摩擦系數(shù)儀的應(yīng)用拓展
引言
摩擦力在我們學(xué)術(shù)的基本定律上往往是被忽略的,但是這被忽略的力在我們生活中卻是*的。
在現(xiàn)實(shí)社會生活中,人要行走、汽車剎車、拿東西等都是靠摩擦力;生產(chǎn)上,所有的工廠都用到。
如貨物的運(yùn)輸、齒輪旋轉(zhuǎn),皮帶運(yùn)輸,輪軸轉(zhuǎn)動等都是靠摩擦力。
一、摩擦系數(shù)的概念
摩擦系數(shù)是指兩表面間的摩擦力和作用在其一表面上的垂直力之比值。它是和表面的粗糙度有關(guān),而和接觸面積的大小無關(guān)。依運(yùn)動的性質(zhì),它可分為動摩擦系數(shù)和靜摩擦系數(shù)。
1摩擦系數(shù)的計(jì)算
(方程式圖1)fs為靜摩擦力
或 fs=μs*N; N為垂直力
而這破壞力也是要使物體啟動的zui大的力,我們又叫此力為zui大靜摩擦力。所以,我們應(yīng)把上式改寫成:
(方程式圖2)fk為動摩擦力
如汽車啟動后過了些時(shí)候它會慢慢的減速下來,zui后靜止。這表示物體運(yùn)動時(shí),它的表面和另一表面,仍然存在摩擦力。(如地面)而實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)此力比靜止時(shí)的摩擦力來得小,我們定義這摩擦力和垂直于地面的作用力叫做動摩擦系數(shù)μk,寫成式子如下:
fk=μk*N
所以,由上我們可得知μs>μk
二、摩擦系數(shù)的大小與我們生活生產(chǎn)的關(guān)系
例如
1)汽車的輪胎與地面的摩擦力,小了的情況下它的抓地力就會減小易打滑,從而引發(fā)交通事故;大了的情況下安全性高了耗油量也高了,所以要達(dá)到適中,就要計(jì)算它的準(zhǔn)確值
2)我日常用的物品掛鉤與其墻面的摩擦力當(dāng)然是越大越好了,軸承間滾珠的摩擦力當(dāng)然是越小越好了。
有了這方面的認(rèn)知后那我們?nèi)绾蝸碚莆崭鞣N材料間的摩擦系數(shù)值呢
我給出了一些材料的摩擦系數(shù)值(見附錄)
三、摩擦系數(shù)的測量
1、今天我們推廣的是這個(gè)儀器,就叫摩擦系數(shù)儀。
它是由試驗(yàn)裝置由水平試驗(yàn)臺、滑塊、測力系統(tǒng)和使水平試驗(yàn)臺上兩試驗(yàn)表面相對移動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)等組成。
2、產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)
這部儀器適用于測量塑料薄膜和薄片、橡膠、紙張、紙板、編織袋、織物風(fēng)格、通信電纜光纜用金屬材料復(fù)合帶、輸送帶、木材、涂層、剎車片、雨刷、鞋材、輪胎等材料滑動時(shí)的靜摩擦系數(shù)和動摩擦系數(shù)。通過測量材料的滑爽性,可以控制調(diào)節(jié)材料生產(chǎn)質(zhì)量工藝指標(biāo),滿足產(chǎn)品使用要求。另外還可用于化妝品、滴眼液等日化用品的滑爽性能測定。
除了能測量多種材料外摩擦系數(shù)儀可同時(shí)測定試樣的靜摩擦系數(shù)和動摩擦系數(shù),靜置時(shí)間自動計(jì)時(shí);動、靜摩擦系數(shù)自動清零,確保試樣間的充分接觸,提高測試結(jié)果的準(zhǔn)確性,儀器試驗(yàn)臺面和測試滑塊均經(jīng)過消磁處理和剩磁檢測,有效地降低了系統(tǒng)測試誤差,設(shè)備采用微電腦控制,搭配菜單式操作界面,PVC控制面板和液晶顯示屏,方便用戶進(jìn)行試驗(yàn)操作及數(shù)據(jù)查看,液晶屏實(shí)時(shí)顯示力值及動、靜摩擦系數(shù),配備微型打印機(jī)自動打印單件或成組試樣的試驗(yàn)報(bào)告,標(biāo)準(zhǔn)的RS232接口,方便系統(tǒng)與電腦的外部連接和數(shù)據(jù)傳輸。
3、摩擦系數(shù)儀的原理
將條狀試驗(yàn)樣品用夾樣器夾住,同時(shí)用待測樣包住滑塊,然后將滑塊安放在傳感器的掛孔上,在一定的接觸壓力下,通過電機(jī)帶動齒條使傳感器移動,也就是使兩試驗(yàn)表面相對移動。傳感器所測得的力信號經(jīng)過集成器放大,送入記錄器,同時(shí)分別記錄動摩擦系數(shù)和靜摩擦系數(shù)。
4、摩擦系數(shù)儀的使用
在使用前要先安裝
ISO 8295、GB 10006、ASTM D1894、TAPPI T816
這幾種軟件,用來確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)值
裁切待測試軟包裝材料試樣;
打開摩擦系數(shù)儀,進(jìn)行參數(shù)設(shè)定;
