一种表面摩擦阻力系数测试装置制造方法及图纸

一种表面摩擦阻力系数测试装置，包括用于测试试件所受正压力的压力测试装置、试件夹持装置、扭矩测试装置和动力装置，所述的压力测试装置、试件夹持装置、扭矩测试装置和动力装置通过固定装置固定于总底座上，所述的压力测试装置与所述的总底座滑动连接；所述的动力装置的动力输出轴与所述的扭矩测试装置的动力输入端固接，所述的扭矩测试装置的动力输出端与所述的试件夹持装置的动力输入端固接。本实用新型专利技术的有益效果是：结构简单、占地面积小、成本低、试验操作方便、噪声低、试验试件更换简单，不仅可以测量固体表面而且可以对弹性体壁面进行测量，安装拆卸方便等优点，并且绿色环保、无污染。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种表面摩擦阻力系数测试装置。
技术介绍
表面摩擦阻力在日常生活及工程实际中随处可见，人在行走时，鞋子与地面之间的摩擦可以防止人摔倒，此时的摩擦为有利摩擦。然而在很多情况下，表面摩擦表现的为不利的一面，多表现为摩擦阻力。如轮船在行驶过程中受到的摩擦阻力，极大地影响了船的行驶速度，并且由于阻力的增大使得相应的能耗增大，增加了环境与能源的负担。飞机的摩擦阻力占总阻力的50％，设法减小表面摩擦阻力，不仅可以提高能源利用率，缓解能源危机，而且还可以起到保护环境的作用。因此，国内外专家学者对于减阻也进行了深入的研究，并且取得了很大的进展。各种减阻措施被提出并得到了验证，如添加剂减阻、微气泡减阻、仿生非光滑表面减阻、涂层减阻等，并且部分减阻方法也已得到了应用。大部分减阻方法的机理都在于改变了接触表面的形状、粗糙度、结构形式等等。所以对于减阻方法及其效果的研究很大程度上取决于能否准确的得到表面摩擦阻力的情况，表面摩擦阻力的情况主要由表面摩擦阻力系数来表征，因此采用试验装置测试表面摩擦阻力系数显得至关重要，而传统的表面摩擦阻力系数的测试多为风洞或水洞试验。风洞和水洞试验，试验过程繁琐，且投资较大，尤其是风洞试验，需要的动力设备及风道的尺寸相对都较大。因此专利技术一种性能平稳、耗资小且测试方便的测试装置具有重要的意义。此外，风洞试验占用试验场地大，容易受到边界效应或边界干扰、支架干扰及相似准则不能满足的影响，使试验结果准确性降低。水洞试验存在的问题主要是水流的均匀度和水面的平滑性不容易满足准则测定阻力的要求。
技术实现思路
本技术针对目前的表面阻力测试装置需要特定管道系统、安装拆卸复杂、操作繁琐、以及测量不准确等问题，提出了一种结构简单、占地面积小、成本低、试验操作方便、噪声低、试验试件更换简单，不仅可以测量固体表面而且可以对弹性体壁面进行测量，安装拆卸方便等优点，并且绿色环保、无污染的表面摩擦阻力系数测试装置。本技术所述的一种表面摩擦阻力系数测试装置，包括用于测试试件所受正压力的压力测试装置、试件夹持装置、扭矩测试装置和动力装置，其特征在于：所述的压力测试装置、试件夹持装置、扭矩测试装置和动力装置通过固定装置固定于总底座上，所述的压力测试装置与所述的总底座滑动连接；所述的动力装置的动力输出轴与所述的扭矩测试装置的动力输入端固接，所述的扭矩测试装置的动力输出端与所述的试件夹持装置的动力输入端固接；所述的压力测试装置包括支撑台、四角底盘、回转筒体、下螺柱、测试板、压盖以及上螺柱，所述的支撑台固定于总底座上，所述的四角底盘通过滑块与所述的支撑台滑动连接；所述回转筒体底部与所述四角底盘顶部固连，所述回转筒体侧壁设有用于限制测试板沿回转筒体轴向上下移动的竖直条形孔；所述上螺柱上部通过压盖上的螺纹孔与压盖螺接，所述上螺柱的下端深入回转筒体腔内压紧从竖直条形孔插入回转筒体内腔的测试板上端面；所述的下螺柱通过四角底盘顶部中央所开的螺纹孔与四角底盘螺接，所述下螺柱上端部抵在伸入回转筒体内腔的测试板下端面，用于限制测试板的径向移动；所述的测试板露在回转筒体外部的端部配有用于按压在测试件表面的测试头以及用于读出测试头受力的应变力传感器；所述的扭矩测试装置包括扭矩传感器支撑台、扭矩传感器、联轴器、连接轴、筒体、用于固定筒体的轴三角板支座、用于支撑连接轴的轴承以及用于限制连接轴轴向移动的轴承端盖，所述的扭矩测