一种交变不对称温度场下的销盘式摩擦磨损装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种摩擦磨损装置，具体涉及一种销盘式摩擦磨损装置。销柄头部可深入摩擦销的头部，并与摩擦销的内端面留有空隙，形成空腔，销柄颈部与摩擦销的颈部相连接，销柄尾部作为夹持和承受载荷之用。另外，销柄头部外圆面有两条螺旋凹槽，销柄头部端面有两个矩形槽与螺旋凹槽接通，销柄尾部端面设有3个螺纹孔，中间一个位于轴心，深度接近头部端面，用于放置热电偶，检测销内温度；另外两个孔分别与螺旋凹槽接通，在所述销柄侧壁沿半径方向钻3个小孔与进出水孔和热电偶孔接通，用销钉密封端面小孔。本发明专利技术可模拟交变不对称温度场，真实反映热冲压过程中板料与模具的摩擦情况，可以获得更接近实际工况下的实验数据。

A pin disc friction and wear device under alternating asymmetric temperature field

The invention relates to a friction and wear device, in particular to a pin disc friction and wear device. The head of the pin handle can penetrate into the head of the friction pin and leave a gap with the inner end face of the friction pin to form a cavity. The neck of the pin handle is connected with the neck of the friction pin, and the tail of the pin handle is used for clamping and loading. In addition, there are two spiral grooves on the outer surface of the head of the pin handle, two rectangular grooves on the end face of the head of the pin handle are connected with the spiral groove, and three threaded holes are arranged on the end face of the tail of the pin handle, one of which is located in the center of the shaft, and the depth is close to the end face of the head, so as to place the thermocouple and detect the temperature inside the pin; the other two holes are connected with The side wall of the pin handle is connected with the inlet and outlet water holes and the thermocouple holes by drilling three small holes along the radius direction, and the end face small holes are sealed with pins. The invention can simulate the alternating asymmetric temperature field, truly reflect the friction between the sheet metal and the die in the hot stamping process, and can obtain the experimental data closer to the actual working condition.

【技术实现步骤摘要】
一种交变不对称温度场下的销盘式摩擦磨损装置
本专利技术涉及一种摩擦磨损装置，具体涉及一种交变不对称温度场下的销盘式摩擦磨损装置。
技术介绍