將試樣在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下進(jìn)行至少16小時(shí)的處理,每次測試取兩個(gè)8cmX20cm的試樣;
將一個(gè)試樣的實(shí)驗(yàn)表面向上,平整的的固定在水平實(shí)驗(yàn)臺上。試樣與試驗(yàn)臺的長度方向應(yīng)平行。將另一試樣的試驗(yàn)表面向下,包住滑塊毛氈的一面,用膠帶在兩側(cè)固定。若試樣較厚或剛性較大,可將其取成63cmX63cm(滑塊尺寸),在滑塊底面和試樣非試驗(yàn)表面間用雙面膠帶固定試樣;
將固定有試樣的滑塊無沖擊的放在*個(gè)試樣中央,并使兩試樣的的試驗(yàn)方向與滑塊方向平行且測力系統(tǒng)恰好不受力;
將標(biāo)準(zhǔn)滑塊與傳感器連接;
在軟件界面點(diǎn)擊運(yùn)行試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)束后,取下滑塊,點(diǎn)擊回位,目的是保護(hù)傳感器。應(yīng)測試多組試樣; 由儀器統(tǒng)計(jì)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并打印;
5、摩擦系數(shù)測試儀的基本操作步驟如下:
1)薄膜(片)對薄膜(片)時(shí)的測定
將一個(gè)試樣的試驗(yàn)表面向上,平整的固定在水平試驗(yàn)臺上。試樣與試驗(yàn)臺的長度方向應(yīng)平行。將另一試樣的試驗(yàn)表面向下,包住滑塊,用膠帶在滑塊前沿和上表面固定式樣。
摩擦系數(shù)儀試樣尺寸,每次測量一般需要二個(gè)8 cm X 20 cm的試樣。
如果樣品較厚或剛性較大,固定到滑塊上必須用雙面膠帶時(shí),一個(gè)試樣的尺寸應(yīng)與滑塊底面尺寸(63 mm X 63 mm)一樣。
2)試樣的裁取
試樣 應(yīng) 在 樣品整個(gè)寬度或圓周(管膜時(shí))均勻裁取。
摩擦系數(shù)測試儀作為一種精密的測試設(shè)備,其安裝、調(diào)整及工作環(huán)境都有一定的要求,以保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性和試驗(yàn)機(jī)的正常工作。
3)把試驗(yàn)機(jī)置于堅(jiān)固的平臺上,調(diào)整機(jī)架下方的調(diào)整螺母,使機(jī)架上的水平泡處于中間位置。
4)將試驗(yàn)機(jī)的電源線插入室內(nèi)供電系統(tǒng)的三芯插座,打開電源開關(guān),即可試驗(yàn)。
5)試驗(yàn) 打開機(jī)架控制板上的電源開關(guān),按下“試驗(yàn)"鍵,進(jìn)入顯示界面。再按下“試驗(yàn)"鍵,既可做試驗(yàn),試驗(yàn)做到38秒自動停止,在試驗(yàn)過程中試驗(yàn)機(jī)自動顯示力值曲線并計(jì)算結(jié)果,按下“回位"鍵,回到原始位置。如要打印可按下“打印"鍵,如果試件進(jìn)行第二次試驗(yàn),步驟同上。
6)關(guān)機(jī) 試驗(yàn)結(jié)束后,關(guān)閉電源。
五、維護(hù)與保養(yǎng)
為了使摩擦系數(shù)測試儀處于良好的工作狀態(tài)并有較長的使用壽命,必須定期對試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。
1每次試驗(yàn)以前,將試件按標(biāo)準(zhǔn)要求作好后再安裝在工作臺上。
2更換試樣時(shí),測力傳感器非常靈敏,不要碰壓,否則會造成損壞。
3試驗(yàn)結(jié)束關(guān)閉電源后,應(yīng)將試驗(yàn)機(jī)擦凈,放好,以備下一次使用。
4試驗(yàn)機(jī)長時(shí)間不用時(shí),應(yīng)定期在轉(zhuǎn)動部位注入適量潤滑油,以保證機(jī)件良好的工作狀態(tài)。
附錄
靜摩擦系數(shù) 動摩擦系數(shù)
材料名稱 無潤滑 有潤滑 無潤滑 有潤滑
鋼-鋼 0.15 0.1~0.12 0. 1 0.05~0.1
鋼-軟鋼 0.2 0.1~0.2
鋼-鑄鐵 0.3 0.2 0.05~0.15
鋼-青銅 0.15 0.15~0.18 0.1~0.15
軟鋼-鑄鐵 0.2 0.18 0.05~0.15
軟鋼-青銅 0.2 0.18 0.07~0.15
鑄鐵-鑄鐵 0.18 0.15 0.07~0.12
鑄鐵-青銅 0.15~0.2 0.07~0.15
青銅-青銅 0.1 0.2 0.07~0.1
皮革-鑄鐵 0.3~0.5 0.15 0.6 0.15
橡皮-鑄鐵 0.8 0.5
木材-木材 0.4~0.6 0.1 0.2~0.5 0.07~0.15
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