Машина для оценки трибологических характеристик материалов в режиме реального времени

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.

1. Криони 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. Доценко А. И., Буяновский И. А. Основы триботехники: Учебник. — М.: НИЦ ИНФРА-М, 2014. — 336 с.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. 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.

15. 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.

16. 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.