AKADEMIA GÓRNICZO  HUTNICZA
im. Stanisława Staszica w Krakowie
Maszyny i urzÄ…dzenia transportowe
Laboratorium nr II
 Wyznaczanie współczynnika sprzężenia
ciernego pomiędzy liną a wykładziną
Grupa 3b
IMiR rok III A
1. Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie współczynnika sprzężenia ciernego pomiędzy liną, a
wykładziną dla wykładzin kół linowych.
2. Schemat stanowiska.
W ćwiczeniu wykorzystano układ, w którego skład wchodzi:
1  lina stalowa
2  ruchomy wózek
3  wykładzina
4  układ pomiarowy
Lina stalowa (1) napięta w sztywnej ramie jest dociskana do próbki badanego
materiału wykładziny (3) z siłą N za pomocą ruchomego wózka (2). Badana wykładzina (3)
posiada rowek o promieniu (0,53÷0,55)‡d liny (1). Wartość siÅ‚y potrzebnej do wywoÅ‚ania oraz
utrzymania zaistniałego poślizgu liny po wykładzinie jest rejestrowana przez układ
pomiarowy (4).
3. Obliczenia
Wartości stałe i założenia:
- Åšrednica liny d=18 [mm]
- Długość próbki ld=150 [mm]
- Odległość od osi obrotu do punktu przyłożenia obciążenia L0=50 [mm]
- Moment pochodzÄ…cy od ramy Mg=101864,8 [Nmm]
- Masa obciążnika m= 23,63 [kg] ( G=231,81[N])
- odległości X przyłożenia obciążenia Q
X1= 464 [mm]
X2= 755 [mm]
X3= 1046 [mm]
a) Obliczenia obciążenia Q liny i wykładziny:
Dla X1= 464 [mm]
Dla X2= 755 [mm]
Dla X3= 1046 [mm]
b) Wyznaczenie współczynnika sprzężenia ciernego
T
mð =ð
Q
Badania przeprowadzone na linie nie smarowanej, suchej, przeciwzwitej prawej w
temperaturze + 40 .
Pomiary dokonane na ćwiczeniu :
Modar :
X1 : T1=2322N, T2=2294N, T3=2132N Tśr=2249,3N
X2: T1=2781N, T2=2718N, T3=2689N Tśr=2729,3N
X3: T1=3420N, T2=3504N, T3=3417N Tśr=3447N
Becorit:
X1 : T1=1578N, T2=1462N, T3=1442N Tśr=1494N
X2: T1=2113N, T2=2071N, T3=2025N Tśr=2069,7N
X3: T1=2494N, T2=2526N, T3=2430N Tśr=2483,3N
Poliamid:
X1 : T1=1046N, T2=1069N, T3=1039N Tśr=1051,3N
X2: T1=1290N, T2=1289N, T3=1272N Tśr=1283,7N
X3: T1=1560N, T2=1449N, T3=1502N Tśr=1503,7N
Pomiar II dla liny mokrej:
Modar :
X1 : T1=1537N, T2=1740N, T3=1841N Tśr=1706N
X2: T1=2327N, T2=2366N, T3=2358N Tśr=2350,3N
X3: T1=3084N, T2=3086N, T3=3067N Tśr=3079N
Becorit:
X1 : T1=1397N, T2=1424N, T3=1399N Tśr=1406,7N
X2: T1=1725N, T2=1701N, T3=1679N Tśr=1701,7N
X3: T1=1995N, T2=2007N, T3=2064N Tśr=2022N
Poliamid:
X1 : T1=971N, T2=1035N, T3=962N Tśr=989,3N
X2: T1=1180N, T2=1194N, T3=1250N Tśr=1208,3N
X3: T1=1494N, T2=1502N, T3=1468N Tśr=1488N
[MPa]
p [MPa] suchy wilgotny
Tśr[N] ź[-] źśr[-] Tśr[N] ź[-] źśr[-]
2249,3 1706
0,537 0,407
0,326
1,55 1494 0,382 1406,7
0,357 0,336
1051,3
0,251 989,3 0,236
2729,3 2350,3
0,493 0,424
0,333
2,05 0,366
2069,7 1701,7
0,374 0,307
1283,7
0,232 1208,3 0,218
3447 3079
0,501 0,447
0,360 0,319
2,55 2483,3 2022
0,361 0,294
1503,7
0,218 1488 0,216
o
Wilgotność 40%
Temperatura 40 C
4. Wykresy
Porównanie MODARu
0,560
0,540
0,520
0,500
0,480
Modar z suchÄ… linÄ…
0,460
Modar z wilgotnÄ… linÄ…
0,440
0,420
0,400
1 1,5 2 2,5 3
nacisk p[MPa]
Porównanie BECORITu
0,390
0,370
0,350
0,330
0,310 Becorit z suchÄ… linÄ…
0,290 Becorit z wilgotnÄ… linÄ…
0,270
0,250
1 1,5 2 2,5 3
nacisk p[MPa]
współczynnik tarcia µ[-]
współczynnik tarcia µ[-]
Porównanie Poliamidu
0,255
0,250
0,245
0,240
0,235
0,230
Poliamid z suchÄ… linÄ…
0,225
Poliamid z wilgotnÄ… linÄ…
0,220
0,215
0,210
1 1,5 2 2,5 3
nacisk p[MPa]
Porównanie materiałów suchych
0,600
0,550
0,500
0,450
0,400
Modar
0,350
Becorit
0,300
Poliamid
0,250
0,200
0,150
1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3
nacisk p[MPa]
współczynnik tarcia µ[-]
współczynnik tarcia µ[-]
Porównanie materiałów mokrych
0,500
0,450
0,400
0,350
Modar
0,300
Becorit
0,250 Poliamid
0,200
0,150
1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3
nacisk p[MPa]
5. Wnioski
-Materiał suchy ma większy współczynnik sprzężenia ciernego, niż materiał wilgotny.
-Po zestawieniu wszystkich materiałów widać , że Modar ma największy współczynnik
tarcia, następnie Bekolid i Poliamid, co było łatwe do przewidzenia, ponieważ Poliamid nie
stosowany jako materiał na wykładziny kół napędowych. Obserwacje te dotyczą zarówno
suchej jak i wilgotnej powierzchni
-Jak wiemy z podstaw fizyki współczynnik tarcia nie jest zależny od nacisku, po
zestawieniu wyników widzimy jednak, że tutaj wartość współczynnika zmienia się wraz z
naciskiem. Może być to spowodowane wgniataniem się liny w wykładzinę i powstawaniem
połączenia quasi kształtowego.
-współczynnik sprzężenia ciernego poliamidu maleje drastycznie po wzroście nacisku,
można wnioskować z tego, że poliamid jest najtwardszym materiałem
współczynnik tarcia µ[-]