zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»10.26896/1028-6861-2020-86-4-61-65zldm-1193Research ArticleИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ. МЕХАНИКА МАТЕРИАЛОВ: ПРОЧНОСТЬ, РЕСУРС, БЕЗОПАСНОСТЬTESTING OF STRUCTURE AND PARAMETERS. MECHANICAL TESTING METHODSМашина для оценки трибологических характеристик материалов в режиме реального времениA machine for real-time estimation of the tribological characteristics of materialsАбрамчукМ. В.AbramchukM. V.

Михаил Владимирович Абрамчук

197101, Санкт-Петербург, Кронверкский проспект, д. 49

Michail V. Abramchuk

49 Kronverksky Pr., St. Petersburg, 197101

abramchukmv@itmo.ruПеченкоР. В.PechenkoR. V.

Роман Владимирович Печенко

197101, Санкт-Петербург, Кронверкский проспект, д. 49

Roman V. Pechenko

49 Kronverksky Pr., St. Petersburg, 197101

НуждинК. А.NuzhdinK. A.

Кирилл Андреевич Нуждин

197101, Санкт-Петербург, Кронверкский проспект, д. 49

Kirill A. Nuzhdin

49 Kronverksky Pr., St. Petersburg, 197101

МусалимовВ. М.MusalimovV. M.

Виктор Михайлович Мусалимов

197101, Санкт-Петербург, Кронверкский проспект, д. 49

Viktor M. Musalimov

49 Kronverksky Pr., St. Petersburg, 197101

Национальный исследовательский университет ИТМОРоссияITMO UniversityRussian Federation2020230420208646165Copyright © Абрамчук М.В., Печенко Р.В., Нуждин К.А., Мусалимов В.М., 20202020Абрамчук М.В., Печенко Р.В., Нуждин К.А., Мусалимов В.М.Abramchuk M.V., Pechenko R.V., Nuzhdin K.A., Musalimov V.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zldm.ru/jour/article/view/1193

Описана машина трения возвратно-поступательного действия — «Трибал-Т» — для автоматизированного контроля качества трущихся поверхностей трибопар. Особенность ее состоит в осуществлении принудительного фрикционного взаимодействия трущихся поверхностей, закрепленных на приводной и сопряженной платформах. В условиях непрерывной регистрации взаимных перемещений нагруженных трибопар осуществляют непрерывную обработку сигналов датчиков перемещений с использованием классических подходов теории автоматического управления в целях идентификации трибологических характеристик. Машина обеспечивает последовательный визуальный контроль этих параметров в режиме реального времени. Активно использованы возможности компьютерных технологий на базе MATLAB. Приведен расчет трибологических характеристик материалов: динамического коэффициента трения, коэффициента демпфирования и меры шероховатости поверхности. Проведенные испытания позволили заключить, что машина трения возвратно-поступательного действия «Трибал-Т» эффективна для исследования в режиме реального времени трибологических характеристик материалов: динамического коэффициента трения, коэффициента демпфирования и меры шероховатости поверхности. Отмечена возможность ее использования для мониторинга состояния трибоузлов машин и механизмов.

A reciprocating friction machine Tribal-T intended for automated quality control of the rubbing surfaces of tribopairs is described. The distinctive feature of the machine consists in implementation of the forced relative motion due to the frictional interaction of the rubbing surfaces fixed on the drive and conjugate platforms. Continuous processing of the signals from displacement sensors is carried out under conditions of continuous recording of mutual displacements of loaded tribopairs using classical approaches of the theory of automatic control to identify the tribological characteristics. The machine provides consistent visual real time monitoring of the parameters. The MATLAB based computer technologies are actively used in data processing. The calculated tribological characteristics of materials, i.e., the dynamic friction coefficient, damping coefficient and measure of the surface roughness, are presented. The tests revealed that a Tribal-T reciprocating friction machine is effective for real-time study of the aforementioned tribological characteristics of materials and can be used for monitoring of the condition of tribo-nodes of machines and mechanisms.

