JPH0128898B2 - - Google Patents
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- JPH0128898B2 JPH0128898B2 JP13943281A JP13943281A JPH0128898B2 JP H0128898 B2 JPH0128898 B2 JP H0128898B2 JP 13943281 A JP13943281 A JP 13943281A JP 13943281 A JP13943281 A JP 13943281A JP H0128898 B2 JPH0128898 B2 JP H0128898B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M13/00—Testing of machine parts
- G01M13/02—Gearings; Transmission mechanisms
- G01M13/022—Power-transmitting couplings or clutches
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Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は自動車用、鉄道用、産業用摩擦材の摩
擦係数の速度依存性測定装置に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an apparatus for measuring the speed dependence of the friction coefficient of friction materials for automobiles, railways, and industrial applications.
(従来の技術)
摩擦材の摩擦特性には種々あるがその中で最も
測定が難かしいのが摩擦振動(自励振動)特性で
ある。(Prior Art) There are various frictional characteristics of friction materials, but the most difficult to measure is the frictional vibration (self-excited vibration) characteristic.
摩擦材による摩擦振動としては自動車や列車の
ブレーキ鳴きや、自動車の発進時に生ずるクラツ
チのジヤダや、産業用機械におけるビビリなどが
あり工業上問題となつている。 Frictional vibrations caused by friction materials include brake squeal in automobiles and trains, clutch jerking that occurs when automobiles start, and chatter in industrial machinery, which have become industrial problems.
摩擦振動は振動論では摩擦係数の速度による微
分値が負になるときに生じることがわかつてい
る。第1図はある摩擦材の摩擦係数と速度の関係
を示したグラフであるが、第1図の摩擦係数と速
度との関係において破線の楕円で囲まれた領域が
摩擦振動が生じやすいことになる。 According to vibration theory, it is known that frictional vibration occurs when the differential value of the friction coefficient with respect to velocity becomes negative. Figure 1 is a graph showing the relationship between the friction coefficient and speed of a certain friction material.In the relationship between the friction coefficient and speed in Figure 1, the area surrounded by the dashed ellipse is where frictional vibrations are likely to occur. Become.
この考えに基づいて従来より摩擦係数の速度依
存性を求めこれにより摩擦材の摩擦振動特性を把
握しようということは行なわれていた。しかし従
来からある試験装置で摩擦係数の速度依存性を測
定した結果と、実際に使用したときに生じる摩擦
振動との相関はよくなかつた。 Based on this idea, conventional efforts have been made to determine the velocity dependence of the friction coefficient and thereby to understand the frictional vibration characteristics of friction materials. However, the correlation between the results of measuring the speed dependence of the friction coefficient using a conventional testing device and the frictional vibrations that occur during actual use was not good.
従来の摩擦係数の速度依存性の測定装置として
(1) ある回転数たとえば500r.p.mで回転体を回転
させておき、それに摩擦材を押付け500r.p.mで
の摩擦係数を求め、次に押付けを解除して回転
体の回転を次の回転数たとえば400r.p.mで回転
させそれに摩擦材を押付け400r.p.mでの摩擦係
数を求めるというようにして段階的に各速度で
の摩擦係数を求めこれをつなぎ合せて摩擦係数
の速度依存性を求めることが行なわれていた。 As a conventional device for measuring the speed dependence of the friction coefficient: (1) A rotating body is rotated at a certain rotation speed, for example, 500 rpm, a friction material is pressed against it, the friction coefficient at 500 rpm is determined, and then the pressing is performed. Release the rotation, rotate the rotating body at the next rotation speed, for example, 400 r.pm, press the friction material against it, and find the friction coefficient at 400 r. pm. Step by step, find the friction coefficient at each speed. The speed dependence of the friction coefficient was determined by linking them together.
(2) また連続的に摩擦係数の速度依存性を求める
ために、慣性体をあらかじめ定速回転させてお
き摩擦材を押しつける。いわゆるイナーシヤ式
ダイナモ(慣性式台上摩擦試験機)があつた。
イナーシヤ式の場合(イ)摩擦材を押付けるシリン
ダーとピストンに入る油圧を一定に保つて押付
け力を一定にして試験することや(ロ)摩擦力が一
定になるように油圧をコントロールして行う試
験がある。(2) In order to continuously determine the speed dependence of the friction coefficient, the inertial body is rotated at a constant speed in advance and the friction material is pressed against it. A so-called inertia type dynamo (inertia type bench friction tester) was created.
In the case of the inertia type, (a) testing is carried out by keeping the hydraulic pressure that enters the cylinder and piston that presses the friction material constant, and (b) controlling the hydraulic pressure so that the frictional force is constant. There is an exam.
