小型销盘接触往复摩擦磨损试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种小型销盘接触往复摩擦磨损试验装置。其结构包括电机、曲柄、连杆、尼龙棒、砝码、滑块、摩擦销、摩擦盘和电桥电路等。电机产生的动力经曲柄传递至连杆，由连杆带动支架和滑块沿导轨所在方向一起往复运动。尼龙棒定位在支架中，摩擦销嵌置在尼龙棒底部的盲孔内；摩擦销与设置在两导轨之间的摩擦盘之间构成小型销盘摩擦副。砝码以法向压力的形式通过尼龙棒加载到摩擦副上，在尼龙棒的侧面贴有应变片，应变片将尼龙棒感受到的往复弯曲变形以电信号的形式传至电桥电路，再经数字万用表检测电压信号，最终可得应变和摩擦系数。本发明专利技术结构巧妙、体积小巧，是一款独创的往复摩擦磨损试验装置，非常适于小型企业及大专院校使用。

Small pin disc contact reciprocating friction and wear test device

The invention provides a small pin disc contact reciprocating friction and wear test device. Its structure includes motor, crank, connecting rod, nylon rod, weight, slider, friction pin, friction disc and bridge circuit. The power generated by the motor is transmitted to the connecting rod through the crank, which drives the bracket and the slider to move back and forth along the direction of the guide rail. The nylon rod is positioned in the bracket, and the friction pin is embedded in the blind hole at the bottom of the nylon rod. A small pin-disc friction pair is formed between the friction pin and the friction disc arranged between the two guideways. The weight is loaded on the friction pair through the nylon rod in the form of normal pressure, and strain gauges are attached to the side of the nylon rod. The strain gauges transmit the reciprocating bending deformation of the nylon rod to the bridge circuit in the form of electrical signals. Then the voltage signals are detected by the digital multimeter, and finally the strain and friction coefficients are obtained. The invention has ingenious structure and small volume, is an original reciprocating friction and wear test device, and is very suitable for small enterprises and colleges.

