驱动刚度可控的粘滑试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种驱动刚度可控的粘滑试验装置，驱动刚度可控的粘滑试验装置包括：支撑底板；十字交叉轴承组件，十字交叉轴承组件的下端与支撑底板相连且向上延伸；平衡杠杆，位于支撑底板的上方并与十字交叉轴承组件相连，平衡杠杆绕十字交叉轴承组件可旋转且平衡杠杆绕十字交叉轴承组件上下可摆动；测量单元，可拆卸地连接在平衡杠杆的右端；样品台组件，设在支撑底板上并与测量单元相对；驱动组件，设在支撑底板上用于驱动平衡杠杆绕十字交叉轴承组件旋转。根据本发明专利技术的驱动刚度可控的粘滑试验装置，可根据需要选择安装不同的测量单元，由于不同的测量单元具有不同的刚度，从而能够满足不同条件下的粘滑试验需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及摩擦学
，特别是涉及一种驱动刚度可控的粘滑试验装置。
技术介绍
随着摩擦学研究的不断发展，对摩擦学基本问题的研究也逐渐深入。粘滑(stick-slip)作为组成摩擦过程的基本单元，对理解界面摩擦行为十分重要。当一个物体以很低的速度在另外一个表面滑动的时候，摩擦过程就会变得不连续，运动就呈现出粘着-滑动交替出现的规律，称之为粘滑。看似平稳的摩擦过程往往包含了成千上万个微小的粘滑单元，虽然这些微小单元我们无法直观地看到，但是粘滑却广泛存在于我们的日常生活中，比如机械部件运动时发出噪声，拉小提琴以及地震发生时岩石的断裂。因此，深入研究粘滑运动过程对人们的生产生活具有重要的意义。但是，粘滑是一个复杂的行为。在不同的驱动刚度和驱动速度的条件下，相同摩擦界面以及相同介质也会表现出完全不同的粘滑行为。大量商用的摩擦磨损试验机不断地出现以满足各种不同的研究需求。然而，几乎所有商用摩擦磨损试验机都是通过降低加载方向的刚度来保证法向载荷的稳定，在驱动方向上的刚度很大，无法实现可控的大尺度的粘滑。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种驱动刚度可控的粘滑试验装置，所述粘滑试验装置能够实现可控的大尺度的粘滑。根据本专利技术实施例的驱动刚度可控的粘滑试验装置，包括：支撑底板；十字交叉轴承组件，所述十字交叉轴承组件的下端与所述支撑底板相连且向上延伸；平衡杠杆，所述平衡杠杆位于所述支撑底板的上方并与所述十字交叉轴承组件相连，所述平衡杠杆绕所述十字交叉轴承组件可旋转且所述平衡杠杆绕所述十字交叉轴承组件上下可摆动；测量单元，所述测量单元可拆卸地连接在所述平衡杠杆的右端；样品台组件，所述样品台组件设在所述支撑底板上并与所述测量单元相对；驱动组件，所述驱动组件设在所述支撑底板上用于驱动所述平衡杠杆绕所述十字交叉轴承组件旋转。根据本专利技术实施例的驱动刚度可控的粘滑试验装置，通过将测量单元可拆卸地连接在平衡杠杆的右端。使得可以根据实际需要选择安装不同的测量单元，由于不同的测量单元具有不同的刚度，从而能够满足不同条件下的粘滑试验需求。另外，根据本专利技术上述实施例的驱动刚度可控的粘滑试验装置还具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的一些实施例，所述十字交叉轴承组件包括：主承力桅杆，所述主承力桅杆沿上下方向延伸且下端与所述支撑底板固定连接，所述平衡杠杆绕所述主承力桅杆可旋转；方向轴承，所述方向轴承套设在所述主承力桅杆的外周且相对位置固定；限位卡环，所述限位卡环与所述主承力桅杆卡接且位于所述方向轴承的下方。