(発明が解決しようとする問題点)
しかし従来の摩擦係数の速度依存性を測定する
装置で摩擦材の摩擦振動特性を支配する摩擦係数
の速度依存性を測定した場合、問題があり実際の
現象との一致が得られなかつた。(Problems to be Solved by the Invention) However, when measuring the speed dependence of the friction coefficient, which governs the frictional vibration characteristics of friction materials, with a conventional device for measuring the speed dependence of the friction coefficient, there is a problem with the actual phenomenon. No consensus could be obtained.
すなわち摩擦材の摩擦特性は温度、押付け時
間、履歴によつて支配される。したがつて(1)のよ
うに回転数を段階的に変化させて摩擦材をその度
に押付けテストした場合、摩擦材や相手材の表面
状態が段階数や押付け時間によつて異るため、実
際のブレーキの鳴き、クラツチフエーシングのジ
ヤダ、産業機械のビビリなどの特性との相関は非
常に悪くなる。とくに有機材を用いているレジン
系摩擦材の場合、摩擦面の状態は少しの条件で簡
単に変化する。したがつてある短い時間に瞬間的
に生じる現象を段階的に求めた摩擦係数の速度依
存性とは一致しない。 In other words, the friction characteristics of the friction material are controlled by temperature, pressing time, and history. Therefore, when testing the friction material each time by changing the rotation speed in stages as in (1), the surface condition of the friction material and the mating material differs depending on the number of stages and the pressing time. The correlation with actual characteristics such as brake squeal, clutch facing noise, and industrial machinery chatter is extremely poor. Particularly in the case of resin-based friction materials that use organic materials, the condition of the friction surface can easily change under a few conditions. Therefore, it does not match the speed dependence of the friction coefficient, which is obtained step by step from a phenomenon that occurs instantaneously over a short period of time.
また(2)の(イ)のように押付け力を一定にしたイナ
ーシヤ式の場合摩擦材の特性によつて減速度が違
うため、各試料に対して測定条件を一定にするこ
とはできない。すなわち高速度での摩擦係数が小
さく、低速での摩擦係数が大きい摩擦材の場合、
慣性体は高速領域での回転時間は長くなるが低速
領域での回転時間は短くなる。一方その逆の特性
の試料で高速度での摩擦係数が大きく、低速での
摩擦係数が小さい場合、慣性体は高速領域での回
転時間は短かく、低速領域での回転時間は長くな
る。このように試料の特性によつて摩擦条件が異
つてくるため同じ条件で試験することができな
い。 In addition, in the case of an inertia type in which the pressing force is constant as in (2) (a), the deceleration rate varies depending on the characteristics of the friction material, so it is not possible to make the measurement conditions constant for each sample. In other words, in the case of a friction material that has a small coefficient of friction at high speeds and a large coefficient of friction at low speeds,
The rotation time of the inertial body is long in the high speed region, but the rotation time is short in the low speed region. On the other hand, if a sample with the opposite characteristics has a large friction coefficient at high speeds and a small friction coefficient at low speeds, the inertial body will rotate for a short time in the high speed range and long in the low speed range. As the friction conditions vary depending on the characteristics of the sample, it is not possible to test under the same conditions.
さらに、(2)の(ロ)のように摩擦力が一定になるよ
うに油圧をコントロールするイナーシヤ式の場合
も同様に試料によつて摩擦条件が異るため同一条
件で摩擦係数の速度依存性を測定できない。すな
わち、摩擦係数の低い試料の場合は油圧が高くな
り押付け力が大きくなるが、摩擦係数の高い試料
の場合油圧が低くなり押付け力が小さくなるから
である。また摩擦係数の速度依存性によつて摩擦
力が変化するのを油圧を変化させて摩擦力を一定
にすると押付け力が変動するため、測定条件を同
一にして各材料を評価することはできない。 Furthermore, in the case of the inertia type, which controls the hydraulic pressure so that the frictional force is constant, as in (2) (b), the frictional conditions differ depending on the sample, so the speed dependence of the friction coefficient under the same conditions. cannot be measured. That is, in the case of a sample with a low coefficient of friction, the oil pressure becomes high and the pressing force becomes large, but in the case of a sample with a high coefficient of friction, the oil pressure becomes low and the pressing force becomes small. Furthermore, the frictional force changes due to the speed dependence of the friction coefficient, but if the hydraulic pressure is changed to make the frictional force constant, the pressing force will fluctuate, so it is not possible to evaluate each material under the same measurement conditions.