【技术实现步骤摘要】
小型销盘接触往复摩擦磨损试验装置
本专利技术涉及材料摩擦磨损
，具体地说是一种小型销盘接触往复摩擦磨损试验装置。
技术介绍
摩擦磨损是相对运动物体表面之间存在的自然现象。在工程中为了零件及设备的寿命，就要减少接触零件相对运动造成的摩擦磨损。在选择材料时，首先要对配对材料的摩擦磨损特性进行测量和分析从而获得最佳配对材料。2010年兰州理工大学制造技术与应用省部共建教育部重点实验室刘永平等设计了一款往复式摩擦磨损试验机及计算机控制系统，其磨头的支撑采用的是片式板弹簧。2009年燕山大学机械工程学院姚春东设计了一款往复式摩擦磨损试验机对半油管和相应内径的半圆支撑环、对不同尺寸扶正器进行摩擦磨损试验。其他的设计摩擦副式球和平面接触的往复式，采用齿轮齿条实现往复运动。摩擦磨损试验机在实际工程中使用的有许多种，接触方式也很多，但都价格昂贵，动辄十几万、上百万，对于小型企业和学校学生实验太过于奢侈。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种小型销盘接触往复摩擦磨损试验装置，以解决现有实际工程中所使用的摩擦磨损试验机造价高不适于小型企业以及学校学生使用的问题。本专利技术的目的是这样实现的：一种小型销盘接触往复摩擦磨损试验装置，包括电机、曲柄、连杆、尼龙棒、砝码、滑块、摩擦销、摩擦盘和电桥电路等；所述电机的输出轴通过曲柄连接连杆，所述连杆通过支架与两导轨上的滑块相接，所述支架设置在两导轨之间，且所述支架和所述滑块固定相接；在电机的作用下，可通过所述曲柄和所述连杆带动所述支架和所述滑块沿导轨所在方向往复运动；在所述支架上穿接有尼龙棒，在所述尼龙棒的下端设有盲孔，摩擦销安装在所述尼龙棒下端的盲孔内；在两导轨之间所述支架的下方设有摩擦盘，所述摩擦销的底端与所述摩擦盘的表面构成小型销盘摩擦副；在所述尼龙棒上可加载砝码作为载荷，所述砝码以法向压力的形式将载荷通过尼龙棒加载到摩擦副上；在所述尼龙棒的侧面贴有应变片，所述应变片连接电桥电路，所述应变片可将尼龙棒感受到的往复弯曲变形以电信号的形式传至电桥电路，再经数字万用表检测电压信号（经过标定），即可计算得到摩擦磨损过程中的应变和对应的摩擦系数。所述电桥电路包括平衡电桥和电源；在所述平衡电桥的四个桥臂上分别设有一个特定阻值的应变片，其中一个应变片即是尼龙棒侧面所贴的应变片；所述电源与平衡电桥的一个对角相接，所述平衡电桥的另一对角连接数字万用表。所述电源可以为WWL-LDX精密线性直流稳压稳流电源。所述数字万用表的型号是OWONB35。在所述支架上设置有砝码夹具，所述砝码夹具呈筒状结构，加载在所述尼龙棒上的砝码位于所述砝码夹具内部，通过穿过砝码夹具侧壁的若干螺钉可对所述砝码进行锁紧，以便使砝码以法向压力的形式将载荷传递至尼龙棒。在所述尼龙棒靠近上端部位开有横向贯通的狭缝，狭缝的长边为竖直方向（即为尼龙棒的轴向方向），狭缝的短边为水平方向；金属片安装在尼龙棒的狭缝内，且金属片的两端伸出到尼龙棒的狭缝外侧；在所述支架顶部开有圆形通孔，在圆形通孔的内侧壁开有相对的两个竖向通槽；所述尼龙棒穿过所述支架顶部的圆形通孔，且所述金属片的两端正好伸入到所述支架圆形通孔内的两个竖向通槽内。金属片与两个竖向通槽之间实现间隙配合，这样尼龙棒可沿支架顶部的圆形通孔上下移动，但尼龙棒相对支架不能实现转动。尼龙棒可上下移动（但加载荷后就不能上下移动了），进而可方便装卸摩擦销，以随时测量摩擦销的磨损量。在两导轨之间设置有摩擦盘夹具，在所述摩擦盘夹具的上表面开有凹槽，所述摩擦盘固定在所述摩擦盘夹具的凹槽内，且所述摩擦盘的位置可根据需要在所述凹槽内进行调整，并可以根据需要进行不加润滑油的干摩擦环境和加润滑的润滑摩擦环境测试。摩擦盘夹具可固定安装在底座上。电机和导轨也可安装在底座上。所述电机输出轴通过联轴器连接主轴，所述主轴与所述曲柄之间成90°配合的卯榫联结结构。在每一导轨上设有两个相同的滑块，且每一导轨上的两个相同滑块连接在一起。两个导轨上的四个滑块在支架的带动下一起共同往复滑动，往复滑动顺畅。若每一导轨上设一个滑块，会出现一个方向滑动顺畅、反方向滑动受阻的情形，不能完成往复运动。本专利技术中的装置主要由电机产生动力，电机所产生的动力经曲柄传递至连杆，由连杆带动支架和滑块沿导轨所在方向一起往复运动。支架与滑块相对固定连接；尼龙棒定位在支架中，摩擦销嵌置在尼龙棒底部的盲孔内；摩擦销与设置在两导轨之间的摩擦盘两者之间构成小型销盘接触往复式摩擦副。尼龙棒由插入其中的金属片（例如为铁片）限制其相对转动，但可以上下移动尼龙棒以便拿取和更换摩擦销。在支架上连接有用于固定砝码的砝码夹具，砝码将载荷以法向压力的形式通过尼龙棒加到摩擦副上，载荷以砝码大小计，很准确，而且砝码可以很方便地更换。在尼龙棒上贴应变片，并将应变片接入电桥电路中，由数字万用表测量电压信号（经过标定），进而获得磨损过程中的应变，最终计算出摩擦系数。本专利技术能够实现销盘摩擦副在干摩擦、有润滑条件下，速度变化，载荷变化（10kg内）的摩擦磨损测试。其结构巧妙、体积小巧，是一款独创的往复摩擦磨损试验装置，非常适用于小型企业材料摩擦磨损对比以及大专院校进行摩擦磨损教学实验，电桥电路相比动态应变测试系统价格低很多，而且材料选择更换很方便，非常实用。附图说明图1是本专利技术中小型销盘接触往复摩擦磨损试验装置的主视图。图2是本专利技术中小型销盘接触往复摩擦磨损试验装置的俯视图。图3是本专利技术中主轴的结构示意图；其中，图3（a）是主轴的主视图，图3（b）是图3（a）的右视图，图3（c）是图3（a）中所示剖线的剖面图。图4是本专利技术中曲柄的结构示意图；其中，图4（a）是曲柄的主视图，图4（b）是图4（a）的俯视图。图5是本专利技术中导轨与滑块的结构示意图；其中，图5（a）是导轨与滑块的主视图，图5（b）是图5（a）的俯视图，图5（c）是图5（a）的左视图。图6是本专利技术中支架的结构示意图；其中，图6（a）是支架的主视图，图6（b）是图6（a）的俯视图，图6（c）是图6（a）的左视图。图7是本专利技术中横梁的结构示意图；其中，图7（a）是横梁的主视图，图7（b）是图7（a）的左视图，图7（c）是图7（a）的俯视图。图8是本专利技术中摩擦盘夹具的结构示意图；其中，图8（a）是摩擦盘夹具的主视图，图8（b）是图8（a）的俯视图。图9是本专利技术中尼龙棒的结构示意图；图9（a）是尼龙棒的主视图，图9（b）是图9（a）的左视图，图9（c）是图9（a）的俯视图。图10是本专利技术中砝码夹具的结构示意图；其中，图10（a）是砝码夹具的主视图，图10（b）是图10（a）的俯视图。图11是本专利技术中将尼龙棒视为悬梁臂所建立的力学模型结构示意图。图12是本专利技术中采用TST5916USB动态信号测试分析系统所测结果的图示。图13是本专利技术中电桥电路的结构示意图。图14是本专利技术中数字万用表的部分电压输出图示。图15是本专利技术中采用电桥电路所测结果的图示。图中：1、电机，2、曲柄，3、连杆，4、尼龙棒，5、砝码，6、砝码夹具，7、螺钉，8、铁片，9、应变片，10、导轨，11、滑块，12、摩擦销，13、支架，14、底座，15、摩擦盘夹具，16、联轴器。具体实施方式如图1和图2所示，本专利技术所提供的小型销盘接触往复摩擦磨损试验装置，是通过直流调速电机驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小型销盘接触往复摩擦磨损试验装置，其特征是，包括电机、曲柄、连杆、尼龙棒、砝码、滑块、摩擦销、摩擦盘和电桥电路；所述电机的输出轴通过曲柄连接连杆，所述连杆通过支架与两导轨上的滑块相接，所述支架设置在两导轨之间，且所述支架和所述滑块固定相接；在电机的作用下，可通过所述曲柄和所述连杆带动所述支架和所述滑块沿导轨所在方向往复运动；尼龙棒穿接在所述支架上，在所述尼龙棒的下端设有盲孔，摩擦销安装在所述尼龙棒下端的盲孔内；在两导轨之间所述支架的下方设有摩擦盘，所述摩擦销的底端与所述摩擦盘的表面构成小型销盘摩擦副；在所述尼龙棒上可加载砝码作为载荷，所述砝码以法向压力的形式通过尼龙棒加载到摩擦副上；在所述尼龙棒的侧面贴有应变片，所述应变片连接电桥电路，所述应变片可将尼龙棒感受到的往复弯曲变形以电信号的形式传至电桥电路，再经数字万用表检测电压信号，即可得到摩擦磨损过程中的应变，进而可计算出摩擦系数。

