往复滑动摩擦测量测试平台制造技术

本发明专利技术专利涉及摩擦力测试，具体涉及往复滑动摩擦测量测试平台，包括底座、摩擦副、样品台、样品位移平台，摩擦副位移平台，还包括第一、第二支撑梁，第一支撑梁自由端设置样品台，该第一支撑梁固定端连接样品位移平台，样品台通过该第一支撑梁承载于样品位移平台上；第二支撑梁自由端设置摩擦副，该第二支撑梁固定端连接摩擦副位移平台，摩擦副通过该第一支撑梁承载于摩擦副位移平台上；第一支撑梁的侧旁设置有第一位移传感器；第二支撑梁的侧旁设置有第二位移传感器。通过这样采用对上述支撑梁的形变位移来检测摩擦力的大小，针对测试毫牛级别的摩擦力测试，在方便实用、经济且精度高的方面拥有优异表现。

Reciprocating Sliding Friction Measuring and Testing Platform

【技术实现步骤摘要】
往复滑动摩擦测量测试平台
本专利技术专利涉及摩擦力测试，具体涉及往复滑动摩擦测量测试平台。
技术介绍
摩擦磨损是生活中常见的现象，每年全世界有大量的能源由摩擦做功所消耗，同时有80％的零件损坏是由各种形式的摩擦磨损引起，因此摩擦磨损问题以及机理成为科研的热点之一。而目前市场上针对摩擦磨损问题实验研究的设备主要分为两种，一种主要是摩擦磨损仪，摩擦磨损仪采用二维力传感器，可以同时测出正压力和往复运动过程中的摩擦力，是宏观摩擦学研究领域比较成熟的实验仪器和设备，所测量的摩擦力与载荷都主要集中在牛顿量级，远远超过实际微载荷下毫牛量级的摩擦力与载荷的力的范围，且造价较高；另外一种主要是原子力显微镜，它主要由带针尖的微悬臂、微悬臂运动检测装置、监控其运动的反馈回路、使样品进行扫描的压电陶瓷扫描器件、计算机控制的图像采集、显示及处理系统组成。是纳米摩擦学研究比较成熟的实验仪器和设备，但因其探针与基片间摩擦接触面积应该都在纳米量级，其力的范围远远不能满足微载荷下毫牛量级的力的需要，摩擦磨损试验中小载荷力的施加与测量的相应设备的缺少以及不成熟。因此，研究适用于介于两者之间的微载荷测试系统变得迫切需要。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于专门针对测试毫牛量级的摩擦力提供一种造价低廉且更加适合于测量毫牛量级的摩擦力的往复滑动摩擦测量测试平台。为了实现上述目的，本申请采用的技术方案是往复滑动摩擦测量测试平台，包括底座、摩擦副和用于固定被测样品的样品台，还包括：样品位移平台，该样品位移平台设置于底座上并承载上述样品台，用于使承载于样品位移平台上的物体在空间内移动；摩擦副位移平台，该摩擦副位移平台设置于底座上并承载用于与样品摩擦的摩擦副，用于使承载于摩擦副位移平台上的物体在空间内移动；以及第一支撑梁，上述第一支撑梁的自由端设置上述的样品台，该第一支撑梁的固定端连接样品位移平台，上述样品台通过该第一支撑梁承载于样品位移平台上；第二支撑梁，上述第二支撑梁的自由端设置上述的摩擦副，该第二支撑梁的固定端连接摩擦副位移平台，上述摩擦副通过该第一支撑梁承载于摩擦副位移平台上；其中上述第一支撑梁的侧旁设置有用于检测其弯曲时其发生的形变位移的非接触式的第一位移传感器；上述第二支撑梁的侧旁设置有用于检测其弯曲时其发生的形变位移的非接触式的第二位移传感器；上述第二位移传感器需测定的第二支撑梁位移的方向与上述第一位移传感器需测定的第一支撑梁位移的方向垂直。这里的第二位移传感器需测定的第二支撑梁位移的方向与上述第一位移传感器需测定的第一支撑梁位移的方向垂直，是为了让第二支撑梁的位移形变是反应对样品施加的压力，第一支撑梁的位移形变是反应样品受到的摩擦力的大小。上述的支撑梁的材质、长短根据需要进行设置，优选的可以采用弹性较好的金属材质。在选定材质、长短尺寸后，标定力与支撑梁位移形变的关系后，可进入测试准备。测试前，将样品设置于设置有样品台的第一支撑梁上，将用于对样品进行摩擦的摩擦副设置在摩擦副位移平台上，当样品台上的样品受到一个往复运动产生的滑动摩擦力时，位移传感器监测第一支撑梁的变形，此时位移传感器产生相应的变化数据，通过数据采集卡采集数据，通过采集的数据以及提前标定的力与位移变形的关系，得到往复运动过程中摩擦力大小，通过这样采用对上述支撑梁的形变位移来检测摩擦力的大小，针对测试毫牛级别的摩擦力测试，在方便实用、经济且精度高的方面拥有优异表现。进一步的是，上述样品位移平台包括第一位移平台和第二位移平台，上述第二位移平台的支撑端承载于第一位移平台的移动端上；上述第一支撑梁的固定端设置于第二位移平台的移动端上。这样将样品位移平台设置为两轴运动平台，以方便在空间内实现多个方便的移动。进一步的是，上述第一位移平台的移动端、第二位移平台的移动端和摩擦副位移平台的移动端的运行轨迹均为直线；上述第一位移平台的移动端运行轨迹、第二位移平台的移动端运行轨迹和摩擦副位移平台的移动端运行轨迹两两相互垂直，设置这样的结构，结构简单、经济实用。