従つて、ブレーキ鳴きやクラツチのジヤダ、産
業機械のビビリ等の現象を支配する摩擦材の摩擦
係数の速度依存性を測定するには、現象が生じた
ような短い時間内に押付力が一定で、速度を変化
させていく必要があるが以上に述べたように従来
の装置ではこれを実現することができなかつた。 Therefore, in order to measure the speed dependence of the friction coefficient of a friction material that governs phenomena such as brake squeal, clutch jerk, and chatter in industrial machinery, it is necessary to keep the pressing force constant within a short period of time when the phenomenon occurs. , it is necessary to change the speed, but as mentioned above, this has not been possible with conventional devices.
本発明は、上記欠点に鑑みてなされたものであ
り、実際に使用したときに生ずる摩擦振動(ブレ
ーキの鳴きやクラツチのジヤダ等)と相関性のよ
い、摩擦係数の速度依存性を測定する装置を提供
することを目的としたものである。 The present invention has been made in view of the above drawbacks, and is an apparatus for measuring the speed dependence of the friction coefficient, which has a good correlation with the frictional vibrations (brake squeal, clutch jerking, etc.) that occur during actual use. The purpose is to provide the following.
(問題点を解決するための手段)
上記の目的を達成するための本発明の構成を実
施例に対応する第2図〜第4図を用いて説明する
と、本発明は、回転駆動する回転体2と、電気信
号によつて取り付け治具7を介して摩擦材6を回
転体2に押付けるアクチユエーター9と、アクチ
ユエーター9の押付け力を測定するセンサー8
と、押付けられた摩擦材6に発生する摩擦力を検
知するセンサー17と、電気信号により回転体2
の減速を等減速制御できる電動機4と、回転体2
あるいは摩擦材6が設定温度に達したことを知ら
せる温度センサー3と、該センサー3からの電気
信号によりアクチユエーター9の押付け力を制御
する制御手段と、該センサー3からの電気信号に
より電動機4を設定された減速度で減速制御する
制御手段とよりなる技術手段を講じている。(Means for Solving the Problems) The structure of the present invention for achieving the above object will be explained using FIGS. 2 to 4 corresponding to the embodiments. 2, an actuator 9 that presses the friction material 6 against the rotating body 2 via the mounting jig 7 in response to an electric signal, and a sensor 8 that measures the pressing force of the actuator 9.
, a sensor 17 that detects the friction force generated on the pressed friction material 6, and a sensor 17 that detects the friction force generated on the pressed friction material 6, and a sensor 17 that detects the friction force generated on the pressed friction material 6, and a
an electric motor 4 capable of uniformly decelerating the deceleration of the rotating body 2;
Alternatively, a temperature sensor 3 that informs that the friction material 6 has reached a set temperature, a control means that controls the pressing force of the actuator 9 based on an electric signal from the sensor 3, and a motor 4 that uses the electric signal from the sensor 3. The technology includes a control means for controlling the deceleration of the vehicle at a set deceleration rate.
(実施例)
本発明の実施例を第3図及び第4図に基づき以
下説明する。(Example) An example of the present invention will be described below based on FIGS. 3 and 4.
2は、回転施盤のチヤツク1に回転自在に取り
付けられたデイスクである。7は、測定用試料の
取り付け用治具であつて、デイスク2の表面に対
向配置されており、デイスク2の回転軸と同軸上
にあるシヤフト18と連結固定されている。そし
て摩擦材6の取付用治具7は、デイスク2の回転
軸を中心として回転することができ、また回転軸
にそつて移動できる構造になつている。シヤフト
18の他端には、アクチユエーター9が固定さ
れ、アクチユエーター9のピストンによつてシヤ
フト18が押付けられる構造になつている。そし
て、シヤフト18の中間にはアクチユエーター9
の押付け力を測定するロードセル8が固定されて
いる。また、押付けられても取付治具7が回動で
きるようシヤフト18とアクチユエーター9のピ
ストンとの間にボールベアリング10を介在させ
てある。15は、シヤフト18に固定されたアー
ムであつて、その先端部は、コイルばね16の中
間部に保持されており、コイルばね16の上部に
はコイルばね16の上下振動を測定するロードセ
ルが固定されている。そして、コイルばね16は
取付治具7に取付けられた摩擦材6,6とデイス
ク2表面の摺動摩擦によつて該治具7が回転する
のを制動する。 2 is a disk rotatably attached to the chuck 1 of the rotating lathe. Reference numeral 7 denotes a jig for mounting a measurement sample, which is disposed facing the surface of the disk 2, and is connected and fixed to a shaft 18 coaxial with the rotation axis of the disk 2. The mounting jig 7 for the friction material 6 has a structure that allows it to rotate around the rotation axis of the disk 2 and to move along the rotation axis. An actuator 9 is fixed to the other end of the shaft 18, and the shaft 18 is pressed by a piston of the actuator 9. In the middle of the shaft 18 is an actuator 9.