进一步地，所述十字交叉轴承组件还包括：俯仰轴支架，所述俯仰轴支架连接在所述方向轴承的下端，所述俯仰轴支架包括底板与沿所述底板向上延伸的前侧板和后侧板，所述俯仰轴支架的前侧板和后侧板上均形成有定位卡孔；俯仰轴，所述俯仰轴沿垂直于所述主承力桅杆的方向延伸，所述俯仰轴包括与所述定位卡孔一一对应的两段，所述俯仰轴与所述定位卡孔卡接，所述平衡杠杆绕所述俯仰轴可旋转；其中，所述底板的上端面与所述方向轴承的下端面抵接且下端面与所述限位卡环贴合，所述方向轴承的内圈与所述主承力桅杆通过顶丝固定，且外圈连接所述俯仰轴支架。根据本专利技术的一些实施例，所述驱动组件设在所述平衡杠杆的后侧，所述驱动组件包括：固定板，所述固定板设在所述支撑底板的上面；推进位移台，所述推进位移台与所述固定板相连且前端连接有球头顶杆，所述推进位移台内设有丝杠，所述球头顶杆的一端与所述丝杠相连且另一端连接所述平衡杠杆；电机，所述电机与所述推进位移台相连用于驱动所述推进位移台前后移动。进一步地，所述驱动组件还包括：复位弹簧，所述复位弹簧位于所述推进位移台的一侧，所述复位弹簧的一端固定在所述支撑底板上且另一端与所述平衡杠杆相连，所述复位弹簧用于提供所述平衡杠杆复位所需要的力。根据本专利技术的一些实施例，所述测量单元包括：固定端，所述固定端连接在所述平衡杠杆的右端；移动端，所述移动端与所述固定端间隔开，且所述移动端设在所述固定端的右端；双悬臂梁，所述双悬臂梁的左端与所述固定端相连且右端连接所述移动端；样品端参考杆，所述样品端参考杆的左端与所述固定端相连且右端支撑在所述移动端上，所述样品端参考杆的左端具有位移测量点；位移传感器，所述位移传感器设在所述固定端上并与所述位移测量点相对，所述位移传感器用于检测所述移动端相对于所述固定端的变形。进一步地，所述双悬臂梁为弹簧钢片或青铜片。根据本专利技术的一些实施例，所述样品台组件包括：固定块，所述固定块与所述支撑底板相连，所述固定块的上表面形成有横向弧形槽；横向角度调节位移台，所述横向角度调节位移台设在所述固定块的上面且所述横向角度调节位移台上形成有向下凸出的横向凸起，所述横向凸起配合在所述横向弧形槽内，所述横向角度调节位移台上形成有纵向弧形槽；纵向角度调节位移台，所述纵向角度调节位移台设在所述横向角度调节位移台的上面，且所述纵向角度调节位移台上形成有向下凸出的纵向凸起，所述纵向凸起配合在所述纵向弧形槽内，所述纵向角度调节位移台上形成有用于固定下试样的固定面。根据本专利技术的一些实施例，所述平衡杠杆上设有配重砝码和游码组件，所述配重砝码设在所述平衡杠杆的左端，所述游码组件设在所述平衡杠杆的后侧，所述游码组件包括游码支架和连接在所述游码支架上的游码，所述游码相对所述游码支架可活动。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术实施例的驱动刚度可控的粘滑试验装置的三维结构示意图。图2是图1中十字交叉轴承组件的局部放大图。图3是图1中测量单元的局部放大图。图4是图1中样品台组件的局部放大图。图5a至图5f是根据本专利技术实施例的驱动刚度可控的粘滑试验装置几种适用摩擦副的示意图。图6是根据本专利技术实施例的驱动刚度可控的粘滑试验装置的典型粘滑试验数据曲线，其中包含三个典型的粘滑过程，上升的实线代表粘，下降的虚线代表滑。附图标记：驱动刚度可控的粘滑试验装置100，支撑底板1，十字交叉轴承组件2，主承力桅杆21，方向轴承22，限位卡环23，俯仰轴支架24，底板241，前侧板242，后侧板243，俯仰轴25，平衡杠杆3，配重砝码31，游码组件32，游码支架321，游码322，测量单元4，固定端41，移动端42，双悬臂梁43，样品端参考杆44，位移测量点441，位移传感器45，固定螺栓46，样品台组件5，固定块51，横向角度调节位移台52，纵向角度调节位移台53,固定面54，驱动组件6，固定板61，推进位移台62，球头顶杆621，电机63，复位弹簧64，上试样28，下试样29，上平板30，滚动球31，下平板32。