AKADEMIA GÓRNICZO – HUTNICZA
im. Stanisława Staszica w Krakowie
Maszyny i urządzenia transportowe
Laboratorium nr II
„Wyznaczanie współczynnika sprzężenia
ciernego pomiędzy liną a wykładziną”
Grupa 3b
IMiR rok III A
AKADEMIA GÓRNICZO – HUTNICZA
im. Stanisława Staszica w Krakowie
Maszyny i urządzenia 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 siły potrzebnej do wywołania oraz
utrzymania zaistniałego poślizgu liny po wykładzinie jest rejestrowana przez układ
pomiarowy (4).
3. Obliczenia
Wartości stałe i założenia:
- Średnica liny d=18 [mm]
- Długość próbki l
d
=150 [mm]
- Odległość od osi obrotu do punktu przyłożenia obciążenia L
0
=50 [mm]
- Moment pochodzący od ramy M
g
=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
Q
T
Badania przeprowadzone na linie nie smarowanej, suchej, przeciwzwitej prawej w
temperaturze + 40
.
Pomiary dokonane na ćwiczeniu :
Modar :
X1 : T
1
=2322N, T
2
=2294N, T
3
=2132N
T
śr
=2249,3N
X2: T
1
=2781N, T
2
=2718N, T
3
=2689N
T
śr
=2729,3N
X3: T
1
=3420N, T
2
=3504N, T
3
=3417N
T
śr
=3447N
Becorit:
X1 : T
1
=1578N, T
2
=1462N, T
3
=1442N
T
śr
=1494N
X2: T
1
=2113N, T
2
=2071N, T
3
=2025N
T
śr
=2069,7N
X3: T
1
=2494N, T
2
=2526N, T
3
=2430N
T
śr
=2483,3N
Poliamid:
X1 : T
1
=1046N, T
2
=1069N, T
3
=1039N
T
śr
=1051,3N
X2: T
1
=1290N, T
2
=1289N, T
3
=1272N
T
śr
=1283,7N
X3: T
1
=1560N, T
2
=1449N, T
3
=1502N
T
śr
=1503,7N
Pomiar II dla liny mokrej:
Modar :
X1 : T
1
=1537N, T
2
=1740N, T
3
=1841N
T
śr
=1706N
X2: T
1
=2327N, T
2
=2366N, T
3
=2358N
T
śr
=2350,3N
X3: T
1
=3084N, T
2
=3086N, T
3
=3067N
T
śr
=3079N
Becorit:
X1 : T
1
=1397N, T
2
=1424N, T
3
=1399N
T
śr
=1406,7N
X2: T
1
=1725N, T
2
=1701N, T
3
=1679N
T
śr
=1701,7N
X3: T
1
=1995N, T
2
=2007N, T
3
=2064N
T
śr
=2022N
Poliamid:
X1 : T
1
=971N, T
2
=1035N, T
3
=962N
T
śr
=989,3N
X2: T
1
=1180N, T
2
=1194N, T
3
=1250N
T
śr
=1208,3N
X3: T
1
=1494N, T
2
=1502N, T
3
=1468N
T
śr
=1488N
[MPa]
Te
mper
atur
a 40
o
C
W
il
gotnoś
ć 40%
p [MPa]
suchy
wilgotny
T
śr
[N]
μ[-]
μ
śr
[-]
T
śr
[N]
μ[-]
μ
śr
[-]
1,55
2249,3
0,537
0,382
1706
0,407
0,326
1494
0,357
1406,7
0,336
1051,3
0,251
989,3
0,236
2,05
2729,3
0,493
0,366
2350,3
0,424
0,333
2069,7
0,374
1701,7
0,307
1283,7
0,232
1208,3
0,218
2,55
3447
0,501
0,360
3079
0,447
0,319
2483,3
0,361
2022
0,294
1503,7
0,218
1488
0,216
4. Wykresy
0,400
0,420
0,440
0,460
0,480
0,500
0,520
0,540
0,560
1
1,5
2
2,5
3
wsp
ó
łc
zy
n
n
ik
tar
ci
a
µ
[-
]
nacisk p[MPa]
Porównanie MODARu
Modar z suchą liną
Modar z wilgotną liną
0,250
0,270
0,290
0,310
0,330
0,350
0,370
0,390
1
1,5
2
2,5
3
wsp
ó
łc
zy
n
n
ik
tar
ci
a
µ
[-
]
nacisk p[MPa]
Porównanie BECORITu
Becorit z suchą liną
Becorit z wilgotną liną
0,210
0,215
0,220
0,225
0,230
0,235
0,240
0,245
0,250
0,255
1
1,5
2
2,5
3
wsp
ó
łc
zy
n
n
ik
tar
ci
a
µ
[-
]
nacisk p[MPa]
Porównanie Poliamidu
Poliamid z suchą liną
Poliamid z wilgotną liną
0,150
0,200
0,250
0,300
0,350
0,400
0,450
0,500
0,550
0,600
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
2,2
2,4
2,6
2,8
3
wsp
ó
łc
zy
n
n
ik
tar
ci
a
µ
[-
]
nacisk p[MPa]
Porównanie materiałów suchych
Modar
Becorit
Poliamid
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
0,150
0,200
0,250
0,300
0,350
0,400
0,450
0,500
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
2,2
2,4
2,6
2,8
3
wsp
ó
łc
zy
n
n
ik
tar
ci
a
µ
[-
]
nacisk p[MPa]
Porównanie materiałów mokrych
Modar
Becorit
Poliamid
