多功能力热振动耦合摩擦磨损实验平台制造技术

本发明专利技术公开了多功能力热振动耦合摩擦磨损实验平台，包括箱体和主轴，箱体顶部设置有支架，支架上端水平设置有台板，台板上表面转动支撑有试件夹持器；主轴自下而上依次穿过箱体内部、箱体顶部、台板和试件夹持器，箱体内设置有旋转驱动机构、磁粉制动器，磁粉制动器伸出端通过凸缘联轴器与主轴下端连接，旋转驱动机构与主轴传动连接；主轴上端设置有用于向下顶压标准试件上表面的手动调节摩擦磨损机构。本发明专利技术考虑了X、Y、Z轴方向的振动和温度变化多种因素影响下，摩擦球与标准试样在旋转方向上所做的摩擦磨损实验，并考虑旋转和温度变化等多因素条件影响下进行摩擦磨损实验，实验精确度更高。

【技术实现步骤摘要】
多功能力热振动耦合摩擦磨损实验平台
本专利技术属于摩擦磨损实验
，具体涉及一种多功能力热振动耦合摩擦磨损实验平台。
技术介绍
机械设备的相对运动部件之间都存在摩擦，由于润滑不当而造成的非正常摩擦磨损，在影响社会生产活动的同时也造成社会财富的巨大浪费。为了对摩擦磨损现象及其本质进行研究，正确评价材料受温度、振动等因素对摩擦磨损的影响，摩擦磨损试验机是必不可少的试验设备。按摩擦副接触及运动形式，可将摩擦磨损试验机分为四球、环块、端面及销盘摩擦磨损试验机等几类。这些试验机都是功能单一形式摩擦副的摩擦磨损试验机。然而，面对摩擦副接触及运动形式的多样性，经常需要多台摩擦副接触及运动形式不同的试验机以满足不同实验要求，这就增加了设备投入成本，也造成了实验资源的浪费。在已公开的技术中，虽然有多种接触及运动形式摩擦副试验的摩擦磨损试验机，如美国Rtec公司生产的MFT-3000多功能摩擦磨损试验机可进行球盘、销盘、四球模式等多种形式摩擦副的摩擦学试验，该试验机通过同一套测试及加载装置与多种下摩擦副运动模块的不同组合实现相应形式摩擦副的摩擦学试验。然而该试验机的每一套下摩擦副运动模块均有包括电机等零部件在内的运动装置以实现相应运动形式，结构复杂、成本高。综合考虑摩擦磨损试验机的发展现状，有必要开发一种结构简单、价格低廉，可实现多种接触及运动形式摩擦副试验的多功能摩擦磨损试验机。例如（1）授权公告号为CN204594819U，名称为一种多功能摩擦磨损试验机，只能通过销或球上摩擦副与往复下摩擦副、端面上摩擦副与端面下摩擦副、销或球上摩擦副与旋转盘下摩擦副三个方向上进行摩擦磨损试验，这种设计忽略了温度和各个方向振动对标准试件的影响。目前，还没有一种考虑加热、振动等多因素耦合摩擦磨损振动实验装置；例如（2）申请公布号为CN107036923A，名称为一种用于硬质合金或耐磨涂层的摩擦磨损试验机及摩擦磨损测试方法，只能通过改变加载弹簧的伸长量来调节压力的大小，只能单一做扭转方向的实验，没有考虑振动和温度的影响。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术中的不足之处，提供一种多功能力热振动耦合摩擦磨损实验平台；可实现摩擦球与标准试样在旋转方向上以对磨方式完成摩擦磨损实验，并在径向和轴向方向各布置有模态激振装置，可实现X、Y、Z三维方向振动条件下，对标准试样的摩擦磨损耦合的工作模式。其中，X、Y、Z三维方向及扭转振动等任何一类振动都能与单一的摩擦磨损实验耦合，形成复合振动下的耦合摩擦磨损实验。此外，在试件夹持器内部布置有电阻加热丝，可实施对标准试件加热，考虑了温度升高的条件下，对摩擦磨损影响。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：多功能力热振动耦合摩擦磨损实验平台，包括箱体22和主轴20，箱体22顶部设置有支架29，支架29上端水平设置有台板50，台板50上表面设置有凹槽，凹槽内设置有若干个滚动体12，滚动体12上设置有试件夹持器10，试件夹持器10的上表面开设有用于夹持标准试件9的环形槽；主轴20沿垂直方向设置，主轴20和环形槽的中心线重合，主轴20自下而上依次穿过箱体22内部、箱体22顶部、台板50和试件夹持器10，箱体22内设置有旋转驱动机构、磁粉制动器23和轴承定位支撑组件51，磁粉制动器23固定设置在箱体22下部，磁粉制动器23伸出端通过凸缘联轴器21与主轴20下端连接，轴承定位支撑组件51固定设置在箱体22上部，主轴20穿过并与轴承定位支撑组件51转动连接，旋转驱动机构与主轴20传动连接；主轴20上端设置有用于向下顶压标准试件9上表面的手动调节摩擦磨损机构。