A load cell 8 that measures the pressing force is fixed. Further, a ball bearing 10 is interposed between the shaft 18 and the piston of the actuator 9 so that the mounting jig 7 can rotate even when pressed. Reference numeral 15 denotes an arm fixed to the shaft 18, the tip of which is held in the middle of the coil spring 16, and a load cell for measuring the vertical vibration of the coil spring 16 is fixed to the upper part of the coil spring 16. has been done. The coil spring 16 brakes the rotation of the mounting jig 7 by the sliding friction between the friction materials 6, 6 attached to the mounting jig 7 and the surface of the disk 2.
3は、デイスク2の表面温度を測定する温度セ
ンサーである。4は、デイスク2を回転させ且つ
デイスク2の回転を等減速度で停止まで減速させ
るモートルである。モートル4は、三相交流モー
トルとうず電流継手よりなる回転駆動源と閉ルー
プ制御方式のモートル制御部5より構成されてい
る。 3 is a temperature sensor that measures the surface temperature of the disk 2. 4 is a motor that rotates the disk 2 and decelerates the rotation of the disk 2 at a constant deceleration until it stops. The motor 4 is composed of a three-phase AC motor, a rotational drive source consisting of an eddy current coupling, and a motor control section 5 using a closed loop control system.
温度センサ3はアンプ22′、ペンレコーダー
23、A−D変換部13を介して制御機本体11
に接続されている。そして制御機本体11よりペ
リフエラルインターフエース12を介してアクチ
ユエーター9に、またD−A変換部14を介して
モータ4の制御部5に接続されている。さらに、
ロードセル17及びロードセル8は各各アンプ2
2、ペンレコーダー23及びA−D変換部を介し
て制御機本体11に接続されている。 The temperature sensor 3 is connected to the controller main body 11 via an amplifier 22', a pen recorder 23, and an A-D converter 13.
It is connected to the. The controller main body 11 is connected to the actuator 9 via the peripheral interface 12 and to the control unit 5 of the motor 4 via the DA converter 14 . moreover,
Load cell 17 and load cell 8 are each amplifier 2
2. It is connected to the controller main body 11 via the pen recorder 23 and the A-D converter.
本発明の測定装置において回転可能なデイスク
2としては、実際のブレーキに用いられているデ
イスクそのものを用いたり、同じ材質のデイスク
を用いることが望ましい。デイスク2回転数は実
車における最大デイスク回転数から静止まで等減
速に回転数を減速することが望ましい。 As the rotatable disk 2 in the measuring device of the present invention, it is preferable to use the same disk used in an actual brake, or to use a disk made of the same material. It is desirable that the rotational speed of the second disk be uniformly decelerated from the maximum disk rotational speed in the actual vehicle to a standstill.
試験に用いる摩擦材6は、フルサイズ(20cm2〜
200cm2)でもよいが、試験機動力の所要馬力を小
さくするために1cm2〜20cm2を用いてもよい。摩擦
材6は1対をデイスク直径上に摩擦材6の中心が
ほぼデイスク2の同径上に対称になるようにする
のが基本であるが、デイスク2を傾むかせるよう
な力が加わらないように数対の摩擦材6を同径上
に対称配置してもよい。 The friction material 6 used in the test is full size (20 cm 2 ~
200 cm 2 ), but 1 cm 2 to 20 cm 2 may be used to reduce the required horsepower of the test machine. Basically, a pair of friction materials 6 are arranged so that the center of the friction materials 6 is symmetrical with respect to the diameter of the disk 2, but no force that would cause the disk 2 to tilt is applied. Several pairs of friction materials 6 may be arranged symmetrically on the same diameter as shown in FIG.
摩擦材6の取付け治具7は、デイスク2の回転
軸を同軸として可動可能であり、軸にそつてスム
ースに移動出来る構造になつていると摩擦材6の
摩耗にかかわらず測定が可能となる。また取り付
け治具7と摩擦材6との取り付けはネジや接着剤
を用いてガタのないように取付ける。取り付け治
具7の回動をバネを介して制動させる方法として
は、治具に直接バネを取りつけてもよいし、該治
具7の回転面にアームをつき出しそれをバネを介
して固定してもよい。バネとしてはトーシヨンバ
ネ、板バネ、コイルバネ、ゼンマイバネなどが適
している。摩擦トルクが加わつた場合バネの変形
量は摩擦材6や取付け治具7やアームなどの全変
形量より大きくすると振動の測定が容易となる。
摩擦振動の周波数は1Hzから100Hz位になるよう
に設定するのが最も好ましい。 The mounting jig 7 for the friction material 6 is movable coaxially with the rotation axis of the disk 2, and if it is structured so that it can move smoothly along the axis, measurements can be made regardless of wear of the friction material 6. . Further, the attachment jig 7 and the friction material 6 are attached using screws or adhesive so that there is no looseness. As a method of braking the rotation of the mounting jig 7 via a spring, the spring may be directly attached to the jig, or an arm may be protruded from the rotating surface of the jig 7 and fixed via a spring. It's okay. Suitable springs include torsion springs, leaf springs, coil springs, and spiral springs. If the amount of deformation of the spring is larger than the total amount of deformation of the friction material 6, the mounting jig 7, the arm, etc. when friction torque is applied, it will be easier to measure the vibration.