试器的底部与所述的扭矩测试器支撑台固接，所述的轴三角板支座和所述的扭矩测试器支撑台均安装在所述的总底上；所述的扭矩测试器的两端通过相应的弹性柱销联轴器分别与动力装置、连接轴相连，其中动力装置设置在扭矩测试器输入端一侧，连接轴设置在扭矩测试器输出端一侧；所述的连接轴的另一端沿筒体中轴线贯穿整个筒体，并通过封装在筒体两端的轴承支撑于筒体内，筒体两端面与轴承端盖固定；所述的动力装置包括电机和电机支撑台，所述的电机支撑台与总支撑台固接，所述的电机安装在所述的电机支撑台上，所述的电机的输出轴通过位于扭矩测试器输入端的弹性柱销联轴器与所述的扭矩测试器相连，并且所述的电机的输出轴、扭矩测试器的中心轴、所述的压力测试装置的中心轴以及试件夹持装置的测试件的中心轴重合。所述的滑块与所述的支撑台之间设有用于限制滑块位置的定位装置，所述的定位装置包括长方体铁芯、缠绕在长方体铁芯外部的线圈以及用于控制线圈内电流方向的控制电路，所述的支撑台分上下两层，上层设有用于与滑块配合的下凹滑槽，下层是中空壳体，所述的长方体铁芯从支撑台侧面开有的长方形孔塞入下层中空壳体中，所述的线圈沿着竖直方向绕在长方体铁芯外侧，并且线圈端线通过中空壳体侧壁开的孔引出后与外部的控制电路相连，缠绕线圈的长方体铁芯形成电磁铁；滑块为磁铁用于与电磁铁作用。所述的试件夹持装置为三爪卡盘，包括盘体、三爪卡盘压盖、盘丝、伞齿、第一板子头、第二板子头以及三个卡爪，三个所述卡爪的导向部分卡在盘体相应的径向导向槽内，并且三个所述卡爪的导向部分设有用于与伞齿背面的平面螺纹相啮合的螺纹，实现三个活动卡爪沿盘体径向往复移动；所述的第一板子头与所述的第二板子头顶部固接，形成旋转手柄，所述的第二板子头末端插入伞齿侧面四方孔内。所述的测试板包括置于回转筒体内部的第一圆柱体和落在回转筒体外部的长方体，所述的第一圆柱体同轴置于所述的回转筒体的内腔，同时所述的长方体穿过回转筒体右侧壁的竖直条形孔，并在长方体末端装有测试头，其中所述的测试头包括柱形测试头和弧形测试头。所述的下螺柱的顶部配有第二圆柱体，所述的第二圆柱体同轴装入回转筒体的内部并抵在测试板的第一圆柱体的下端面，所述的下螺柱的末端装有转动销。本技术是这样实现的：测试时，通过扭矩测试装置可以测得试件所受到的扭矩的大小，根据扭矩和摩擦阻力之间的关系，可以通过扭矩的大小得到试件所受到的摩擦阻力的大小。压力测试装置用来测试试件所受到的正压力的大小，根据摩擦阻力、表面摩擦阻力系数以及正压力三个物理量之间的关系，通过计算即可得到待测试件的表面摩擦阻力系数的大小。试件夹持装置采用三爪卡盘；动力装置使用电机提供动力。电动机固定在电机支撑台上，扭矩测试器固定在扭矩测试器支撑台上，筒体固定在轴三角板支座上，且三个支撑台都被固定于总底座上，为了测试结果的准确性，避免轴向不对中而引起测试偏差较大，因此必须保证电动机、扭矩传感器、筒体的轴线相互重合。扭矩测试器一侧通过弹性柱销联轴器与电动机相连，另一侧通过弹性柱销联轴器和连接轴连接，连接轴通过筒体轴线从筒体中央穿过，用轴承支撑将轴固定于筒体内，两侧用轴承端盖固定，使轴只能绕着筒体轴线进行转动，而不会沿着轴向移动。三爪卡盘法兰固定于轴的另一端，三爪卡盘通过三爪卡盘法兰连接，三爪卡盘用来夹持测试试件。测试时，电动机将动力传递给整个扭矩测试装置，扭矩测试装置绕着共同的轴线转动，试件在三爪卡盘的夹持下也随着三爪卡盘做转动，此时试件所受到扭矩的大小则由扭矩传感器测得，通过扭矩与摩擦力之间的关系即可得到此时摩擦阻力的大小。压力测试装置测试板轴向的水平方向与扭矩测试装置的轴向一致，整个压力测试装置可以沿着水平方向进行移动，而在竖直方向不能发生移动。