一种旋转摩擦磨损实验仪及其控制系统和使用方法技术方案

本发明专利技术涉及材料表面摩擦磨损性能试验设备，具体涉及一种旋转摩擦磨损实验仪及其控制系统和使用方法，包括工控计算机，工控计算机内设有多功能板卡、电机驱动器和放大电路板，还包括旋转摩擦磨损实验仪，旋转摩擦磨损实验仪包括底座、旋转基座、升降机构、机头和连接固定板，旋转基座和升降机构固定在底座上，升降机构连接在旋转基座右端，机头设置在旋转基座和升降机构上端，机头下部设有连接孔，连接孔设置在机头右部，升降机构连接在连接孔内，连接固定板设置在旋转基座和机头左端，连接固定板上部连接机头，连接固定板下部连接旋转基座，旋转基座内设有电机，机头内设有传感器，电机驱动器连接电机，放大电路板连接传感器。

A Rotary Friction and Wear Tester and Its Control System and Application Method

【技术实现步骤摘要】
一种旋转摩擦磨损实验仪及其控制系统和使用方法
本专利技术涉及材料表面摩擦磨损性能试验设备，具体涉及一种旋转摩擦磨损实验仪及其控制系统和使用方法。
技术介绍
近十多年来,材料表面的研究在国防、科技、工业、农业领域得到广泛应用,特别是离子镀涂层在工具、模具、仪器部件、装饰等方面的应用,收到了很大的经济效益和社会效益；因此，涂层的各项机械性能的检测是当前涂层产品开发的关键，涂层产品的各项技术指标也成为供需双方首先关注的焦点。目前现有技术公开的摩擦磨损试验设备有往复式和旋转式，而旋转式试验设备存在以下缺点：一是机械结构设计存在缺陷，造成测量精度不高、测量稳定性差等问题；二是摩擦副结构不合理，严重影响试验数据，三是调节旋转摩擦半径时不能准确测量并显示出摩擦半径的数值，造成的误差影响试验数据的对比，四是使用方法繁琐，不便于操作。
技术实现思路
为克服上述现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种旋转摩擦磨损实验仪及其控制系统和使用方法，增加了试验设备整体的稳定性，使摩擦副结构设计更为合理，同时可以准确测量和显示出摩擦半径的数值，解决了现有技术中存在的问题。本专利技术所采用的技术方案是：一种旋转摩擦磨损实验仪的控制系统，包括工控计算机，工控计算机内设有多功能板卡、电机驱动器和放大电路板，其特征在于：还包括旋转摩擦磨损实验仪，旋转摩擦磨损实验仪包括底座、旋转基座、升降机构、机头和连接固定板，旋转基座和升降机构固定在底座上，升降机构连接在旋转基座右端，机头设置在旋转基座和升降机构上端，机头下部设有连接孔，连接孔设置在机头右部，升降机构连接在连接孔内，连接固定板设置在旋转基座和机头左端，连接固定板上部连接机头，连接固定板下部连接旋转基座，旋转基座内设有电机，机头内设有传感器，电机驱动器连接电机，放大电路板连接传感器。进一步所述所述的旋转基座包括基座体、电机、齿轮齿带、传动轴和转动工作台，基座体连接在底座上，电机竖直固定在基座体内，传动轴通过轴承连接在基座体内，传动轴与电机平行布设，齿轮齿带连接在传动轴和电机下端，转动工作台连接在传动轴上端，所述的机头连接接触头，接触头设置和转动工作台之间。进一步所述机头还包括机头体、压杆、砝码盘、横梁、传感器连接块、传感器、转轴、螺杆和配重块，横梁设置在机头体内，转轴设有两个，转轴对称连接在横梁两边，横梁和机头体通过转轴转动连接，横梁左端连接有压杆，压杆下端连接接触头，压杆上端连接砝码盘，横梁右端连接有螺杆，螺杆上螺纹连接有配重块，传感器设置在横梁下方，传感器设置在转轴左端，传感器连接块连接传感器和横梁，传感器连接块连接在传感器左端，传感器右端连接在机头体内。