 кривошипу 5. Через кінематично зв'язаний з ним шатун 6 і повзунок 7 вилкоподібний кронштейн 8 отримує зворотно-поступальний рух, що через двосторонні опорні підшипники 9 і шипи 10 передається шківу 1. При цьому, навіть при більших швидкостях обертання ведучого валу 2 шків 1 рухається за заданим законом. Використання запропонованого приладу дозволяє значно розширити діапазон вимірюваних величин шляхом виміру коефіцієнта тертя ниток при більших швидкостях руху, що дозволяє удосконалювати технологічні процеси й устаткування в легкій та текстильній промисловості.