热冲压的工作特点是间歇性，每次热冲压后都要用水、油等介质冷却模具。热模的交变状态是反复受热和冷却，从而使模面金属产生反复的热胀冷缩。另外超高强钢板成形温度是750～850℃，模面温度为100～300℃，薄板和模面在温度不对称的情况下发生温度交变。然而传统的摩擦磨损装置一般只提供恒定温度下的摩擦磨损试验，其试验结果模拟一次热冲压成形过程尚可接受，但对于热冲压的连续生产过程，由于累计误差影响，其恒定温度下的摩擦试验与交变不对称温度下的实际工况相差甚远，因此为真实的反映热冲压过程中板料与模具的摩擦磨损情况，设计一种交变不对称温度场下的摩擦磨损装置成为解决问题的关键。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种销盘式摩擦磨损装置，其可以在交变不对称温度场下真实反映热冲压过程中板料与模具的摩擦磨损情况。本专利技术所述的交变不对称温度场下的销盘式摩擦磨损装置，包括箱体、加热腔、销盘摩擦装置和冷却装置。箱体由底座，电机支撑座，试验台组成；销盘摩擦装置由销柄，摩擦销，试样，旋转工作台组成；冷却装置包括销柄和摩擦销装配后内部形成的冷却水道以及由气缸缸体，气缸活塞杆，环形工作台，支架，加热腔，腔盖组成的加速空冷装置；电机支撑座固定在底座上,调速电机放在电机支撑座内并用紧固装置固定；试验台固定在底座上方，环形工作台下方沿轴心平均放置3个气缸，气缸缸体与底座固定，气缸活塞杆与环形工作台固定；所述加热腔腔体呈圆筒状，腔底设置一个直径与隔热垫配合的孔，孔的直径比隔热垫大3～5mm，在保证保温性的同时，防止炉体因热胀冷缩与隔热垫卡住。加热腔底部焊3个支架,加热腔与环形工作台同轴并通过支架放在环形工作台上通过紧固装置固定，试验结束需要加速冷却时，3个气缸同步工作，由活塞杆带动环形工作台，环形工作台通过支架带动加热腔垂直向上运动，露出旋转工作台和试样；冷却结束后，由活塞杆带动环形工作台，环形工作台通过支架带动加热腔垂直向下复位。环形工作台所在平面内同轴设有一个圆形支撑平台，其中心设有电机轴孔，圆形支撑平台上设置有平面轴承，平面轴承上设置隔热垫，隔热垫上面设置旋转工作台，所述平面轴承、隔热垫和旋转工作台均与圆形支撑平台上的电机轴孔同轴放置，并用紧固装置将平面轴承的下半部分与圆形支撑平台固定、将平面轴承的上半部分与隔热垫、旋转工作台固定，电机轴通过平键与平面轴承上半部分固定，当调速电机工作时，电机轴带动平面轴承上半部分以及隔热垫、旋转工作台、试样一起转动。试验台上一侧固定有竖杆，横梁通过铰链装置将一端固定在竖杆上，另外一端可通过紧固装置夹紧销柄，铰链装置可以在竖杆上调整高度位置，横梁可绕铰链装置上下摆动。本专利技术所述的试验台、环形工作台和圆形支撑平台的同轴度是通过各自接触处的45度斜角实现的。试验台的中心开孔，孔的上沿有45度斜角，用于放置和定位环形工作台,斜角深度与环形工作台厚度相等，环形工作台的截面形状为倒置的底角是45度的等腰梯形，圆形支撑平台截面形状为底角是45度的等腰梯形；圆形支撑平台底部设有正反形状的“D”形凹槽放置在电机支撑座的正反形状的“D”形支柱上，防止支撑平台转动。本专利技术所述的摩擦销和销柄装配后，装配体内部拥有两条螺旋冷却水道和实时的温度检测装置：摩擦销和销柄采用螺纹连接，摩擦销为阶梯型圆筒状，可分为头部和颈部，颈部直径较头部大3～5mm，头部为摩擦试验时的工作部分，颈部作为与销柄的连接部分；销柄可分为头部、颈部和尾部，销柄头部与摩擦销头部为间隙为0的间隙配合，销柄头部端面与摩擦销的内端面留有空隙，形成高度为1～3mm的空腔，销柄颈部与摩擦销的颈部相连接，销柄尾部作为夹持和承受载荷作用。另外，在销柄头部外圆面切出两条螺旋凹槽，销柄头部端面开两个矩形槽与螺旋凹槽接通。在销柄尾部钻3个螺纹孔，中间一个位于轴心，深度距离销柄头部端面2mm，用于放置热电偶，检测销内温度；另外两个孔分别与螺旋凹槽接通，为方便在销柄尾部端面施加试验所需载荷，用销钉密封销柄尾部端面的小孔，在所述销柄侧壁钻3个小孔沿半径方向分别与进出水孔和热电偶孔接通。试验中需调节摩擦温度时，通过热电偶采集温度信息，传递给PID控制器，然后由PID控制器根据温度信息，控制阀门开度调节水流速，使冷却水由进水口流入，经销柄头部一侧的螺旋凹槽和矩形槽到达空腔进行热交换，然后经销柄头部另一侧的矩形槽、螺旋凹槽到达出水口，然后流入水箱，由PID控制器控制水冷机保持水箱中的水温恒定。