Iekārta berzes koeficienta un slīdamības noteikšanai

Jānis Lungevičs, Armands Leitāns, Ernests Jansons

Tehnoloģijas apraksts

Iekārtas principiālā shēma ir parādīta 1. attēlā. Iekārtas darbība balstīta uz regulējamas slīpās plaknes (1. poz. 1. att.) principa, kurš papildināts ar optiskajiem sensoriem (7. poz. 1. att.), kas ļauj veikt laika mērījumus tam, cik ilgi pētāmā materiāla paraugs slīd lejā pa plakni.

1 – Maināma slīpā plakne;
2 – Cilindriskais gultnis ar leņķa mērīšanas skalu;
3 – Lineārā vadotne slīpuma regulēšanai;
4 – Plaknes atbalsts ar fiksācijas skrūvi;
5 – Paraugu palaišanas iekārta;
6 – Optiskā sensora reflektors;
7 – Optiskais sensors;
8 – Datu pārveidošanas/translācijas modulis;
9 – Vadības dators;
L – Kopējā distance paraugu slīdēšanas laika mērījumam;
l – distance starp sensoriem;
α – Slīpās plaknes leņķis;
h – Plaknes atbalsta augstums.

Ar iekārtu iespējams veikt 2 veidu testus:

• Miera stāvokļa berzes koeficienta noteikšanu, kas notiek paraugu novietojot uz nolīmeņotas slīpās plaknes un lēnām palielinot slīpuma leņķi, līdz paraugs uzsāk kustību. Nolasot leņķi, pie kura notika kustība, var izrēķināt miera stāvokļa berzes koeficientu;
• Slīdamības novērtēšanu, kas notiek paraugu laižot lejā pa slīpo plakni un mērot laiku, kāds tam nepieciešams, lai veiktu distanci starp sensoriem (l) un kopējo distanci (L). Salīdzinot laika vai no tā izrēķinātā ātruma mērījumus paraugiem ar vienādu svaru pie konstanta plaknes slīpuma, iespējams novērtēt kuram no paraugiem ir labākās slīdēšanas īpašības.

Pielietojums

Iekārta izmantojama dažādu materiālu savstarpējā miera stāvokļa berzes koeficienta un slīdamības mērīšanai, kā arī virsmu modifikācijas ietekmes uz slīdamību pētījumiem. Kā tipiskākos pielietošanas piemērus var minēt: • Divu cietu materiālu pārbaude sausās berzes gadījumam; • Berzi samazinošu pārklājumu un smērvielu īpašību pārbaudei; • Ledus berzes procesa izpētei; • Kritiskā izslīdēšanas leņķa noteikšanai (aktuāls sniegs slīdēšanā no ēku jumtiem, automašīnu riepu materiāliem, u.c.)

Priekšrocības

Atšķirībā no citām slīpās plaknes tipa iekārtām, konkrētā iekārta izveidota ar maksimāli universālu pamatni, pie kuras var piestiprināt dažāda tipa materiālus (ar garumu līdz pat 3m), pa kuriem var notikt paraugu slīdēšana, tai skaitā, par pamatni izmantojams pat ledus, ja iekārta ievietota telpā, kurā attīstāmas temperatūras zem 0°C. Arī paraugu izmēram un nav stingru ierobežojumu, kas ļauj ievērojami atvieglot to sagatavošanas procesu, kā arī ļauj apskatīt kā papildus pieliktais svars ietekmē slīdēšanas gaitu. Iekārtas papildināšana ar optiskajiem sensoriem ļauj veikt laika mērījumus, kurus var salīdzināt vienāda izmēra un svara paraugiem, lai novērtētu kurš materiāls vai kura virsmas modifikācija vislabāk nodrošina vēlamās slīdēšanas īpašības. Četru optisko sensoru esamība ļauj detalizēti analizēt parauga paātrināšanās procesu, tādejādi sniedzot ieskatu kurā kustības etapā konkrētais paraugs uzrāda vislabāko slīdamību.

Kā būtiskāko priekšrocību jāmin iespēju iekārtu izmantot slīdamības pētījumos pa ledu, jo konkrētais metodiskais risinājums ļauj noteikt pat ļoti minimālu virsmas modifikāciju ietekmi uz slīdēšanas procesu. Iespējams novērtēt izmaiņas, kuras neuzrādītu klasiskās metodes, kurās mēra dinamisko berzes koeficientu.

Atslēgas vārdi

Berzes koeficients,slīdēšana,slīdamība,mēriekārta,slīpā plakne