一种能够模拟高温环境的重力加载型微动磨损试验设备制造技术

本发明专利技术涉及微动磨损试验设备领域，公开了一种能够模拟高温环境的重力加载型微动磨损试验设备。通过本发明专利技术创造，可提供一种可在正压力恒定条件下，实现在高温液体环境或高温气体环境中进行微动磨损试验的新型试验设备，即一方面由于正压力大小不随磨损量变化而变化，可全程保持恒定，另一方面可通过电热棒加热方式提供高温气体环境或通过注入高温液体方式提供高温液体环境，进而实现在高温环境中进行微动磨损试验的目的，并可以精确测量横向力和横向微动位移量。

A gravity-loaded fretting wear test equipment capable of simulating high temperature environment

The invention relates to the field of fretting wear test equipment, and discloses a gravity loading fretting wear test equipment capable of simulating high temperature environment. The invention provides a new type of test equipment which can carry out fretting wear test in high temperature liquid environment or high temperature gas environment under constant positive pressure condition. On the one hand, the magnitude of positive pressure does not change with the change of wear amount, and it can keep constant throughout, on the other hand, it can be heated by an electric heating rod. The method can provide high temperature gas environment or high temperature liquid environment by injecting high temperature liquid, thus realizing the purpose of fretting wear test in high temperature environment, and can accurately measure transverse force and transverse fretting displacement.