进一步的是，上述第一位移传感器通过刚性悬梁承载于样品位移平台上；上述第二位移传感器通过刚性悬梁承载于摩擦副位移平台上。进一步的是，上述刚性悬梁上设置有沿该刚性悬梁长度方向延伸的滑槽，上述第一位移传感器和第二位移传感器通过上述滑槽可上下移动的设置在其所在的刚性悬梁上。这样设置，以方便在对第一支撑梁或第二支撑梁进行长短进行调整、更换时，对位移传感器的上下位置进行调节，以适应不同的支撑梁。进一步的是，上述第一支撑梁的固定端通过连接板组连接上述样品台；上述连接板组由两个位于第一支撑梁侧方的、平行的弹簧片组成，该弹簧片沿摩擦副位移平台的移动端移动方向排列。进一步的是，上述第二支撑梁由两个平行的弹簧片组成，上述摩擦副通过贯穿上述平行的弹簧片的夹具固定在第二支撑梁上。进一步的是，上述第一支撑梁可拆卸式的设置于样品位移平台上；上述第二支撑梁可拆卸式的设置于摩擦副位移平台上，以方便对支撑梁进行更换，针对不同的情况，选用不同材质、长短的支撑梁。这里的可拆卸式连接可以是螺栓连接，也可以是销键连接等。进一步的是，往复滑动摩擦测量测试平台还包括用于密封内腔的外罩，上述底座、样品位移平台和摩擦副位移平台设置于该外罩内，通过设置密封的外罩，可以为试验通过良好甚至最佳的试验环境，让试验数据更加精准。进一步的是，往复滑动摩擦测量测试平台还包括向外罩内填充氮气的氮气瓶，上述氮气瓶通过减压阀与外罩内腔连通；上述外罩上设置有排气口位于外罩外部的单向阀；或者，上述外罩上设置有排气口位于外罩外部的单向阀，该单向阀连接有真空泵。在进行毫牛量级的摩擦力试验时，对试验精准度要求较高，设置上述的氮气瓶或真空泵以使进行测试试验时，可以提供良好的测试环境，保障试验的准确性。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步的说明。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显。或通过本专利技术的实践了解到。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来辅助对本专利技术的理解，附图中所提供的内容及其在本专利技术中有关的说明可用于解释本专利技术，但不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为用于说明实施例一的往复滑动摩擦测量测试平台的示意图；图2为用于说明第一支撑梁示意图；图3为用于说明实施例二外罩关闭时的往复滑动摩擦测量测试平台的示意图；图4为用于说明实施例二外罩打开时的往复滑动摩擦测量测试平台的示意图；；图5为用于说明本往复滑动摩擦测量测试平台测试时的摩擦力与正压力的曲线图；具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本专利技术。在结合附图1-5对本专利技术进行说明前，需要特别指出的是：本专利技术中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。此外，下述说明中涉及到的本专利技术的实施例通常仅是本专利技术一分部的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。关于本专利技术中术语和单位。本专利技术的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”以及它的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。以上对本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.往复滑动摩擦测量测试平台，包括底座、摩擦副和用于固定被测样品的样品台，其特征在于，还包括：样品位移平台，该样品位移平台设置于底座上并承载所述样品台，用于使承载于样品位移平台上的物体在空间内移动；摩擦副位移平台，该摩擦副位移平台设置于底座上并承载用于与样品摩擦的摩擦副，用于使承载于摩擦副位移平台上的物体在空间内移动；以及第一支撑梁，所述第一支撑梁的自由端设置所述的样品台，该第一支撑梁的固定端连接样品位移平台，所述样品台通过该第一支撑梁承载于样品位移平台上；第二支撑梁，所述第二支撑梁的自由端设置所述的摩擦副，该第二支撑梁的固定端连接摩擦副位移平台，所述摩擦副通过该第一支撑梁承载于摩擦副位移平台上；其中所述第一支撑梁的侧旁设置有用于检测其弯曲时其发生的形变位移的非接触式的第一位移传感器；所述第二支撑梁的侧旁设置有用于检测其弯曲时其发生的形变位移的非接触式的第二位移传感器；所述第二位移传感器需测定的第二支撑梁位移的方向与所述第一位移传感器需测定的第一支撑梁位移的方向垂直。