It is most preferable to set the frequency of the friction vibration to be about 1 Hz to 100 Hz.
このような測定装置でデイスクパツドをフルサ
イズあるいは切り出して摩擦面積を小さくした試
料を取りつけ、面圧が0.1Kg/cm2〜50Kg/cm2の範
囲でデイスク回転数を実車走行の最大回転数
(100rpm〜2000rpm)から静止まで、あるいは静
止から最大回転数までゆつくりと変化させて振動
を測定すると、ある回転数の範囲で摩擦振動が生
じる。鳴き易いデイスクパツドは広い回転数の範
囲で大きな振動が発生するが、鳴かないパツドは
摩擦振動が発生する範囲が狭かつたり、また振動
が小さくなる。 Using such a measuring device, attach a full-size disk pad or a sample cut out to reduce the friction area, and measure the disk rotation speed at a surface pressure in the range of 0.1 Kg/cm 2 to 50 Kg/cm 2 to the maximum rotation speed of the actual vehicle (100 rpm). If the vibration is measured by slowly changing the rotation speed from ~2000 rpm) to rest, or from rest to the maximum rotation speed, frictional vibration will occur within a certain rotation speed range. Disc pads that tend to squeal generate large vibrations over a wide range of rotational speeds, but pads that do not squeal have a narrower range of frictional vibrations or smaller vibrations.
この摩擦振動が発生したときの大きさのレベル
は、バネ常数の選択や取付け治具7と接触する部
分の粘性や摩擦による減衰を適当に選ぶことによ
つて測定がしやすい範囲に選ぶことができる。ま
たオイルダンパーのような減衰器をバネと並列に
設け大きく発散しようとする摩擦振動を適当な大
きさで飽和させ広い範囲にわたつて摩擦振動を測
定することもできる。 The magnitude level at which this frictional vibration occurs can be selected within a range that is easy to measure by appropriately selecting the spring constant and the damping due to the viscosity and friction of the part that contacts the mounting jig 7. can. It is also possible to measure frictional vibrations over a wide range by installing a damper such as an oil damper in parallel with the spring to saturate the frictional vibrations that tend to diverge to an appropriate level.
デイスク2は摩擦熱で加熱してもよいし、電気
ヒータの如きもので加熱して制御してもよい。ま
た摩擦振動の発生は摩擦材の熱履歴に影響される
ことが多いので、昇温、冷却のテストコードを適
当に決めると、より精度のよい結果を得ることが
できる。 The disk 2 may be heated by frictional heat or may be controlled by heating with something such as an electric heater. Furthermore, since the occurrence of frictional vibrations is often influenced by the thermal history of the friction material, more accurate results can be obtained by appropriately determining test codes for heating and cooling.
温度検出センサー3としては、熱電対を回転体
あるいは摩擦材にうめこんでもよいし、非接触で
測定できる赤外線温度計を用い、回転体表面の温
度を測定してもよい。 As the temperature detection sensor 3, a thermocouple may be embedded in the rotating body or a friction material, or an infrared thermometer capable of non-contact measurement may be used to measure the temperature on the surface of the rotating body.
摩擦材6を電気信号によつて回転体に押付ける
アクチユエーター9としては、空圧や油圧を用い
ればよく、エアシリンダー、オイルシリンダへの
エアー、オイルを電磁バルブでON、OFFして摩
擦材6を押付けたり、解除したりすればよい。 The actuator 9 that presses the friction material 6 against the rotating body using an electric signal may use pneumatic pressure or hydraulic pressure, and the friction is controlled by turning air and oil to the air cylinder and oil cylinder on and off using electromagnetic valves. The material 6 may be pressed or released.
電気信号によつて、回転体の速度を制御できる
電動機としては閉ループ制御方式の電動機が最も
精度よく減速度をコントロールすることができ
る。第3図は電気信号によつて回転体の速度を制
御できる閉ループ制御方式の電動機と等減速度に
制御する電気信号を示す。閉ループ系では回転結
果をフイードバツクさせるため、回転検出器が必
要となり、電気信号と指令値を比較し制御機器に
指令を発する調節器または、増幅装置を設ける。 Among electric motors that can control the speed of a rotating body using electrical signals, a closed-loop control type electric motor can control deceleration with the most precision. FIG. 3 shows a closed-loop control type electric motor that can control the speed of a rotating body using electrical signals, and electrical signals that control the speed to constant deceleration. In a closed loop system, a rotation detector is required to feed back the rotation results, and a regulator or amplifier is provided to compare the electrical signal with the command value and issue a command to the control equipment.