手动调节摩擦磨损机构包括手动旋钮螺母1、加载弹簧2、加载挡板36、摩擦销端盖3、复位弹簧4、横梁5、摩擦销套筒6、摩擦销轴7和摩擦球8；主轴20外圆在试件夹持器10上方设置有环形台阶，横梁5中部套设在主轴20上并与环形台阶接触，主轴20上螺纹连接有将横梁5与环形台阶压接固定的锁紧螺母34和扣紧螺母35，摩擦销套筒6设有两个，两个摩擦销套筒6垂直穿过横梁5并与横梁5固定连接，两个摩擦销套筒6关于主轴20的中心线对称设置，摩擦销套筒6内壁设置有环形凸台52，摩擦销轴7位于摩擦销套筒6内并穿过环形凸台52，摩擦销端盖3底部与摩擦销轴7上端固定连接，复位弹簧4套设在摩擦销轴7上，复位弹簧4上端和下端分别与摩擦销端盖3和环形凸台52顶压配合，摩擦球8设置在摩擦销套筒6内下端部，在复位弹簧4的作用下，摩擦销轴7下端顶压摩擦球8；两个摩擦球8下端之间的距离等于凹槽的直径；加载挡板36呈向下敞口的槽钢形状，加载挡板36和加载弹簧2均套设在主轴20上，两个摩擦销端盖3的顶部均设置有插槽53，加载挡板36下端分别插接在两个摩擦销端盖3顶部的插槽53内，手动旋钮螺母1螺纹连接在主轴20的上端部，加载弹簧2上端和下端分别与手动旋钮螺母1和加载挡板36的顶部顶压配合。以主轴20的中心线为Z轴方向，与Z轴方向垂直的前后方向为Y轴方向，与Z轴方向垂直的左右方向为X轴方向；台板50上设置有沿X轴方向的第一模态激振装置，台板50上设置有沿Y轴方向的第二模态激振装置，箱体22顶部设置有沿Z轴方向的第三模态激振装置，第一模态激振装置、第二模态激振装置和第三模态激振装置均与试件夹持器10顶压接触。第一模态激振装置位于试件夹持器10左侧，第一模态激振装置包括第一模态激振器32、第一导向筒54、第一压块55和第一激振弹簧56，第一导向筒54设置在滚动体12上，第一导向筒54的中心线与X轴方向平行且与主轴20的中心线交叉，第一压块55滑动设置在第一导向筒54内，第一压块55右侧和试件夹持器10左侧对应设置有第一限位柱57，第一激振弹簧56两端套设在两个第一限位柱57上且分别与第一压块55和试件夹持器10顶压配合，第一模态激振器32的顶杆与第一压块55左侧面顶压接触。第二模态激振装置位于试件夹持器10后侧，第二模态激振装置包括第二模态激振器39、第二导向筒58、第二压块59和第二激振弹簧60，第二导向筒58设置在滚动体12上，第二导向筒58的中心线与Y轴方向平行且与主轴20的中心线交叉，第二压块59滑动设置在第二导向筒58内，第二压块59前侧和试件夹持器10后侧对应设置有第二限位柱61，第二激振弹簧60两端套设在两个第二限位柱61上且分别与第二压块59和试件夹持器10顶压配合，第二模态激振器39的顶杆与第二压块59后侧面顶压接触。第三模态激振装置左右对称设有两个，两个第三模态激振装置的结构相同，台板50上开设有关于主轴20左右对称的两个通孔；第三模态激振装置包括第三模态激振器15、第三导向筒62、第三压块63和第三激振弹簧64，第三导向筒62的中心线与Z轴方向平行且与通孔的中心线重合，第三导向筒62上端设置有顶板65，第三压块63滑动设置在第三导向筒62内，第三压块63上侧和顶板65底部对应设置有第三限位柱66，第三激振弹簧64两端套设在两个第三限位柱66上且分别与第三压块63和顶板65顶压配合，第三模态激振器15的顶杆与第三压块63下侧面顶压接触，在第三激振弹簧64的作用下，顶板65上侧面与试件夹持器10底部顶压配合。试件夹持器10内部设置有用于加热标准试件9的电热丝11。旋转驱动机构包括变频电机24本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.