整个压力测试装置通过支撑台和滑块固定于总底座上，使其可以沿着支撑台在水平方向上移动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表面摩擦阻力系数测试装置，其特征在于：包括用于测试试件所受正压力的压力测试装置、试件夹持装置、扭矩测试装置和动力装置，所述的压力测试装置、试件夹持装置、扭矩测试装置和动力装置通过固定装置固定于总底座上，所述的压力测试装置与所述的总底座滑动连接；所述的动力装置的动力输出轴与所述的扭矩测试装置的动力输入端固接，所述的扭矩测试装置的动力输出端与所述的试件夹持装置的动力输入端固接；所述的压力测试装置包括支撑台、四角底盘、回转筒体、下螺柱、测试板、压盖以及上螺柱，所述的支撑台固定于总底座上，所述的四角底盘通过滑块与所述的支撑台滑动连接；所述回转筒体底部与所述四角底盘顶部固连，所述回转筒体侧壁设有用于限制测试板沿回转筒体轴向上下移动的竖直条形孔；所述上螺柱上部通过压盖上的螺纹孔与压盖螺接，所述上螺柱的下端深入回转筒体腔内压紧从竖直条形孔插入回转筒体内腔的测试板上端面；所述的下螺柱通过四角底盘顶部中央所开的螺纹孔与四角底盘螺接，所述下螺柱上端部抵在伸入回转筒体内腔的测试板下端面，用于限制测试板的径向移动；所述的测试板露在回转筒体外部的端部配有用于按压在测试件表面的测试头以及用于读出测试头受力的应变力传感器；所述的扭矩测试装置包括扭矩传感器支撑台、扭矩测试器、联轴器、连接轴、筒体、用于安装筒体的轴三角板支座、用于支撑连接轴的轴承以及用于限制连接轴轴向移动的轴承端盖，所述的扭矩测试器的底部与所述的扭矩测试器支撑台固接，所述的轴三角板支座和所述的扭矩测试器支撑台均安装在所述的总底座上，所述的扭矩测试器的两端通过相应的弹性柱销联轴器分别与动力装置、连接轴相连，其中动力装置设置在扭矩测试器输入端一侧，连接轴设置在扭矩测试器输出端一侧；所述的连接轴的另一端沿筒体中轴线贯穿整个筒体，并通过封装在筒体两端的轴承支撑于筒体内，筒体两端面与轴承端盖固定；所述的动力装置包括电机和电机支撑台，所述的电机支撑台与总支撑台固接，所述的电机安装在所述的电机支撑台上，所述的电机的输出轴通过位于扭矩测试器输入端的弹性柱销联轴器与所述的扭矩测试器相连，并且所述的电机的输出轴、扭矩测试器的中心轴、所述的压力测试装置的中心轴以及试件夹持装置的测试件的中心轴重合。...

【技术特征摘要】
1.一种表面摩擦阻力系数测试装置，其特征在于：包括用于测试试件所受正压力的压力测试装置、试件夹持装置、扭矩测试装置和动力装置，所述的压力测试装置、试件夹持装置、扭矩测试装置和动力装置通过固定装置固定于总底座上，所述的压力测试装置与所述的总底座滑动连接；所述的动力装置的动力输出轴与所述的扭矩测试装置的动力输入端固接，所述的扭矩测试装置的动力输出端与所述的试件夹持装置的动力输入端固接；所述的压力测试装置包括支撑台、四角底盘、回转筒体、下螺柱、测试板、压盖以及上螺柱，所述的支撑台固定于总底座上，所述的四角底盘通过滑块与所述的支撑台滑动连接；所述回转筒体底部与所述四角底盘顶部固连，所述回转筒体侧壁设有用于限制测试板沿回转筒体轴向上下移动的竖直条形孔；所述上螺柱上部通过压盖上的螺纹孔与压盖螺接，所述上螺柱的下端深入回转筒体腔内压紧从竖直条形孔插入回转筒体内腔的测试板上端面；所述的下螺柱通过四角底盘顶部中央所开的螺纹孔与四角底盘螺接，所述下螺柱上端部抵在伸入回转筒体内腔的测试板下端面，用于限制测试板的径向移动；所述的测试板露在回转筒体外部的端部配有用于按压在测试件表面的测试头以及用于读出测试头受力的应变力传感器；所述的扭矩测试装置包括扭矩传感器支撑台、扭矩测试器、联轴器、连接轴、筒体、用于安装筒体的轴三角板支座、用于支撑连接轴的轴承以及用于限制连接轴轴向移动的轴承端盖，所述的扭矩测试器的底部与所述的扭矩测试器支撑台固接，所述的轴三角板支座和所述的扭矩测试器支撑台均安装在所述的总底座上，所述的扭矩测试器的两端通过相应的弹性柱销联轴器分别与动力装置、连接轴相连，其中动力装置设置在扭矩测试器输入端一侧，连接轴设置在扭矩测试器输出端一侧；所述的连接轴的另一端沿筒体中轴线贯穿整个筒体，并通过封装在筒体两端的轴承支撑于筒体内，筒体两端面与轴承端盖固定；所述的动力装置包括电机和电机支撑台，所述的电机支撑台与总支撑台固接，所述的电机安装在所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷云庆，牟介刚，王浩帅，施郑赞，周佩剑，郑水华，吴登昊，简捷，赵李盼，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33