Homepage

Tribometar tipa uzorak-na-disku

CNC tribometar tipa uzorak-na-disku razvijen je za potrebe ispitivanja statičkog i dinamičkog ponašanja koeficijenta trenja u širokom rasponu radnih parametara i za razne frikcijske materijale.

Za danu primjenu vezanu uz trenje suhe dvostruke spojke, frikcijski uzorak (1) pripremljen je izrezivanjem komada dimenzija 20x20x4 mm iz tarne ploče spojke. Uzorak je smješten u nosač (2) povezan s troosnim piezoelektričnim senzorom sile tvrtke Kistler (3), koji mjeri normalnu silu i dvije horizontalne sile. Nosač je izrađen od toplinski izolacijskog materijala kako bi se spriječilo da znatan toplinski tok dosegne senzor sile. Temperature uzorka i senzora sile mjere se termoparovima (4).

Frikcijski uzorak sa senzorom sile može se gibati u okomitom smjeru pogonjen modulom električnog servo motora s navojnim vretenom (5). Gibanje vertikalne osi upravlja se regulatorom okomite sile s ciljem preciznog podešavanja normalne sile uzorka. Kako bi se prigušile oscilacije normalne sile uzrokovane neravninama površine diska, razvijen je sustav lisnatih opruga (6) smješten između sklopa uzorka sa senzorom sile i navojnog vretena.

Ispitni disk (7) izrađen je izrezivanjem potisne ploče prethodno rastavljene spojke na odgovarajuće dimenzije, te je pričvršćen na rotirajući stol (8) koji uključuje električni grijač. U kombinaciji sa PT sondom (9) kao senzorom temperature ugrađenom u disk, omogućeno je brzo i precizno zagrijavanje pričvršćenog ispitnog diska. Termoizolacijski disk (10) smješten je između stola i nosača stola (11) kako bi se spriječilo/minimiziralo zagrijavanje ostatka rotacijske osi. Stol je pogonjen električnim servomotorom (12) preko zupčastog remena (13) koji je upravljan regulatorom brzine vrtnje kako bi se precizno podesila brzina klizanja između uzorka i stola. Precizni enkoder (14) pričvršćen je na osovinu rotacijskog stola za potrebe neposrednog mjerenja brzine klizanja.

Ugrađena su dva zasebna sustava kliznih prstenova: napojni klizni prsten (15) koji spaja grijač u rotirajućem stolu s pretvaračem, te podatkovni klizni prsten (16), tvrtke HBM, koji spaja PT sondu sa sustavom upravljanja. Na ovaj način omogućena je precizna regulacija temperature diska tijekom čitavog testa.

Klima uređaj (17) prigrađen je na komoru tribometra, kako bi se omogućilo izvođenje pokusa na sniženim temperaturama te dulje izvođenje pokusa na povišenim temperaturama.

Tribometar također uključuje izravni linearni servopogon (18), koji u alternativnoj konfiguraciji tribometra omogućuje preciznu regulaciju pravocrtnog gibanja stola u širokom rasponu brzina (za istu vertikalnu os sa frikcijskim uzorkom).

Upravljački i nadzorni sustav izgrađen je na bazi industrijskog PC-a (19).

Operativni parametri tribometra

Raspon normalnih sila: 6 do 100 N ili 6 do 1000 N
(ovisno o odabranom rasponu na pojačalo senzora sile, utječe na preciznost mjerenja)
Najveća brzina rotacijske osi: 6000 rpm
Snaga motora rotacijske osi
  -  Prirodno hlađenje: 1.3 kW (2.1 Nm)
  -  Vodeno hlađenje: 6.2 kW (9.8 Nm)
Moguće prijenosni odnosi remenice: 1:1 ili 1:3
Najveća brzina klizanja linearne osi: 2 m/s
Najveće ubrzanje linearne osi: 56 m/s2
Raspon temperatura: 0 do 250°C

Slika 1. Fotografije tribometra

 

 

Kratki video zapis tipičnog pokusa


Publications


  • D. Pavković, N. Kranjčević, M. Kostelac

    Design of Normal Force Control System for a Pin-on-Disk Tribometer including Active and Passive Suppression of Vertical Vibrations

    Automatika , Vol. 54, No. 3, pp. 364-375, 2013