进一步所述机头还包括传感器支架、滑块、横梁支架、立轴和微分头，机头体内设有滑槽，滑块设置在滑槽内，立轴连接在滑块上端，横梁支架上开设有方孔，方孔水平设置，方孔贯穿横梁支架，横梁穿过方孔，横梁和横梁支架通过转轴转动连接，横梁上开设有条形孔，横梁支架通过轴承连接在立轴上，立轴贯穿横梁支架和条形孔，传感器支架设置在滑块和传感器之间，传感器右端连接在传感器支架上，微分头固定在机头体右端，微分头水平设置，微分头贯穿机头体，微分头的旋转刻度部设置在机头体外部，旋转刻度部设置在配重块下方，微分头的检测头与滑块贴合。进一步所述的升降机构包括筒体、活塞、主轴、涡轮、蜗杆和手轮，涡轮和蜗杆设置在筒体内，涡轮和蜗杆相互啮合，涡轮水平设置，主轴竖直设置，主轴和涡轮通过螺纹连接，活塞连接在主轴上端，活塞上部连接在连接孔内，蜗杆一端伸出筒体连接手轮。进一步所述连接固定板通过紧固螺钉与机头连接，连接固定板上部开设有长条台阶孔，长条台阶孔竖直设置，长条台阶孔内设有台阶面，紧固螺钉穿过长条台阶孔与机头连接，紧固螺钉与台阶面贴合。进一步控制信号依次通过工控计算机、多功能板卡、电机驱动器传递至电机，传感器采集的信号依次通过放大电路板、多功能板卡传递至工控计算机并显示，所述多功能板卡为ISA总线的多功能模入模出接口卡，型号为：SFISA-7012。进一步所述电机驱动器为欧姆龙品牌的：R88D-GT02H-Z，所述电机为欧姆龙品牌的：R88M-G20030H-Z，传感器为摩擦力传感器，传感器型号为：永正牌108AA-1KG。进一步一种旋转摩擦磨损实验仪和控制系统的使用方法步骤如下：a.检测件安装转动手轮使机头上升，然后通过配重块对横梁进行调平，再将检测件水平固定在转动工作台上，转动手轮使机头下降，下降至接触头与检测件接触，拧紧紧固螺钉将机头固定；b.实验仪调整通过微分头调节确定摩擦半径，选择需要的砝码压力，将砝码安装至砝码盘内；c.实验通过工控计算机启动电机，同时传感器将采集到的数据信号实时显示于工控计算机，根据实验要求，到达指定时间时通过工控计算机停止电机，记录实验数据。本专利技术的有益效果是：通过稳定的旋转基座提升设备的旋转稳定性，通过升降机构结合连接固定板将机头和旋转基座固定连接为一体，同时配合底座，进一步提升了设备在运转时的稳定性，避免了设备的抖动等问题，通过升降机构内的蜗轮蜗杆结构以及连接固定板的双重保障，防止机头部在工作过程中上下偏移以及抖动，使试验数据更加精准，通过机头内的机头的精密结构及传感器的位置合理设置，进一步确保了试验数据的真实可靠性，通过微分头调节摩擦半径更加精准，并能够准确显示摩擦半径的数值，同时在试验结束后也能直观的观测到摩擦半径是否发生偏移，使用方便简单，便于操作。附图说明图1是本专利技术旋转摩擦磨损实验仪外形结构示意图；图2是本专利技术旋转基座半剖结构示意图；图3是本专利技术升降机构半剖结构示意图；图4是图3升降机构A-A截面结构示意图；图5是机头半剖结构示意图；图6是机头俯视半剖结构示意图；图7是固定板剖视结构示意图；图8是本专利技术控制系统原理图；图9是本专利技术放大电路板卡原理图；图10是本专利技术实验数据曲线图。图中：1.旋转摩擦磨损实验仪，101.底座，2.旋转基座，201.基座体，204.电机，205.齿轮齿带，206.传动轴，207.转动工作台，3.升降机构，301.筒体，302.活塞，303主轴，306.涡轮，307.蜗杆，308.手轮，4.机头，401.连接孔，402.接触头，403.机头体，404.压杆，405.砝码盘，406.横梁，407.传感器连接块，408.传感器，409.转轴，410.螺杆，411.配重块，412.传感器支架，413.滑块，414.横梁支架，415.立轴，416.微分头，417.滑槽，418.方孔，419.条形孔，420.旋转刻度部，421.检测头，5.固定板，501.长条台阶孔，502.台阶面，6.紧固螺钉，7.工控计算机，8.多功能板卡，9.电机驱动器，10.