回転駆動源として直流(DC)モータを用いる
のが一般的であるが、交流モータを用いうず電流
継手の励磁電流を制御する方式(たとえば日立製
作所製“日立HCモートル”)のようなものでも
よい。 Although it is common to use a direct current (DC) motor as the rotational drive source, it is also possible to use an AC motor to control the excitation current of the eddy current joint (for example, Hitachi HC Motor). .
回転体あるいは摩擦材が設定温度に達したこと
を知らせる温度センサーからの電気信号により、
摩擦材を回転体に押付ける電気信号をアクチユエ
ーターに与える制御機、または回転体を設定され
た減速度で減速させる電気信号を電動機に与える
制御機としてはシーケンス制御機でもよいが、プ
ログラムストア方式の制御機が適している。 An electric signal from a temperature sensor notifies that the rotating body or friction material has reached the set temperature.
A sequence controller may be used as a controller that provides an electric signal to an actuator to press the friction material against a rotating body, or a controller that provides an electric signal to an electric motor to decelerate a rotating body at a set deceleration rate. A type controller is suitable.
プログラムストア―方式の制御機として記憶
部、演算部、入出力部よりなるマイクロコンピユ
ーターを用いるのがよい。 It is preferable to use a microcomputer consisting of a storage section, an arithmetic section, and an input/output section as a program store type controller.
マイクロコンピユータにおいて、温度センサー
からのアナログ電気信号はA−D変換器によつて
デジタル信号に変換され記憶部、演算部に取り入
れられる。また記憶部、演算部からアクチユエー
ターへの信号はペリフエラルインターフエースを
へてとり出される。また電動機の回転数を制御す
る記憶部、演算部からのデジタル信号はD−A変
換器によつてアナログ信号にして取り出される。 In a microcomputer, an analog electrical signal from a temperature sensor is converted into a digital signal by an A-D converter, and then input into a storage section and a calculation section. Further, signals from the storage section and the calculation section to the actuator are taken out through the peripheral interface. Further, digital signals from the storage section and calculation section that control the rotational speed of the motor are converted into analog signals and taken out by a DA converter.
(作 用)
第2図に本発明の摩擦試験装置の基本動作フロ
ーチヤートを示す。デイスク2を等速回転させ、
試験温度と減速度を設定しておく。デイスク2の
回転数や試験温度、減速度はフローチヤートを一
回まわるごとに変化させていつてもよいし、毎回
同じように設定しておいてもよい。そして温度セ
ンサー3がデイスク2の温度が設定以上になるか
絶えず監視しており設定温度以上になると摩擦材
6をデイスク2に押付ける。そして摩擦材6をデ
イスク2に押しつけるとほぼ同時にデイスク2を
設定された減速度で強制的に減速させながら停止
させる。このときデイスク2の減速は摩擦材6の
摩擦力によつて決定されるのではなく、動力源で
ある電動機4の制御された回転によつて決定され
る。減速度としては最も一般には等減速度に減速
させるのがよい。デイスク2が停止すると摩擦材
6のデイスク2への押付けを解除する。これで基
本動作が一応終了するわけであるが、目的によつ
て、フローチヤートのループを繰返させてもよ
く、またループごとに設定条件を変化させていつ
てもよい。(Function) FIG. 2 shows a basic operation flowchart of the friction testing device of the present invention. Rotate disk 2 at a constant speed,
Set the test temperature and deceleration. The rotation speed, test temperature, and deceleration of the disk 2 may be changed each time the flowchart is passed, or may be set the same each time. The temperature sensor 3 constantly monitors whether the temperature of the disk 2 exceeds the set temperature, and presses the friction material 6 against the disk 2 when the temperature exceeds the set temperature. Then, almost at the same time when the friction material 6 is pressed against the disk 2, the disk 2 is forcibly decelerated at a set deceleration rate and stopped. At this time, the deceleration of the disk 2 is determined not by the frictional force of the friction material 6, but by the controlled rotation of the electric motor 4, which is the power source. The most common deceleration is a uniform deceleration. When the disk 2 stops, the friction material 6 is released from being pressed against the disk 2. This ends the basic operation, but depending on the purpose, the flowchart may be repeated in a loop, or the setting conditions may be changed for each loop.