【技术特征摘要】
1.一种小型销盘接触往复摩擦磨损试验装置，其特征是，包括电机、曲柄、连杆、尼龙棒、砝码、滑块、摩擦销、摩擦盘和电桥电路；所述电机的输出轴通过曲柄连接连杆，所述连杆通过支架与两导轨上的滑块相接，所述支架设置在两导轨之间，且所述支架和所述滑块固定相接；在电机的作用下，可通过所述曲柄和所述连杆带动所述支架和所述滑块沿导轨所在方向往复运动；尼龙棒穿接在所述支架上，在所述尼龙棒的下端设有盲孔，摩擦销安装在所述尼龙棒下端的盲孔内；在两导轨之间所述支架的下方设有摩擦盘，所述摩擦销的底端与所述摩擦盘的表面构成小型销盘摩擦副；在所述尼龙棒上可加载砝码作为载荷，所述砝码以法向压力的形式通过尼龙棒加载到摩擦副上；在所述尼龙棒的侧面贴有应变片，所述应变片连接电桥电路，所述应变片可将尼龙棒感受到的往复弯曲变形以电信号的形式传至电桥电路，再经数字万用表检测电压信号，即可得到摩擦磨损过程中的应变，进而可计算出摩擦系数。2.根据权利要求1所述的小型销盘接触往复摩擦磨损试验装置，其特征是，所述电桥电路包括平衡电桥和电源；在所述平衡电桥的四个桥臂上分别设有一个特定阻值的应变片，其中一个应变片即是尼龙棒侧面所贴的应变片；所述电源与平衡电桥的一个对角相接，所述平衡电桥的另一对角连接数字万用表。3.根据权利要求2所述的小型销盘接触往复摩擦磨损试验装置，其特征是，所述电源为WWL-LDX精密线性直流稳压稳流电源。4.根据权利要求2所述的小型销盘接触往复摩擦磨损试验装置，其特征是，所述数字万用表为型号为OWONB35的数字万用表...

【专利技术属性】
技术研发人员：田晓，蔡端波，孙辉，周伟，王翠表，
申请(专利权)人：河北大学，
类型：发明
国别省市：河北,13