【技术实现步骤摘要】
一种能够模拟高温环境的重力加载型微动磨损试验设备
本专利技术属于微动磨损试验设备领域，具体涉及一种能够模拟高温环境的重力加载型微动磨损试验设备。
技术介绍
微动磨损是指两个接触表面因发生极小振幅的相对运动而造成的表面磨损，一般紧固配合在循环力的作用下可能发生微动磨损。微动磨损可造成紧固表面松动，构成安全隐患；另外，微动磨损也可能造成裂纹的生成和扩展，降低构件寿命。微动磨损是许多零件磨损失效的重要原因之一，因此微动磨损机理研究对抵抗构件失效、提高构件寿命具有极其重要的意义。在实际工况中，许多微动磨损行为发生在高温的液体或者气体环境中，比如核电设备的蒸汽发生器、汽车发动机等。因此高温环境下(高温液体环境和高温气体环境)的微动磨损研究具有重大意义，但是现有的微动试验设备，只能用于单一环境常温实验，同时由于是使用弹力加载，导致磨损前后载荷不一致，精度降低。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术目的在于提供一种能够模拟高温环境的重力加载型微动磨损试验设备。本专利技术所采用的技术方案为：一种能够模拟高温环境的重力加载型微动磨损试验设备，包括底座板、竖直板、伺服电机、丝杆模组、升降台、竖向直线导轨、直角砝码盘、力传感器夹具、上试样夹具、下试样夹具、滑块连接板、横向直线导轨和直线运动电机，其中，所述直角砝码盘上放置有砝码，所述力传感器夹具夹持有用于测量横向力的力传感器，所述横向直线导轨上安装有用于测量对应滑块横向位移量的位移传感器；所述竖直板的底部垂直连接所述底座板，所述伺服电机固定安装在所述竖直板的顶部，并通过所述丝杠模组带动所述升降台上下移动，所述竖向直线导轨固定安装在所述升降台上，所述直角砝码盘安装在所述竖向直线导轨的滑块上，并使所述直角砝码盘的砝码放置面与所述竖向直线导轨垂直，所述力传感器夹具安装在所述直角砝码盘的底部，所述上试样夹具安装在所述力传感器夹具的底部；所述横向直线导轨和所述直线运动电机分别固定安装在所述底座板上，所述直线运动电机的输出端连接所述滑块连接板，所述滑块连接板安装在所述横向直线导轨的滑块上，所述下试样夹具安装在所述滑块连接板上且与所述上试样夹具相对设置，由所述直线运动电机带动所述滑块连接板及所述下试样夹具做横向往复运动；在所述下试样夹具的侧面分别嵌有热电阻加热棒和热电偶传感器，或者在所述滑块连接板上还安装有容纳所述下试样夹具的液体容器。优化的，还包括由半环形横向固定架、定滑轮组、质量块和柔索构成的砝码盘自重平衡机构，其中，所述半环形横向固定架的两端分别固定在所述竖直板的中部，所述定滑轮组固定安装在所述半环形横向固定架上且与所述柔索配合，所述质量块悬空且连接所述柔索的一端，所述柔索的另一端连接所述直角砝码盘。优化的，所述力传感器夹具与所述上试样夹具通过第一隔热陶瓷片隔开安装，其中，所述第一隔热陶瓷片通过第一紧固螺钉安装在所述力传感器夹具的底部，所述上试样夹具通过第二紧固螺钉安装在所述第一隔热陶瓷片的下表面，所述第一紧固螺钉与所述第二紧固螺钉交错布置。优化的，所述下试样夹具与所述滑块连接板通过第二隔热陶瓷片隔开安装，其中，所述第二隔热陶瓷片安装在所述滑块连接板上，所述下试样夹具安装在所述第二隔热陶瓷片的上表面。进一步优化的，所述第二隔热陶瓷片与所述滑块连接板通过中空型隔热陶瓷片夹具隔开安装，其中，所述中空型隔热陶瓷片夹具通过第三紧固螺钉安装在所述滑块连接板上，所述第二隔热陶瓷片通过第四紧固螺钉安装在所述中空型隔热陶瓷片夹具的突出部上。详细优化的，当包括液体容器时，所述液体容器也安装在所述第二隔热陶瓷片上。优化的，所述力传感器夹具由两个相对设置的直角形件构成，所述力传感器被夹持在两直角形件之间。优化的，当包括热电阻加热棒和热电偶传感器时，所述下试样夹具的侧面分别嵌有两个热电阻加热棒和一个热电偶传感器，其中，所述热电偶传感器设置在两热电阻加热棒的中间位置。优化的，当包括液体容器时，所述液体容器由钢化玻璃材质制成，并在所述液体容器的内表面或外表面设有纳米透明隔热涂料层。优化的，所述直线运动电机为音圈直线电机。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术创造提供了一种可在正压力恒定条件下，实现在高温液体环境或高温气体环境中进行微动磨损试验的新型试验设备，即一方面由于正压力大小不随磨损量变化而变化，可全程保持恒定，另一方面可通过电热棒加热方式提供高温气体环境或通过注入高温液体方式提供高温液体环境，进而实现在高温环境中进行微动磨损试验的目的，并可以精确测量横向力和横向微动位移量；(2)由于砝码重力大小等于正压力大小，可方便通过增减砝码质量方式调节正压力大小；(3)在气体环境中实验时，由于试样与下试样夹具直接接触，加热下试样夹具时，热量可直接传递到试样上，试样与下试样夹具温度相等，并可通过调节夹具中的热电阻加热棒的目标温度，调节试验环境的温度；(4)在液体环境中实验时，可通过调节注入液体容器的液体温度改变试验环境的温度；(5)由于力传感器安装在位于上部试样上方的固定夹具中，可保持不动，无惯性力干扰；(6)所述重力加载型微动磨损试验设备还具有试验稳定性高、隔热效果好、易于试验观察和结构简单等优点，便于实际应用和推广。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术提供的能够模拟高温液体环境的重力加载型微动磨损试验设备的立体结构示意图。图2是本专利技术提供的能够模拟高温液体环境的重力加载型微动磨损试验设备的正视结构示意图。图3是本专利技术提供的在能够模拟高温液体环境的重力加载型微动磨损试验设备中隔热结构的立体结构示意图。图4是本专利技术提供的在能够模拟高温气体环境的重力加载型微动磨损试验设备中隔热结构的立体结构示意图。上述附图中:1-底座板；2-竖直板；3-伺服电机；4-丝杆模组；5-升降台；6-竖向直线导轨；7-直角砝码盘；701-砝码；8-力传感器夹具；801-力传感器；802-直角形件；9-上试样夹具；10-下试样夹具；101-热电阻加热棒；102-热电偶传感器；11-滑块连接板；12-横向直线导轨；13-直线运动电机；14-液体容器；15-砝码盘自重平衡机构；151-半环形横向固定架；152-定滑轮组；153-质量块；154-柔索；161-第一隔热陶瓷片；162-第二隔热陶瓷片；17-中空型隔热陶瓷片夹具；181-第一紧固螺钉；182-第二紧固螺钉；183-第三紧固螺钉；184-第四紧固螺钉。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本专利技术，但并不构成对本专利技术的限定。本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。实施例一如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能够模拟高温环境的重力加载型微动磨损试验设备，其特征在于：包括底座板(1)、竖直板(2)、伺服电机(3)、丝杆模组(4)、升降台(5)、竖向直线导轨(6)、直角砝码盘(7)、力传感器夹具(8)、上试样夹具(9)、下试样夹具(10)、滑块连接板(11)、横向直线导轨(12)和直线运动电机(13)，其中，所述直角砝码盘(7)上放置有砝码(701)，所述力传感器夹具(8)夹持有用于测量横向力的力传感器(801)，所述横向直线导轨(12)上安装有用于测量对应滑块横向位移量的位移传感器；所述竖直板(2)的底部垂直连接所述底座板(1)，所述伺服电机(3)固定安装在所述竖直板(2)的顶部，并通过所述丝杠模组(4)带动所述升降台(5)上下移动，所述竖向直线导轨(6)固定安装在所述升降台(5)上，所述直角砝码盘(7)安装在所述竖向直线导轨(6)的滑块上，并使所述直角砝码盘(7)的砝码放置面与所述竖向直线导轨(6)垂直，所述力传感器夹具(8)安装在所述直角砝码盘(7)的底部，所述上试样夹具(9)安装在所述力传感器夹具(8)的底部；所述横向直线导轨(12)和所述直线运动电机(13)分别固定安装在所述底座板(1)上，所述直线运动电机(13)的输出端连接所述滑块连接板(11)，所述滑块连接板(11)安装在所述横向直线导轨(12)的滑块上，所述下试样夹具(10)安装在所述滑块连接板(11)上且与所述上试样夹具(9)相对设置，由所述直线运动电机(13)带动所述滑块连接板(11)及所述下试样夹具(10)做横向往复运动；在所述下试样夹具(10)的侧面分别嵌有热电阻加热棒(101)和热电偶传感器(102)，或者在所述滑块连接板(11)上还安装有容纳所述下试样夹具(10)的液体容器(14)。...