本专利技术由于采用以上技术方案，具有显著的技术效果：1、3个气缸同步运动，在试验后将加热腔升起，及时冷却下试件和加热腔，结构简单，适于安装。2、摩擦销和销柄内嵌螺旋水道，在试验时根据需要，由PID控制器调节电磁阀阀门开度控制水流速以模拟交变不对称温度场，真实反映热冲压过程中板料与模具的摩擦情况。附图说明图1是交变不对称温度场下的销盘式摩擦磨损装置结构示意图。图2是摩擦销示意图。图3是销柄示意图。图4是摩擦销和销柄三维装配示意图。图5是摩擦过程中控温过程示意图。图1中，1-底座；2-气缸缸体；3-调速电机；4-试验台；5-环形工作台；6-支架；7-加热腔；8-隔热垫；9-腔盖；10-试样；11-销柄；12-摩擦销；13-横梁；14-竖杆；15-旋转工作台；16-平面轴承；17-圆形支撑平台；18-气缸活塞杆；19-电机支撑座。具体实施方式下面结合附图对本专利技术所述的交变不对称温度场下的销盘式摩擦磨损装置作进一步说明。如图1所示的交变不对称温度场下的销盘式摩擦磨损装置，包括箱体、加热腔、销盘摩擦装置、加载装置和冷却装置。箱体由底座1，电机支撑座19，试验台4组成；电机支撑座19固定在底座1上,调速电机3放在支撑座内并用紧固装置固定；试验台4通过紧固装置固定在底座1上方，试验台4的中心开孔，用于放置和定位环形工作台5；环形工作台5下沿轴心平均放置3个气缸，气缸缸体2与底座1通过紧固装置固定，气缸活塞杆18与环形工作台5通过螺纹连接；加热腔腔底设置一个直径与隔热垫8配合的孔，孔的直径比隔热垫8大3～5mm，在保证保温性的同时，防止腔体因热胀冷缩与隔热垫卡住，隔热垫8代替腔底承载旋转工作台15；加热腔7底部焊3个支架6,加热腔7与环形工作台5同轴通过支架6放在环形工作台5上通过紧固装置固定；圆形支撑平台17与环形工作台5同轴共平面，其中心设有电机轴孔，圆形支撑平台17上设置平面轴承16，平面轴承16上设置隔热垫8，隔热垫8上设置旋转工作台15；所述平面轴承16、隔热垫8和旋转工作台15均与圆形支撑平台17上的电机轴孔同轴，并用紧固装置将平面轴承16的下半部分与圆形支撑平台17固定、将平面轴承16的上半部分与隔热垫8、旋转工作台15固定。如图1所示，试验台4、环形工作台5和圆形支撑平台17的同轴度是通过各自接触处的45度斜角实现的。试验台4的中心开孔，孔的上沿有45度斜角，用于放置和定位环形工作台5,斜角深度与环形工作台5厚度相等，环形工作台5的截面形状为倒置的底角是45度的等腰梯形，圆形支撑平台17截面形状为底角是45度的等腰梯形；圆形支撑平台17底部设有正反形状的“D”形凹槽放置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交变不对称温度场下的销盘式摩擦磨损装置，其特征在于，所述销盘式摩擦磨损装置包括箱体、加热腔、销盘摩擦装置和冷却装置；箱体由底座，电机支撑座，试验台组成；销盘摩擦装置由销柄，摩擦销，试样，旋转工作台组成；冷却装置包括销柄和摩擦销装配后内部形成的冷却水道以及由气缸缸体，气缸活塞杆，环形工作台，支架，加热腔，腔盖组成的加速空冷装置；电机支撑座固定在底座上,调速电机放在电机支撑座内并用紧固装置固定；试验台固定在底座上方，环形工作台下方沿轴心平均放置3个气缸，气缸缸体与底座固定，气缸活塞杆与环形工作台固定；所述加热腔腔体呈圆筒状，腔底设置一个直径与隔热垫配合的孔，孔的直径比隔热垫大3～5mm，在保证保温性的同时，防止炉体因热胀冷缩与隔热垫卡住；加热腔底部焊3个支架,加热腔与环形工作台同轴并通过支架放在环形工作台上通过紧固装置固定，试验结束需要加速冷却时，3个气缸同步工作，由活塞杆带动环形工作台，环形工作台通过支架带动加热腔垂直向上运动，露出旋转工作台和试样；冷却结束后，由活塞杆带动环形工作台，环形工作台通过支架带动加热腔垂直向下复位；环形工作台所在平面内同轴设有一个圆形支撑平台，其中心设有电机轴孔，圆形支撑平台上设置有平面轴承，平面轴承上设置隔热垫，隔热垫上面设置旋转工作台，所述平面轴承、隔热垫和旋转工作台均与圆形支撑平台上的电机轴孔同轴放置，并用紧固装置将平面轴承的下半部分与圆形支撑平台固定、将平面轴承的上半部分与隔热垫、旋转工作台固定，电机轴通过平键与平面轴承上半部分固定，当调速电机工作时，电机轴带动平面轴承上半部分以及隔热垫、旋转工作台、试样一起转动；试验台上一侧固定有竖杆，横梁通过铰链装置将一端固定在竖杆上，另外一端可通过紧固装置夹紧销柄，铰链装置能在竖杆上调整高度位置，横梁可绕铰链装置上下摆动。...

