一种研究水平方向磁场对摩擦界面振动噪声影响的试验装置制造方法及图纸

一种研究水平方向磁场对摩擦界面振动噪声影响的试验装置，电机经传动机构带动从动齿轮转动。从动齿轮轴上依次固定有下夹具和粘贴有盘形下试样。内置有励磁线圈的左右水平滑盒与磁场底座的滑槽滑动配合；二维移动结构为：垂向移动块中部与垂向丝杆旋接，垂向丝杆与垂向电机轴固连，横向丝杆活动架设在垂向移动块的两个侧立板上，与横向移动块旋接，与横向电机轴固连；横向移动块下方依次固联二维应变式力传感器和减振装置，减振装置的减振块下依次连接第一上夹具和第二上夹具，球形上试样固定在第二上夹具内腔，且与位于下方的盘形下试样偏心。本装置具有水平磁场更稳恒、更均匀，摩擦界面振动、噪声的测定更准确等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种研究水平方向磁场对摩擦界面振动噪声影响的试验装置
本技术属于摩擦学试验装置，具体涉及一种研究水平方向磁场对摩擦界面振动噪声影响的试验装置。
技术介绍
随着工业生产的快速发展和社会需求的日益提升，人们对生产生活中的不稳定振动和噪声问题越来越重视。系统产生的不稳定振动不仅会加速系统零部件的磨损失效，缩短系统的服役时间，还会影响系统的工作性能，带来安全隐患；噪声会影响人们的生产生活环境，对人们的身心健康有极大的危害。而在摩擦工况中，很容易引起摩擦界面的振动噪声。由此可见，研究摩擦界面振动噪声的产生机理，并据此对振动噪声进行避免、控制或削弱，对工业生产和社会生活都有很大的益处。磁场由于其独特的磁性功能不断吸引着人们的关注，许多机械产品的摩擦部件如球磨机磁性衬板、电动机电刷、磁化切削刀具等都应用在了各种磁环境下，发挥着它们独特的磁性能。这些处于各种磁环境下的摩擦部件同样有可能激起摩擦界面的不稳定振动和噪声。考虑到磁性环境可能会对摩擦部件进行磁化，同时会对摩擦部件产生宏观磁力，摩擦部件在磁环境下的振动噪声特性有可能与不在磁环境下的振动噪声特性不同。尽管磁环境下的摩擦部件已有了一定数量和种类的应用，但是磁环境下各个摩擦部件的振动噪声特性或者磁场对摩擦部件振动噪声的影响的研究鲜见报道。因此，设计一种研究磁场对摩擦界面振动噪声影响的试验装置，并提出其试验方法，有助于揭示磁场对摩擦部件振动噪声的影响机理，对工业生产和社会生活中不稳定振动噪声的避免、控制或削弱的需求提供了技术依据。
技术实现思路
本技术的目的是针对当前国内外学者对磁环境影响振动噪声的研究的空白，提供一种水平磁场更稳恒、更均匀且添加效率高，摩擦界面振动、噪声的测定更准确的研究水平方向磁场对摩擦界面振动噪声影响的试验装置。本技术的目的是这样实现的：一种研究水平方向磁场对摩擦界面振动噪声影响的试验装置，传动电机安装在底板左边，传动电机轴上的主动齿轮经齿带与安装在从动齿轮轴上的从动齿轮啮合，工作平台经多根立柱设置在底板上方，从动齿轮轴可转动地设置在底板右边，且从动齿轮轴由下向上从工作平台中部的开孔中穿出，从动齿轮轴顶面上经螺栓固定有下夹具，下夹具顶面上粘贴有盘形下试样，磁场底座由前后左右四个侧立板围合组成，磁场底座采用四个L型连接件经螺栓固定在工作平台上，左右两个水平滑盒分别与磁场底座前、后侧立板上的导槽滑动配合，左右两个励磁线圈分别安装在左右两个水平滑盒内；二维移动结构为：垂向电机安装在顶板底面上，垂向电机轴与垂向丝杆固定联接，横梁固定在试验机上，左、右垂向导轨固定在横梁底面上，且左、右垂向导轨活动插入垂向移动块上的两个导槽中，垂向移动块由一横板和左、右侧立板一体化构成，其横板中部与垂向丝杆螺旋连接，横向丝杆活动地架设在垂向移动块的左右侧立板上，并与横向电机轴固定联接，横向丝杆与横向移动块内部螺旋连接；横向移动块下部依次固联二维应变式力传感器和减振框架，减振块与减振框架之间设置有多个减振弹簧，减振块下面经螺栓固联有第一上夹具，第一上夹具下方旋接有第二上夹具，球形上试样安装在第二上夹具的腔体内，且球形上试样与位于其下方的盘形下试样形成偏心位置，三维加速度传感器安装在第一上夹具上。