машина трения«Трибал»стандартытрибологиятрибологические свойстватрибопаракоэффициент демпфированияfriction machineTribalstandardstribologytribological propertiestribopairdamping coefficientReferencesКриони Н. К., Мингажев А. Д., Новиков А. В., Бекишев Р. Р. Эксплуатационные свойства щеточного торцевого уплотнения лопатки турбины газотурбинных установок / Трение и смазка в машинах и механизмах. 2014. № 5. С. 36 – 37.Krioni N. K., Mingazhev A. D., Novikov A. V., Bekishev R. R. Operational properties of brush face seal of turbine blade of gas turbine installations / Trenie Smazka Mashin. Mekhanizm. 2014. N 5. P. 36 – 38 [in Russian].Korolev A. V., Korolev A. A. Friction Machine for Accelerated Wear Tests of Frictional Rolling Elements / Journal of Friction and Wear. 2017. Vol. 38. N 1. P. 77 – 81. DOI: 10.3103/S1068366617010068.Korolev A. V., Korolev A. A. Friction Machine for Accelerated Wear Tests of Frictional Rolling Elements / Journal of Friction and Wear. 2017. Vol. 38. N 1. P. 77 – 81. DOI: 10.3103/S1068366617010068.Makhkamov K. H. Energy Analysis of Wear of Sliding Friction Units / Journal of Friction and Wear. 2017. Vol. 38. N 2. P. 168 – 172. DOI: 10.3103/S1068366617020143.Makhkamov K. H. Energy Analysis of Wear of Sliding Friction Units / Journal of Friction and Wear. 2017. Vol. 38. N 2. P. 168 – 172. DOI: 10.3103/S1068366617020143.Kozochkin M. P. Study of Frictional Contact during Grinding and Development of Phenomenological / Journal of Friction and Wear. 2017. Vol. 38. N 4. P. 333 – 337. DOI: 10.3103/S1068366617040067.Kozochkin M. P. Study of Frictional Contact during Grinding and Development of Phenomenological / Journal of Friction and Wear. 2017. Vol. 38. N 4. P. 333 – 337. DOI: 10.3103/S1068366617040067.Markova L. V. Diagnostics of the Wear of Tribological Assemblies Using an Inductive Wear Debris Counter / Journal of Friction and Wear. 2018. Vol. 39. N 4. P. 265 – 273. DOI: 10.3103/S1068366618040104.Markova L. V. Diagnostics of the Wear of Tribological Assemblies Using an Inductive Wear Debris Counter / Journal of Friction and Wear. 2018. Vol. 39. N 4. P. 265 – 273. DOI: 10.3103/S1068366618040104.Доценко А. И., Буяновский И. А. Основы триботехники: Учебник. — М.: НИЦ ИНФРА-М, 2014. — 336 с.Dotsenko A. I., Buyanovskiy I. A. Fundamentals of tribotechnics. Textbook. — Moscow: Nits Infra-M, 2014. — 336 p. [in Russian].Новиков А. В., Криони Н. К., Мингажев А. Д., Бекишев Р. Р. Щеточное уплотнение для газодинамических установок / Сетевое издание «Нефтегазовое дело». 2014. № 4. С. 324 – 340.Novikov A. V., Krioni N. K., Mingazhev A. D., Bekishev R. R. Rush seals for gas-dynamic installations / Set. Izd. «Neftegaz. Delo». 2014. N 4. P. 324 – 340 [in Russian]Пат. 2600080C1 РФ, МПК G01N 3/56 (2006. 01). Устройство для исследования триботехнических характеристик материалов / Исмаилов Г. М., Тюрин А. Е., Власов Ю. А.; патентообладатель Томский государственный архитектурно-строительный университет (ТГАСУ). — № 2015138515/28; заявл. 09.09.2015; опубл. 20.10.2016.RF Pat. RU2600080C1. MPK G01N 3/56 (2006.01). Device for investigating tribotechnical characteristics of materials / Ismailov G. M., Turin A. E., Vlasov Yu. A. Patent holder: Tomsk State University of Architecture and Building (TSUAB). — N 2015138515/28. appl. 09.09.2015; publ. 10.20.2016 [in Russian].Nuzhdin K., Musalimov V. M. The experimental determination of the bifurcation components of friction / Procedia Engineering IET. 2017. Vol. 199. P. 1478 – 1483. DOI: 10.1016/j.proeng.2017.09.410.Nuzhdin K., Musalimov V. M. The experimental determination of the bifurcation components of friction / Procedia Engineering IET. 2017. Vol. 199. P. 1478 – 1483. DOI: 10.1016/j.proeng.2017.09.410.