【技术特征摘要】
1.一种能够模拟高温环境的重力加载型微动磨损试验设备，其特征在于：包括底座板(1)、竖直板(2)、伺服电机(3)、丝杆模组(4)、升降台(5)、竖向直线导轨(6)、直角砝码盘(7)、力传感器夹具(8)、上试样夹具(9)、下试样夹具(10)、滑块连接板(11)、横向直线导轨(12)和直线运动电机(13)，其中，所述直角砝码盘(7)上放置有砝码(701)，所述力传感器夹具(8)夹持有用于测量横向力的力传感器(801)，所述横向直线导轨(12)上安装有用于测量对应滑块横向位移量的位移传感器；所述竖直板(2)的底部垂直连接所述底座板(1)，所述伺服电机(3)固定安装在所述竖直板(2)的顶部，并通过所述丝杠模组(4)带动所述升降台(5)上下移动，所述竖向直线导轨(6)固定安装在所述升降台(5)上，所述直角砝码盘(7)安装在所述竖向直线导轨(6)的滑块上，并使所述直角砝码盘(7)的砝码放置面与所述竖向直线导轨(6)垂直，所述力传感器夹具(8)安装在所述直角砝码盘(7)的底部，所述上试样夹具(9)安装在所述力传感器夹具(8)的底部；所述横向直线导轨(12)和所述直线运动电机(13)分别固定安装在所述底座板(1)上，所述直线运动电机(13)的输出端连接所述滑块连接板(11)，所述滑块连接板(11)安装在所述横向直线导轨(12)的滑块上，所述下试样夹具(10)安装在所述滑块连接板(11)上且与所述上试样夹具(9)相对设置，由所述直线运动电机(13)带动所述滑块连接板(11)及所述下试样夹具(10)做横向往复运动；在所述下试样夹具(10)的侧面分别嵌有热电阻加热棒(101)和热电偶传感器(102)，或者在所述滑块连接板(11)上还安装有容纳所述下试样夹具(10)的液体容器(14)。2.如权利要求1所述的一种能够模拟高温环境的重力加载型微动磨损试验设备，其特征在于：还包括由半环形横向固定架(151)、定滑轮组(152)、质量块(153)和柔索(154)构成的砝码盘自重平衡机构(15)，其中，所述半环形横向固定架(151)的两端分别固定在所述竖直板(2)的中部，所述定滑轮组(152)固定安装在所述半环形横向固定架(151)上且与所述柔索(154)配合，所述质量块(153)悬空且连接所述柔索(154)的一端，所述柔索(154)的另一端连接所述直角砝码盘(7)。3.如权利要求1所述的一种能够模拟高温环境的重力加载型微动磨损试验设备，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡振兵，朱旻旻，周仲荣，明仕林，荆建瑛，林禹，丁原，邹浪，吴松波，刘善邦，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51