先ず、回転するデイスク2の温度が設定温度に
なると、温度センサ3からの電気信号がアンプ2
2′により増幅されペンレコーダー23に記録さ
れペンレコーダー23に記録されると同時にA−
D変換部13によつてアナログ信号をデジタル信
号に変換して演算部、記憶よりなる制御機本体1
1に入力される。そして、制御機本体11に入力
された信号は、一方ペリフエラルインターフエー
ス12によつて取り出されアクチユエーター9に
信号を与えシヤフト10を介して取り付け治具7
に設けた摩擦材6をデイスク2に押し付ける。他
方制御機本体11に入力された信号は、D−A変
換部14によつてデジタル信号をアナログ信号に
変換しモートル制御部5に送り出しモーター4を
等減速で減速制御しデイスク2を等減速で停止に
至らしめる。 First, when the temperature of the rotating disk 2 reaches the set temperature, an electric signal from the temperature sensor 3 is sent to the amplifier 2.
A-2' is amplified and recorded on the pen recorder 23.
The controller main body 1 consists of an arithmetic unit and a memory that converts analog signals into digital signals by a D conversion unit 13.
1 is input. The signal input to the controller main body 11 is then taken out by the peripheral interface 12 and sent to the actuator 9 via the shaft 10 to the mounting jig 7.
The friction material 6 provided on the disk 2 is pressed against the disk 2. On the other hand, the signal input to the controller body 11 is converted from a digital signal into an analog signal by the D-A converter 14 and sent to the motor controller 5, which controls the motor 4 to decelerate at a constant speed and the disk 2 to a constant speed. bring it to a halt.
この時、ロードセル8からの押付力の信号と、
ロードセル17からの摩擦力の信号はアンプ22
によつて増幅され、そしてペンレコーダー23に
よつて摩擦係数の信号として入力され、その時点
で押付力、摩擦力が記録される。 At this time, the pressing force signal from the load cell 8,
The friction force signal from the load cell 17 is sent to the amplifier 22.
The signal is amplified by the pen recorder 23 and inputted as a friction coefficient signal, and at that point the pressing force and the friction force are recorded.
第5図は摩擦材として実車試験で鳴きのあるデ
イスクパツトと鳴きのないデイスクパツトを用い
従来の回転を段階的に変化させて測定する装置で
測定したデイスクパツト材の摩擦係数と回転数の
関係を示し、第6図は本発明の摩擦試験装置で測
定したデイスクパツト材の摩擦係数と回転数の関
係を示す。 Figure 5 shows the relationship between the friction coefficient of the disc parts and the rotational speed measured using a conventional device that measures the rotation by changing the rotation in stages, using disc parts that made noise and disc parts that did not make noise in actual vehicle tests as friction materials. , and FIG. 6 shows the relationship between the friction coefficient of the disk pad material and the rotational speed measured by the friction testing apparatus of the present invention.
第5図の定常摩擦係数とは段階的に回転数を変
えながら摩擦係数を測定しそれをプロツトしたも
のである。鳴き有りの曲線がほぼフラツトで鳴き
無しの曲線の方が左上りになつており、理論とは
一致しないことがわかる。 The steady friction coefficient in FIG. 5 is obtained by measuring the friction coefficient while changing the rotational speed stepwise and plotting it. It can be seen that the curve with squeal is almost flat, and the curve without squeal is sloping upward to the left, which does not match the theory.
一方、第6図の摩擦係数は本発明の装置を用い
たもので、5.6secでデイスク回転を等減速度で停
止まで減速させながら測定したもので、鳴き有り
の方が鳴き無しより定速回転で左上りになつてお
り摩擦振動理論とよく一致しこの装置を用いると
鳴きの有無が容易に判定することができる。なお
第5図は100℃での測定であり第6図では設定温
度を100℃、200℃、300℃、400℃、再100℃、再
150℃、再200℃での測定結果を示している。 On the other hand, the friction coefficient shown in Figure 6 was measured using the device of the present invention while decelerating the disk rotation at a uniform deceleration to a stop in 5.6 seconds. The curve is upward-left, which agrees well with the frictional vibration theory, and the presence or absence of squeal can be easily determined using this device. In addition, Figure 5 shows the measurement at 100℃, and Figure 6 shows the set temperature at 100℃, 200℃, 300℃, 400℃, 100℃ again, and 100℃ again.
Shows the measurement results at 150℃ and 200℃.
(発明の結果)
このように本発明の摩擦試験装置を用いるとブ
レーキ鳴き、クラツチのジヤダ特性、産業用機械
のビビリを支配する。摩擦材の摩擦振動特性を支
配する真の摩擦係数の速度依存性を測定すること
ができる。(Results of the Invention) As described above, when the friction testing apparatus of the present invention is used, brake squeal, clutch jerk characteristics, and chatter of industrial machinery are controlled. It is possible to measure the speed dependence of the true friction coefficient, which governs the frictional vibration characteristics of friction materials.