Печенко Р. В., Нуждин К. А., Абрамчук М. В., Мусалимов В. М. Точностные характеристики машин трения возвратно-поступательного действия / Известия вузов. Приборостроение. 2019. Т. 62. № 5. С. 442 – 448. DOI: 10.17586/0021-3454-2019-62-5-442-448.Pechenko R. V., Nuzhdin K. A., Abramchuk M. V., Musalimov V. M. Accuracy characteristics of friction machines of reciprocal action / Izvestiya vuzov. Priborostroenie. 2019. Vol. 62. N 5. P. 442 – 448. DOI: 10.17586/0021-3454-2019-62-5-442-448 [in Russian].Korayem M. H., Hoshiar A. K., Badrlou, Yoon S. J. Modeling and simulation of critical force and time in 3D manipulations using rectangular, V-shaped and dagger-shaped cantilevers / European Journal of Mechanics. A/Solids. 2016. Vol. 59. P. 333 – 343. DOI: 10.1016/j.euromechsol.2016.04.008.Korayem M. H., Hoshiar A. K., Badrlou, Yoon S. J. Modeling and simulation of critical force and time in 3D manipulations using rectangular, V-shaped and dagger-shaped cantilevers / European Journal of Mechanics. A/Solids. 2016. Vol. 59. P. 333 – 343. DOI: 10.1016/j.euromechsol.2016.04.008.Cabboi A., Putelat T., Woodhouse J. The frequency response of dynamic friction: enhanced rate-and-state models / Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 2016. Vol. 92. P. 210 – 236. DOI: 10.1016/j.jmps.2016.03.025.Cabboi A., Putelat T., Woodhouse J. The frequency response of dynamic friction: enhanced rate-and-state models / Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 2016. Vol. 92. P. 210 – 236. DOI: 10.1016/j.jmps.2016.03.025.Woodhouse J., Mckay A., Putelat T. Are there reliable constitutive laws for dynamic friction? / Philosophical Transactions: Mathematical, Physical and Engineering Sciences (Series A). 2015. Vol. 373. N 2051. P. 20140401 – 20140402. DOI: 10.1098/rsta.2014.0401.Woodhouse J., Mckay A., Putelat T. Are there reliable constitutive laws for dynamic friction? / Philosophical Transactions: Mathematical, Physical and Engineering Sciences (Series A). 2015. Vol. 373. N 2051. P. 20140401 – 20140402. DOI: 10.1098/rsta.2014.0401.Weibing Teng, Xiangming Zhang, Valerie Merkle, Xiaoyi Wu. Deformation-induced mechanical anisotropy of gelatin films / Extreme Mechanics Letters. 2016. Vol. 7. P. 18 – 26. DOI: 10.1016/j.eml.2016.02.010.Weibing Teng, Xiangming Zhang, Valerie Merkle, Xiaoyi Wu. Deformation-induced mechanical anisotropy of gelatin films / Extreme Mechanics Letters. 2016. Vol. 7. P. 18 – 26. DOI: 10.1016/j.eml.2016.02.010.Putelat T., Dawes J. H. P. Steady and transient sliding under rate-and-state friction / Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 2015. Vol. 78. P. 70 – 93. DOI: 10.1016/j.jmps.2015.01.016.Putelat T., Dawes J. H. P. Steady and transient sliding under rate-and-state friction / Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 2015. Vol. 78. P. 70 – 93. DOI: 10.1016/j.jmps.2015.01.016.Sacks M. S., Sun W. Multiaxial Mechanical Behavior of Biological Materials / Annual Review of Biomedical Engineering. 2003. Vol. 5. P. 251 – 284. DOI: 10.1146/annurev.bioeng.5.011303.120714.Sacks M. S., Sun W. Multiaxial Mechanical Behavior of Biological Materials / Annual Review of Biomedical Engineering. 2003. Vol. 5. P. 251 – 284. DOI: 10.1146/annurev.bioeng.5.011303.120714.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.