Meghatározó gördülő súrlódási együttható
Célkitűzés: megismerkedhetnek a jelenség a gördülő súrlódás, meghatározza a súrlódási együtthatója gördülő négykerekű kocsikat ..
Felszerelés. Troli, mint egy modell az autó, a vízszintes sín egy sor napelem, stopper, egy sor áru.
Gördülő súrlódási erő - érintőleges és az érintkező felület az erő a mozgással szembeni ellenállást, amely akkor jelentkezik, amikor gördülő hengeres testek.
Gördülő kerék által a sínre deformálódik a kerék és a sín. Mivel a nem-ideális elasztikus anyag érintkezési zónában a képlékeny deformáció folyamatok mikrobugorkov fordulnak elő, a felületi rétegek a kerekek és a sín. Mivel a maradandó alakváltozás a vasúti kerék szintje alacsonyabb, mint az első kerék, a kerék mozgás közben folyamatosan hengerelt tubercle. A külső része az érintkezési terület részben csúszik kerék által a sínre. Az ezeket a folyamatokat a szakmai munka erő gördülő súrlódás. A munka ezen erő vezet disszipáció a mechanikai energia, annak átalakulását hőt, így az erő a gördülési súrlódás egy disszipatív erő.
A központi része az érintkezési zóna van egy másik érintője erő - statikus súrlódási erőt vagy adhéziós erő az anyag és a vasúti kerék. A meghajtó kerék a mozdony vonóerő vonóerő és fékezési blokk fékkel - a fékerőt. Mivel a központ a kontakt zóna a vasúti kerék relatív elmozdulás nincs jelen, a kezelési erő a tengelykapcsoló nem hajtjuk végre.
Nyomáseloszlás a kerék oldalán a vasúti aszimmetrikus. Elülső nyomás nagyobb, és a hátsó alsó (1. ábra). Ezért az alkalmazás helyétől az eredő erő elmozdítja a kereket előre egy rövid távolságra a tengelyhez képest, b. Képviseli az erő hatása a kerék a vasúti formájában két részből áll. Jánál az érintkezési felület, ez egy erő Fstsepl kuplung. Egyéb Q komponens irányul a normális, hogy az érintkezési felületen, és áthalad a kerék tengelyével.
Bővítjük, viszont az erejét a normál nyomáson Q két összetevőből áll: az erő, amely merőleges a vasúti N. és kompenzálja a gravitációs erő, és arra kényszeríti Fkach. amely arra irányul, a sín mentén elmozdulás ellen. Ez az erő megakadályozza az kerék és az erő a gördülési súrlódás. nyomóerő Q nyomaték erők nem jönnek létre. Ezért a pillanatok az azt alkotó erők kerékhez képest tengely kell kompenzálják egymást. Location. Az erőssége a gördülő súrlódás arányos a ható erő N. kerék a sínre merőleges:
Itt - gördülő súrlódási együttható. Ez attól függ, a rugalmassága a vasúti és a kerék anyag, felületi állapota, kerék mérete. Mint látható, annál nagyobb a kerék, az erő a gördülési súrlódás kisebb. Ha a kormány mögött egy vasúti alakja helyreáll, a rajz a nyomás lenne szimmetrikus, és nem volt gördülő súrlódás. Gördülő acél keréktárcsák acél vasúti járművek súrlódási együttható kicsi elég: 0,003-0,005, százszor kisebb, mint a súrlódási tényezőt. Ezért tekercs könnyebb, mint a rángatás.
Kísérleti meghatározása a együttható gördülő súrlódás keletkezik egy laboratóriumban. Hagyja, hogy a teherautó, amely a modell az autó, hengerelt vízszintes sínek. Az oldalán sínek vízszintes erők, és gördülő súrlódó tengelykapcsolóval (ábra. 2). Az egyenlet a Newton második törvény lassított kocsi tömege m a vetülete irányában gyorsulás:
Mivel a tömeg a kerék egy jelentős része a tömeg a kocsi, nem lehet nem figyelembe venni a forgatás a kerekeket. Mi képviseli a gördülő kerekek összegeként két mozgás: transzlációs mozgást együtt a kocsi és a forgómozgást a tengely kerék pár. Transzlációs mozgás a kerekek össze a transzlációs mozgása a futómacska azok össztömege m az (1) egyenlet. A forgómozgást a kerék zajlik hatása alatt csak az idő Fsts R. kohéziós erők egyenlet alaptörvénye dinamikája forgómozgást (a termék a tehetetlenségi nyomatéka a kerekek a szöggyorsulással egyenlő a pillanatnyi erő) a formája
Ha nincs kerékcsúszást a sínre kapcsolattartó pont a sebesség nulla. Ennélfogva, a sebesség a transzlációs és rotációs mozgások egyenlő és ellentétes :. Ha ez az egyenlet differenciált, megkapjuk a viszonyát transzlációs gyorsulása és szöggyorsulással a kocsi kerekei :. Ezután a (3) egyenlet formájában. Ha ezt az egyenletet (2) egyenlet megelőzésére ismeretlen tapadást. az eredmény
Az így kapott egyenlet egybeesik Newton második törvénye a transzlációs mozgását a kocsi a tényleges tömegű :. amely már figyelembe veszi a hozzájárulást a kerék forgási tehetetlensége tehetetlensége a kocsi. A szakirodalom, az egyenlet a forgómozgás a kerekek (3) nem érvényesek, és lehetővé teszik a kerekek elfordulását úgy, hogy hatásos tömeget. Például egy megrakott kocsi tehetetlenségi együttható # 947; 1.05, míg a hatás a tehetetlenség kerék több az üres autó: # 947; = 1,10.