第1図はある摩擦材の摩擦係数と速度の関係を
示すグラフである。第2図は本発明の摩擦試験装
置による摩擦試験のフローチヤートである。第3
図は電気信号によつて回転速度を制御できる電動
機と等減速度に制御する電気信号を示す説明図で
ある。第4図は本発明の実施例である摩擦試験装
置のブロツクダイアグラムである。第5図は従来
装置で測定したデイスクパツト材の摩擦係数と回
転数の関係を示すグラフである。第6図は本発明
の摩擦試験装置で測定したデイスクパツト材の摩
擦係数と回転数の関係を示すグラフである。
符号の説明、1……チヤツク、2……デイス
ク、3……温度センサー、4……モートル、5…
…モートル制御部、6……摩擦材、7……取り付
け治具、8……ロードセル、9……アクチユエー
ター、10……ボールベアリング、11……制御
機本体、12……ペリフエラルインターフエー
ス、13……A−D変換部、14……D−A変換
部、15……アーム、16……コイルバネ、17
……ロードセル、18……シヤフト、22,22
……アンプ、23……ペンレコーダー。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the friction coefficient and speed of a certain friction material. FIG. 2 is a flowchart of a friction test using the friction test apparatus of the present invention. Third
The figure is an explanatory diagram showing an electric motor whose rotational speed can be controlled by an electric signal and an electric signal which controls the deceleration to be constant. FIG. 4 is a block diagram of a friction testing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the friction coefficient of disc pad material and the rotational speed measured using a conventional device. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the friction coefficient of the disk pad material and the rotation speed measured by the friction testing apparatus of the present invention. Explanation of symbols, 1...chuck, 2...disk, 3...temperature sensor, 4...motor, 5...
...Motor control section, 6...Friction material, 7...Mounting jig, 8...Load cell, 9...Actuator, 10...Ball bearing, 11...Control unit body, 12...Peripheral interface Ace, 13...A-D conversion section, 14...D-A conversion section, 15...Arm, 16...Coil spring, 17
...Load cell, 18...Shaft, 22, 22
...Amplifier, 23...Pen recorder.
Claims (1)
取り付け治具7を介して摩擦材6を回転体2に押
付けるアクチユエーター9と、アクチユエーター
9の押付け力を測定するセンサー8と、押付けら
れた摩擦材6に発生する摩擦力を検知するセンサ
ー17と、電気信号により回転体2の減速を等減
速制御できる電動機4と、回転体2あるいは摩擦
材6が設定温度に達したことを知らせる温度セン
サー3と、該センサー3からの電気信号によりア
クチユエーター9の押付け力を制御する制御手段
と、該センサー3からの電気信号により電動機4
を設定された減速度で減速制御する制御手段とよ
りなる摩擦係数の速度依存性測定装置。1 A rotary body 2 that is rotationally driven, an actuator 9 that presses the friction material 6 against the rotary body 2 via a mounting jig 7 in response to an electric signal, and a sensor 8 that measures the pressing force of the actuator 9. , a sensor 17 that detects the frictional force generated on the pressed friction material 6, an electric motor 4 that can uniformly control the deceleration of the rotating body 2 by electric signals, and a sensor 17 that detects the frictional force generated on the pressed friction material 6, an electric motor 4 that can uniformly control the deceleration of the rotating body 2, and a sensor 17 that detects whether the rotating body 2 or the friction material 6 has reached a set temperature. a temperature sensor 3 that notifies the temperature; a control means that controls the pressing force of the actuator 9 based on the electrical signal from the sensor 3;
A device for measuring the speed dependence of a friction coefficient, comprising a control means for controlling deceleration at a set deceleration.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13943281A JPS5839925A (en) | 1981-09-03 | 1981-09-03 | Friction testing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13943281A JPS5839925A (en) | 1981-09-03 | 1981-09-03 | Friction testing device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5839925A JPS5839925A (en) | 1983-03-08 |
| JPH0128898B2 true JPH0128898B2 (en) | 1989-06-06 |
Family
ID=15245052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13943281A Granted JPS5839925A (en) | 1981-09-03 | 1981-09-03 | Friction testing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5839925A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS606847A (en) * | 1983-06-24 | 1985-01-14 | Nippo Sangyo Kk | Measuring device for coefficient of dynamic friction |
| CN109813551A (en) * | 2019-01-28 | 2019-05-28 | 江苏科技大学 | A kind of online quantitative detecting method of diesel engine main bearing breaking-in quality |
-
1981
- 1981-09-03 JP JP13943281A patent/JPS5839925A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5839925A (en) | 1983-03-08 |
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