【技术特征摘要】
1.一种交变不对称温度场下的销盘式摩擦磨损装置，其特征在于，所述销盘式摩擦磨损装置包括箱体、加热腔、销盘摩擦装置和冷却装置；箱体由底座，电机支撑座，试验台组成；销盘摩擦装置由销柄，摩擦销，试样，旋转工作台组成；冷却装置包括销柄和摩擦销装配后内部形成的冷却水道以及由气缸缸体，气缸活塞杆，环形工作台，支架，加热腔，腔盖组成的加速空冷装置；电机支撑座固定在底座上,调速电机放在电机支撑座内并用紧固装置固定；试验台固定在底座上方，环形工作台下方沿轴心平均放置3个气缸，气缸缸体与底座固定，气缸活塞杆与环形工作台固定；所述加热腔腔体呈圆筒状，腔底设置一个直径与隔热垫配合的孔，孔的直径比隔热垫大3～5mm，在保证保温性的同时，防止炉体因热胀冷缩与隔热垫卡住；加热腔底部焊3个支架,加热腔与环形工作台同轴并通过支架放在环形工作台上通过紧固装置固定，试验结束需要加速冷却时，3个气缸同步工作，由活塞杆带动环形工作台，环形工作台通过支架带动加热腔垂直向上运动，露出旋转工作台和试样；冷却结束后，由活塞杆带动环形工作台，环形工作台通过支架带动加热腔垂直向下复位；环形工作台所在平面内同轴设有一个圆形支撑平台，其中心设有电机轴孔，圆形支撑平台上设置有平面轴承，平面轴承上设置隔热垫，隔热垫上面设置旋转工作台，所述平面轴承、隔热垫和旋转工作台均与圆形支撑平台上的电机轴孔同轴放置，并用紧固装置将平面轴承的下半部分与圆形支撑平台固定、将平面轴承的上半部分与隔热垫、旋转工作台固定，电机轴通过平键与平面轴承上半部分固定，当调速电机工作时，电机轴带动平面轴承上半部分以及隔热垫、旋转工作台、试样一起转动；试验台上一侧固定有竖杆，横梁通过铰链装置将一端固定在竖杆上，另外一端可通过紧固装置夹紧销柄，铰链装置能在竖杆上调整高度位置，横梁可绕铰链装置上下摆动。2.如权利要求1所述的一种交变不对称温度场下的销盘式摩擦磨损装置，其特征在于，所述的试验台、环形工作台和圆形支撑平台的同轴度是通过各自接触处的45度斜角实现的；试验台的中心开孔，孔的上沿有45度斜角，用于放置和定位环形工作台,斜角深度与环形工作台厚度相等，环形工作台的截面形状为倒置的底角是45度的等腰梯形，圆形支撑平台截面形状为底角是45度的等腰梯形；圆形支撑平台底部设有正反形状的“D”形凹槽放置在电机支撑座的正反形状的“D”形支柱上，防止支撑平台转动。3.如权利要求1所述的一种交变不对称温度场下的销盘式摩擦磨损装置，其特征在于，摩擦销和销柄装配后，装配体内部拥有两条螺旋冷却水道和实时的温度检测装置：摩擦销和销柄采用螺纹连接，摩擦销为阶梯型圆筒状，可分为头部和颈部，颈部直径较头部大3～5mm，头部为摩擦试验时的工作部分，颈部作为与销柄的连接部分；销柄可分为头部、颈部和尾部，销柄头部与摩擦销头部为间隙为0的间隙配合，销柄头部端面与摩擦销的内端面留有空隙，形成高度为1～3mm的空腔，销柄颈部与摩擦销的颈部相连接，销柄尾部作为夹持和承受载荷作用；另外，在销柄头部外圆面切出两条螺旋凹槽，销柄头部端面开两个矩形槽与螺旋凹槽接通；在销柄尾部钻3个螺纹孔，中间一个位于轴心，深度...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈炜，庞朔，陈泷，严靖烨，衣杰栋，胡晏明，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32