还具有控制板；所述左右两个励磁线圈分别经导线连接稳定电源，并由控制板对电流进行调节，组成一个能提供不同大小和方向的水平磁场的施加磁场结构；所述减振弹簧为片簧，至少两个片簧一左一右地横向连接在减振框架与减振块之间。还具有声音传感器，声音传感器感应端位于上、下试样的摩擦界面附近。所述的声音传感器灵敏度为50mV/g，频响为3.5Hz～20kHz，动态范围为15～146dB；所述的二维应变式力传感器测量范围为5～500N，精度为0.025N；所述的三维加速度传感器量程为±50g，灵敏度为100mV/g，频响为0.5Hz～5kHz。还具有数据采集控制系统和信号采集仪；所述的二维应变式力传感器和数据采集控制系统连接；所述的三维加速度传感器与声音传感器通过信号线与信号采集仪连接，形成摩擦界面振动噪声测量系统。本装置旨在能够系统地研究水平方向磁场对摩擦界面振动噪声的影响，为磁环境下摩擦部件振动噪声的可控性提供理论支撑。该试验装置能较真实地模拟工业生产中各类磁环境下的摩擦部件的摩擦运动，能方便地测试磁环境下摩擦界面的振动噪声特性，能全面地提供摩擦学试验结果以及振动噪声试验结果。且试验过程中，添加磁场过程经由控制板操作，不会出现因人为操作导致磁场添加不及时的情况，也能避免磁场添加过程中因误触到摩擦部件而影响振动信号的采集。与现有技术相比，本技术的有益效果是：一、加入了磁性部件，提供了磁场，真实地模拟了在磁环境下工作的摩擦部件的摩擦运动。二、安装在上夹具上的三维加速度传感器和感应端靠近摩擦界面的声音传感器可以准确地测出摩擦界面引起的振动和噪声的特性以研究磁环境对摩擦界面振动噪声的影响。三、由于磁场模块在试验前就位，试验过程中不需要人为移动，因此避免了人为因素(如意外碰到试验部件所引起的振动或者声音)对振动和声音信号采集造成的干扰。四、由于磁场环境可以通过控制板几乎瞬间提供，磁场的添加效率相比人为滑入的方式效率更高。五、由于磁性部件采用对称性的设计(包含有左右两个水平滑盒以及励磁线圈)，在摩擦界面部位提供了更稳恒、均匀的磁场。总之，该试验装置能够方便地进行磁环境下的摩擦试验，所提供的磁场稳定、均匀，能测量摩擦界面的振动和声音信号，获得摩擦界面振动声音特性的相关数据，为研究磁环境对摩擦界面振动噪声的影响提供依据，且实验数据准确可靠，可重复性好。上述的声音传感器灵敏度为50mV/g，频响为3.5Hz～20kHz，动态范围为15～146dB；上述的二维应变式力传感器测量范围为5～500N，精度为0.025N；上述的三维加速度传感器量程为±50g，灵敏度为100mV/g，频响为0.5Hz～5kHz。保证了本试验装置能测量的数据范围更广，测量的数据更准确。上述的励磁线圈的导线连接到稳定电源，并由控制板对电流进行调节，组成一个能提供不同大小和方向的水平磁场的施加磁场结构。上述的二维应变式力传感器与数据采集控制系统连接；上述的三维加速度传感器与声音传感器通过信号线与信号采集仪连接，形成摩擦界面振动噪声测量系统。附图说明图1是本技术的研究水平方向磁场对摩擦界面振动噪声影响的试验装置的装配图；图2是用本技术的试验装置及方法对一具体的摩擦副进行试验得到的法向振动加速度强度-时间曲线。试验材料为：上试样为Φ10mm的钢球；下试样为Φ25×3mm的锻钢盘。摩擦试验参数为：载荷为60N；转速为60rev/min。振动和噪声信号采集在摩擦副产生连续不稳定振动和噪声时开始，共计250s，其中，在第180s左右时添加磁场。图3是图2试验过程中测得的摩擦副的声音时间频率谱。图4是图2试验过程中测得的摩擦副的摩擦系数-时间曲线。