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。针对粘滑试验的要求，亟需开发一种驱动刚度可控的粘滑试验装置。本专利技术提供一种驱动刚度可控的粘滑试验装置，属于界面的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱动刚度可控的粘滑试验装置，其特征在于，包括：支撑底板；十字交叉轴承组件，所述十字交叉轴承组件的下端与所述支撑底板相连且向上延伸；平衡杠杆，所述平衡杠杆位于所述支撑底板的上方并与所述十字交叉轴承组件相连，所述平衡杠杆绕所述十字交叉轴承组件可旋转且所述平衡杠杆绕所述十字交叉轴承组件上下可摆动；测量单元，所述测量单元可拆卸地连接在所述平衡杠杆的右端；样品台组件，所述样品台组件设在所述支撑底板上并与所述测量单元相对；驱动组件，所述驱动组件设在所述支撑底板上用于驱动所述平衡杠杆绕所述十字交叉轴承组件旋转。

【技术特征摘要】
1.一种驱动刚度可控的粘滑试验装置，其特征在于，包括：支撑底板；十字交叉轴承组件，所述十字交叉轴承组件的下端与所述支撑底板相连且向上延伸；平衡杠杆，所述平衡杠杆位于所述支撑底板的上方并与所述十字交叉轴承组件相连，所述平衡杠杆绕所述十字交叉轴承组件可旋转且所述平衡杠杆绕所述十字交叉轴承组件上下可摆动；测量单元，所述测量单元可拆卸地连接在所述平衡杠杆的右端；样品台组件，所述样品台组件设在所述支撑底板上并与所述测量单元相对；驱动组件，所述驱动组件设在所述支撑底板上用于驱动所述平衡杠杆绕所述十字交叉轴承组件旋转。2.根据权利要求1所述的驱动刚度可控的粘滑试验装置，其特征在于，所述十字交叉轴承组件包括：主承力桅杆，所述主承力桅杆沿上下方向延伸且下端与所述支撑底板固定连接，所述平衡杠杆绕所述主承力桅杆可旋转；方向轴承，所述方向轴承套设在所述主承力桅杆的外周且相对位置固定；限位卡环，所述限位卡环与所述主承力桅杆卡接且位于所述方向轴承的下方。3.根据权利要求2所述的驱动刚度可控的粘滑试验装置，其特征在于，所述十字交叉轴承组件还包括：俯仰轴支架，所述俯仰轴支架连接在所述方向轴承的下端，所述俯仰轴支架包括底板与沿所述底板向上延伸的前侧板和后侧板，所述俯仰轴支架的前侧板和后侧板上均形成有定位卡孔；俯仰轴，所述俯仰轴沿垂直于所述主承力桅杆的方向延伸，所述俯仰轴包括与所述定位卡孔一一对应的两段，所述俯仰轴与所述定位卡孔卡接，所述平衡杠杆绕所述俯仰轴可旋转；其中，所述底板的上端面与所述方向轴承的下端面抵接且下端面与所述限位卡环贴合，所述方向轴承的内圈与所述主承力桅杆通过顶丝固定，且外圈连接所述俯仰轴支架。4.根据权利要求1所述的驱动刚度可控的粘滑试验装置，其特征在于，所述驱动组件设在所述平衡杠杆的后侧，所述驱动组件包括：固定板，所述固定板设在所述支撑底板的上面；推进位移台，所述推进位移台与所述固定板相连且前端连接有球头顶杆，所述推进位移台内设有丝杠，所述球头顶杆的一端与所述丝杠相连且另一端连接所述平衡杠杆；电机，所述电机与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：田煜，鲁鸿宇，陶大帅，田朋溢，尹维，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11