【技术特征摘要】
1.往复滑动摩擦测量测试平台，包括底座、摩擦副和用于固定被测样品的样品台，其特征在于，还包括：样品位移平台，该样品位移平台设置于底座上并承载所述样品台，用于使承载于样品位移平台上的物体在空间内移动；摩擦副位移平台，该摩擦副位移平台设置于底座上并承载用于与样品摩擦的摩擦副，用于使承载于摩擦副位移平台上的物体在空间内移动；以及第一支撑梁，所述第一支撑梁的自由端设置所述的样品台，该第一支撑梁的固定端连接样品位移平台，所述样品台通过该第一支撑梁承载于样品位移平台上；第二支撑梁，所述第二支撑梁的自由端设置所述的摩擦副，该第二支撑梁的固定端连接摩擦副位移平台，所述摩擦副通过该第一支撑梁承载于摩擦副位移平台上；其中所述第一支撑梁的侧旁设置有用于检测其弯曲时其发生的形变位移的非接触式的第一位移传感器；所述第二支撑梁的侧旁设置有用于检测其弯曲时其发生的形变位移的非接触式的第二位移传感器；所述第二位移传感器需测定的第二支撑梁位移的方向与所述第一位移传感器需测定的第一支撑梁位移的方向垂直。2.如权利要求1所述的往复滑动摩擦测量测试平台，其特征在于，所述样品位移平台包括第一位移平台和第二位移平台，所述第二位移平台的支撑端承载于第一位移平台的移动端上；所述第一支撑梁的固定端设置于第二位移平台的移动端上。3.如权利要求2所述的往复滑动摩擦测量测试平台，其特征在于，所述第一位移平台的移动端、第二位移平台的移动端和摩擦副位移平台的移动端的运行轨迹均为直线；所述第一位移平台的移动端运行轨迹、第二位移平台的移动端运行轨迹和摩擦...

【专利技术属性】
技术研发人员：王稳，陈杰，沈建，张胜，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51