图中：1-(多功能摩擦磨损)试验机，1A-试验机顶板，1B-试验机底板，2-二维移动结构，2A-垂向电机，2B-横梁(固定在试验机1上)，2C-垂向丝杆，2D-垂向导轨，2E-垂向移动块，2F-横向丝杆，2G-横向移动块，2H-横向电机，3-传动结构，3A-传动电机，3B-齿带，3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种研究水平方向磁场对摩擦界面振动噪声影响的试验装置，其特征是，传动电机(3A)安装在底板(1B)左边，传动电机轴上的主动齿轮经齿带(3B)与安装在从动齿轮轴(3E)上的从动齿轮(3F)啮合，工作平台(3C)经多根立柱(3D)设置在底板(1B)上方，从动齿轮轴(3E)可转动地设置在底板(1B)右边，且从动齿轮轴(3E)由下向上从工作平台(3C)中部的开孔中穿出，从动齿轮轴(3E)顶面上经螺栓固定有下夹具(11)，下夹具(11)顶面上粘贴有盘形下试样(10)，磁场底座(4C)由前后左右四个侧立板围合组成，磁场底座(4C)采用四个L型连接件(4D)经螺栓固定在工作平台(3C)上，左右两个水平滑盒(4B)分别与磁场底座(4C)前、后侧立板上的导槽滑动配合，两个励磁线圈(4A)分别安装在左右两个水平滑盒(4B)内；二维移动结构(2)为：垂向电机(2A)轴与垂向丝杆(2C)固定联接，左、右垂向导轨(2D)固定在横梁(2B)底面上，且左、右垂向导轨活动插入垂向移动块(2E)上的两个导槽中，垂向移动块(2E)由一横板和左、右侧立板一体化构成，其横板中部与垂向丝杆(2C)螺旋连接，横向丝杆(2F)活动地架设在垂向移动块(2E)的左右侧立板上，并与横向电机(2H)轴固定联接，横向丝杆(2F)与横向移动块(2G)内部螺旋连接；横向移动块(2G)下部依次固联二维应变式力传感器(5)和减振框架(6A)，减振块(6B)与减振框架(6A)之间设置有多个减振弹簧(6C)，减振块(6B)下面经螺栓固联有第一上夹具(8A)，第一上夹具(8A)下方旋接有第二上夹具(8B)，球形上试样(9)安装在第二上夹具(8B)的腔体内，且球形上试样(9)与位于其下方的盘形下试样(10)形成偏心位置，三维加速度传感器(7)安装在第一上夹具(8A)上。...

【技术特征摘要】
1.一种研究水平方向磁场对摩擦界面振动噪声影响的试验装置，其特征是，传动电机(3A)安装在底板(1B)左边，传动电机轴上的主动齿轮经齿带(3B)与安装在从动齿轮轴(3E)上的从动齿轮(3F)啮合，工作平台(3C)经多根立柱(3D)设置在底板(1B)上方，从动齿轮轴(3E)可转动地设置在底板(1B)右边，且从动齿轮轴(3E)由下向上从工作平台(3C)中部的开孔中穿出，从动齿轮轴(3E)顶面上经螺栓固定有下夹具(11)，下夹具(11)顶面上粘贴有盘形下试样(10)，磁场底座(4C)由前后左右四个侧立板围合组成，磁场底座(4C)采用四个L型连接件(4D)经螺栓固定在工作平台(3C)上，左右两个水平滑盒(4B)分别与磁场底座(4C)前、后侧立板上的导槽滑动配合，两个励磁线圈(4A)分别安装在左右两个水平滑盒(4B)内；二维移动结构(2)为：垂向电机(2A)轴与垂向丝杆(2C)固定联接，左、右垂向导轨(2D)固定在横梁(2B)底面上，且左、右垂向导轨活动插入垂向移动块(2E)上的两个导槽中，垂向移动块(2E)由一横板和左、右侧立板一体化构成，其横板中部与垂向丝杆(2C)螺旋连接，横向丝杆(2F)活动地架设在垂向移动块(2E)的左右侧立板上，并与横向电机(2H)轴固定联接，横向丝杆(2F)与横向移动块(2G)内部螺旋连接；横向移动块(2G)下部依次固联二维应变式力传感器(5)和减振框架(6A)，减振块(6B)与减振框架(6A)之间设置有多个减振弹簧(6C)，减振块(6B)下面经螺栓固联有第一上夹具(8...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫继良，徐敬业，张琦，王晓翠，朱旻昊，周仲荣，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：新型
国别省市：四川,51