Behelyettesítve gördülő súrlódási erő a (4) egyenlet, megkapjuk a gördülő súrlódási tényező számítási képlet
Annak megállapításához, a együttható gördülő súrlódás a képlet (5) kell kísérletileg mért gyorsulás a kocsi. Ehhez nyomja kocsi egy bizonyos sebesség V0 a vízszintes sínek. Ravnozamedlennogo kinematikai mozgásegyenletek adott.
A mozgási útvonalát S és t idő mérhető, de ismeretlen kezdősebességgel V0 mozgását. Azonban a telepítés (3.) Hét stopperóra, mérés a mozgás megkezdése előtt fénysorompó a következő hét fotocellával. Ez lehetővé teszi, hogy akár egy olyan rendszer felállítása hét egyenletek és kizárni azokat a kezdeti sebesség, vagy megoldani ezeket az egyenleteket grafikusan. A grafikus megoldások átírni ravnozamedlennogo mozgás elosztja időben.
Az átlagos forgalom sebességét az egyes napelem lineáris függvénye az utazási idő, hogy a fotocellák. Ezért a gráf
A tehetetlenségi nyomatéka a négy kerék a kocsi, amelyek alakja a henger, R sugarú egy teljes tömege mkol lehet meghatározni a képlet. Ezután a korrekciót a tehetetlensége a kerekek elfordulását válik.
1. Határozza meg a súlya a kocsi súlyozott egy bizonyos terhelést. Mérjük meg a sugara a kerekek gördülési felület. Jegyezzük fel a mérési eredményeket táblázatban. 1.
1. táblázat 2. táblázat
Tömeg mkol kerekek kg
2. Ellenőrizze a vízszintes sínek. Tedd a kosárba elején a sínek, hogy a kocsi rúd lyukak kezdete előtt fénysorompó. Bekapcsolása tápegység a 220 hálózati B.
3. Tolja a kocsi a síneken, így elérte, hogy csapdába, és esett bele. Minden stopper show ideje a kocsi elejétől fotocella előtt fénysorompó. Ismételjük meg a kísérletet többször is. Vedd leolvasott hét stopperóra egyik kísérletben táblázatban. 2.
4. Végezze számításokat. Határozza meg a forgalom átlagos sebessége az úton forgóváz a kezdetektől, hogy az egyes fénysorompó
5. Szerkesszünk egy grafikont az átlagos sebesség minden alkalommal a fénysorompó mozgás. Mérettáblázat legalább fél oldal. A koordináta-tengelyek jelzik egységes skála. Közel a pontokat, hogy készítsen egy egyenes vonal.
6. Határozza meg az átlagos gyorsulási értéket. Ehhez a kísérleti vonal, mint a átfogója a derékszögű háromszög építeni. A képlet szerint (6) az átlag értéke a gyorsulás.
7. Számítsuk ki a korrekció tehetetlensége a kerekek elfordulását, beleértve azok homogén lemezeket. Képlet által meghatározott (5), az átlagos értéke gördülési súrlódási együttható <μ>.
8. Rate grafikus hiba mérési módszer
rekordot # 956; = <μ>± # 948, # 956;, P = 90%.
1. Ismertesse az oka a gördülő súrlódás. Milyen tényezők befolyásolhatják a gördülő súrlódás?
2. Írja le a törvény erejével gördülő súrlódás. Abból, amit együttható gördülő súrlódás függ?
3. Írja az egyenletek a dinamika eiőremozgását kocsi mentén a vízszintes sínek és forgó mozgása a kerekeket. Ahhoz, hogy egy egyenlet a targonca és a effektív tömeg.
4. Vezessük a képlet meghatározására együttható gördülő súrlódás.
5. Magyarázza meg a grafikus meghatározásának módszerét a gyorsulás a kocsi gördülési a síneken. Nyomtató képlet gyorsulás.
6. magyarázza a hatást a kerekek elfordulását a forgóváz tehetetlenség.