Пристрій для вимірювання фактичної площі контакту

Пристрій для вимірювання фаісгичної площі контаїсгу, що містить два контаїсгуючих зразки і силову установку, який відрізняється тим, що він додатково містить два п'єзоелементи, закріплені на одному із зразків, генератор імпульсів, підключений до одного з п'єзоелементів, а також узгоджувальний пристрій, підключений до другого п'єзоелементу, дискримінатор, підсилювачобмежувач, лічильник коливань Винахід відноситься до вимірювальної техніки, зокрема, до пристроїв для вимірювання фактичної площі контакту Відомий пристрій для вимірювання фактичної площі контакту, що включає два контактуючих зразки, силову установку і прилад для вимірювання площі площадок (див Крагельский И В , Демкин Н Б Формулы для расчета фактического касания Вестник машиностроения 1963, №10, с 9-13) Недоліком даного пристрою є невисока точність Крім того, процедура вимірювання фактичної площі площадок контакту даним пристроєм досить складна у зв'язку з необхідністю вимірювати фактичну площу контакту Відомий пристрій для вимірювання фактичної площі контакту, що включає два зразки, силову установку і прилад для вимірювання площі площадок контакту (див Демкин Н Б Контактирование шероховатых поверхностей М Наука, 1970, 227с) Вказаний пристрій найбільш близький по технічній сутності до пристрою, що заявляється, і обраний в якості прототипу Недоліком цього пристрою є невисока точність вимірювання Крім того, процедура вимірювання фактичної площі площадок контакту даним пристроєм досить складна у зв'язку з необхідністю вимірювати фактичну площу контакту В основу винаходу поставлена задача удосконалення пристрою для вимірювання фактичної площі контакту, шляхом порушення в одному із зразків вільних резонансних коливань, по числу яких можна судити про фактичну площу контакту, що дозволяє підвищити точність і спростити процедуру вимірювання Поставлена задача вирішується тим, що заявлений пристрій містить два контактуючих зразки і силову установку, згідно винаходу, пристрій обладнаний двома п'єзоелементами, закріпленими на одному із зразків, генератором імпульсів, підключеним до одного з п'єзоелементів, а також узгоджувальним пристроєм, підключеним до другого п'єзоелементу, дискримінатором, підсилювачем-обмежувачем, лічильником коливань Кожна з вказаних ВІДМІННИХ ознак є необхідною, а всі разом - достатніми для досягнення технічного результату Технічним результатом даного винаходу є підвищення точності пристрою і спрощення процедури проведення вимірювання Винахід пояснюється кресленнями, де - на фіг 1 показана структурна схема пристрою, на фіг 2 - осцилограма на виході п'єзотрансформатора у відсутності статичної сили (F=0), на фіг 3 - осцилограма на виході п'єзотрансформатора при дії статичної сили (Г-=500Н) Запропонований пристрій (фиг 1) містить контактуючи зразки 1, 2 і силову установку 3, п'єзоперетворювачі 4, 5, генератор імпульсів 6, узгоджувальний пристрій 7, дискримінатор 8, підсилювачобмежувач 9 і лічильник коливань 10 Пристрій працює наступним чином Генератор Імпульсів 6 збуджує ВІЛЬНІ (зату 00 ю 58792 хаючи) коливання в зразку 2 за допомогою п'єзоелемента 4 Затухання в зразку залежить як від втрат у п'єзоперетворювачі (внутрішнє тертя), так і від ультразвукових втрат (випромінювання) у зразок 1 Ці втрати залежать прямо пропорційно від фактичної площі контакту Коливання в зразку 2 реєструє п'єзоперетворювач 5, а потім через узгоджувальний пристрій 7, дискримінатор 8 і підсилювач-обмежувач 9 коливання реєструються лічильником коливань 10 Приклад конкретного застосування У конкретному випадку були використані п'єзоперетворювачі 0 1 5 і товщиною 0,3мм із п'єзокераміки ЦТС-19 Зразок з латуні Л63 у вигляді паралелепіпеда 38x38x15мм Генератор імпульсів Г5-67 створював прямокутні імпульси тривалістю Тр/4, де Т р - період резо Комп'ютерна верстка Н Лисенко нансних коливань п'єзоперетворювача (f p =140кГц) Зменшення тривалості імпульсів Т и менше Тр/4 зменшувало чутливість При перевищенні тривалості Т и >Т р /4 спотворювалася форма вільних коливань Тому рівність тривалості імпульсів Т и чверті періоду резонансних коливань варто вважати оптимальною Число коливань вимірялося лічильником, у якості якого використовувався частотомір 43-57 Результати вимірів приведені на фіг 2 (F=0) і фіг 3 (силова установка створює зусилля F=500H) Експериментально встановлено, що саме таке виконання пристрою дозволяє підвищити точність вимірювання до 12% для прототипу і до 4,5% для пристрою, що заявляється і спростити процедуру вимірювання Підписано до друку 05 09 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна