Введение
При проектировании планетарных мельниц [1], машин барабанного типа [2], дозаторов [3] и барабанных грохотов [4] учитывается коэффициент внешнего трения. Для экспериментального определения коэффициентов внешнего трения разработана информационно-измерительная система [5]. Цель работы – экспериментальное определение коэффициентов внешнего трения углеродных наноматериалов.
Лабораторная установка
Зависимость усилия сдвига от нормального усилия ( ■ – начало сдвига, ● – движение с постоянной скоростью)
Методика проведения эксперимента
Эксперимент проводили на установке, показанной на рис. 1. В качестве материалов исполь-зовали: «Таунит»; «Таунит – М»; «Таунит – МД». Порядок проведения опытов следующий. Устанавливали две секции одну на другую и засыпали материал. Далее на материал через прижимную плиту передавали усилие для его уплотнения, равное последующей нагрузке, и после этого верхнюю секцию сдвигали вместе с материалом.
На сыпучий материал укладывали опорную плиту, на которую устанавливали гирю с определенным весом. Тележку устанавливали таким образом, чтобы нить была натянута. Включали лебедку и пружина начинала растягиваться. Усилие передавалось через блок на гирю и показания на весах уменьшались. Эта информация фиксировалась на видеокамеру. Значения сдвигающей силы рассчитывали, как разность между весом гири и текущим показанием весов. Полученную информацию использовали для расчета статического и кинематического коэффициентов внешнего трения. Следует особо отметить, что предварительно определяли сдвигающие усилия для пустого кольца при начале движения и при движении с постоянной скоростью. При обработке результатов экспериментов учитывали усилия «холостого хода».
Результаты экспериментов и выводы
На рис. 1 показаны зависимости усилий сдвига при начале движения GS и при постоянной скорости движения секции с материалом GK от нормальных усилий на материал в секции.
Как видно из графика зависимости практически линейны и статические значения усилий сдвига больше кинематических. Статический коэффициент внешнего трения fS=GS /P=0,26, а кинематический – fK=GK/P=0,29.
Полученные значения могут быть использованы при проектировании бункеров и оборудования для переработки углеродных наноматериалов.
Работа выполнена в рамках государственной поддержки проектов по созданию высокотехнологичного производства, Постановление Правительства РФ щт 9 апреля 2010г. № 218 (Договор № 02.П25.31.0123 от 14 августа 2014 года).