多功能力热振动耦合摩擦磨损实验平台，其特征在于：包括箱体（22）和主轴（20），箱体（22）顶部设置有支架（29），支架（29）上端水平设置有台板（50），台板（50）上表面设置有凹槽，凹槽内设置有若干个滚动体（12），滚动体（12）上设置有试件夹持器（10），试件夹持器（10）的上表面开设有用于夹持标准试件（9）的环形槽；主轴（20）沿垂直方向设置，主轴（20）和环形槽的中心线重合，主轴（20）自下而上依次穿过箱体（22）内部、箱体（22）顶部、台板（50）和试件夹持器（10），箱体（22）内设置有旋转驱动机构、磁粉制动器（23）和轴承定位支撑组件（51），磁粉制动器（23）固定设置在箱体（22）下部，磁粉制动器（23）伸出端通过凸缘联轴器（21）与主轴（20）下端连接，轴承定位支撑组件（51）固定设置在箱体（22）上部，主轴（20）穿过并与轴承定位支撑组件（51）转动连接，旋转驱动机构与主轴（20）传动连接；主轴（20）上端设置有用于向下顶压标准试件（9）上表面的手动调节摩擦磨损机构。

【技术特征摘要】
1.多功能力热振动耦合摩擦磨损实验平台，其特征在于：包括箱体（22）和主轴（20），箱体（22）顶部设置有支架（29），支架（29）上端水平设置有台板（50），台板（50）上表面设置有凹槽，凹槽内设置有若干个滚动体（12），滚动体（12）上设置有试件夹持器（10），试件夹持器（10）的上表面开设有用于夹持标准试件（9）的环形槽；主轴（20）沿垂直方向设置，主轴（20）和环形槽的中心线重合，主轴（20）自下而上依次穿过箱体（22）内部、箱体（22）顶部、台板（50）和试件夹持器（10），箱体（22）内设置有旋转驱动机构、磁粉制动器（23）和轴承定位支撑组件（51），磁粉制动器（23）固定设置在箱体（22）下部，磁粉制动器（23）伸出端通过凸缘联轴器（21）与主轴（20）下端连接，轴承定位支撑组件（51）固定设置在箱体（22）上部，主轴（20）穿过并与轴承定位支撑组件（51）转动连接，旋转驱动机构与主轴（20）传动连接；主轴（20）上端设置有用于向下顶压标准试件（9）上表面的手动调节摩擦磨损机构。2.根据权利要求1所述的多功能力热振动耦合摩擦磨损实验平台，其特征在于：手动调节摩擦磨损机构包括手动旋钮螺母（1）、加载弹簧（2）、加载挡板（36）、摩擦销端盖（3）、复位弹簧（4）、横梁（5）、摩擦销套筒（6）、摩擦销轴（7）和摩擦球（8）；主轴（20）外圆在试件夹持器（10）上方设置有环形台阶，横梁（5）中部套设在主轴（20）上并与环形台阶接触，主轴（20）上螺纹连接有将横梁（5）与环形台阶压接固定的锁紧螺母（34）和扣紧螺母（35），摩擦销套筒（6）设有两个，两个摩擦销套筒（6）垂直穿过横梁（5）并与横梁（5）固定连接，两个摩擦销套筒（6）关于主轴（20）的中心线对称设置，摩擦销套筒（6）内壁设置有环形凸台（52），摩擦销轴（7）位于摩擦销套筒（6）内并穿过环形凸台（52），摩擦销端盖（3）底部与摩擦销轴（7）上端固定连接，复位弹簧（4）套设在摩擦销轴（7）上，复位弹簧（4）上端和下端分别与摩擦销端盖（3）和环形凸台（52）顶压配合，摩擦球（8）设置在摩擦销套筒（6）内下端部，在复位弹簧（4）的作用下，摩擦销轴（7）下端顶压摩擦球（8）；两个摩擦球（8）下端之间的距离等于凹槽的直径；加载挡板（36）呈向下敞口的槽钢形状，加载挡板（36）和加载弹簧（2）均套设在主轴（20）上，两个摩擦销端盖（3）的顶部均设置有插槽（53），加载挡板（36）下端分别插接在两个摩擦销端盖（3）顶部的插槽（53）内，手动旋钮螺母（1）螺纹连接在主轴（20）的上端部，加载弹簧（2）上端和下端分别与手动旋钮螺母（1）和加载挡板（36）的顶部顶压配合。3.根据权利要求1所述的多功能力热振动耦合摩擦磨损实验平台，其特征在于：以主轴（20）的中心线为Z轴方向，与Z轴方向垂直的前后方向为Y轴方向，与Z轴方向垂直的左右方向为X轴方向；台板（50）上设置有沿X轴方向的第一模态激振装置，台板（50）上设置有沿Y轴方向的第二模态激振装置，箱体（22）顶部设置有沿Z轴方向的第三模态激振装置，第一模态激振装置、第二模态激振装置和第三模态激振装置均与试件夹持器（10）顶压接触。4.根据权利要求3所述的多功能力热振动耦合摩擦...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄丹，张翔，赵武，周旭东，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南,41