放大电路板。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明：一种旋转摩擦磨损实验仪的控制系统，包括工控计算机7，工控计算机7内设有多功能板卡8、电机驱动器9和放大电路板10，还包括旋转摩擦磨损实验仪1，旋转摩擦磨损实验仪1包括底座101、旋转基座2、升降机构3、机头4和连接固定板5，旋转基座2和升降机构3固定在底座101上，升降机构3连接在旋转基座2右端，机头4设置在旋转基座2和升降机构3上端，机头4下部设有连接孔401，连接孔401设置在机头4右部，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转摩擦磨损实验仪的控制系统，包括工控计算机（7），工控计算机（7）内设有多功能板卡（8）、电机驱动器（9）和放大电路板（10），其特征在于：还包括旋转摩擦磨损实验仪（1），旋转摩擦磨损实验仪（1）包括底座（101）、旋转基座（2）、升降机构（3）、机头（4）和连接固定板（5），旋转基座（2）和升降机构（3）固定在底座（101）上，升降机构（3）连接在旋转基座（2）右端，机头（4）设置在旋转基座（2）和升降机构（3）上端，机头（4）下部设有连接孔（401），连接孔（401）设置在机头（4）右部，升降机构（3）连接在连接孔（401）内，连接固定板（5）设置在旋转基座（2）和机头（4）左端，连接固定板（5）上部连接机头（4），连接固定板（5）下部连接旋转基座（2），旋转基座（2）内设有电机（204），机头（4）内设有传感器（408），电机驱动器（9）连接电机（204），放大电路板（10）连接传感器（408）。

【技术特征摘要】
1.一种旋转摩擦磨损实验仪的控制系统，包括工控计算机（7），工控计算机（7）内设有多功能板卡（8）、电机驱动器（9）和放大电路板（10），其特征在于：还包括旋转摩擦磨损实验仪（1），旋转摩擦磨损实验仪（1）包括底座（101）、旋转基座（2）、升降机构（3）、机头（4）和连接固定板（5），旋转基座（2）和升降机构（3）固定在底座（101）上，升降机构（3）连接在旋转基座（2）右端，机头（4）设置在旋转基座（2）和升降机构（3）上端，机头（4）下部设有连接孔（401），连接孔（401）设置在机头（4）右部，升降机构（3）连接在连接孔（401）内，连接固定板（5）设置在旋转基座（2）和机头（4）左端，连接固定板（5）上部连接机头（4），连接固定板（5）下部连接旋转基座（2），旋转基座（2）内设有电机（204），机头（4）内设有传感器（408），电机驱动器（9）连接电机（204），放大电路板（10）连接传感器（408）。2.根据权利要求1所述的一种旋转摩擦磨损实验仪，其特征在于：所述所述的旋转基座（2）包括基座体（201）、电机（204）、齿轮齿带（205）、传动轴（206）和转动工作台（207），基座体（201）连接在底座（1）上，电机（204）竖直固定在基座体（201）内，传动轴（206）通过轴承连接在基座体（201）内，传动轴（206）与电机（204）平行布设，齿轮齿带（205）连接在传动轴（206）和电机（204）下端，转动工作台（207）连接在传动轴（206）上端，所述的机头（4）连接接触头（402），接触头（402）设置和转动工作台（207）之间。3.根据权利要求1所述的一种旋转摩擦磨损实验仪，其特征在于：所述机头（4）还包括机头体（403）、压杆（404）、砝码盘（405）、横梁（406）、传感器连接块（407）、传感器（408）、转轴（409）、螺杆（410）和配重块（411），横梁（406）设置在机头体（403）内，转轴（409）设有两个，转轴（409）对称连接在横梁（406）两边，横梁（406）和机头体（403）通过转轴（409）转动连接，横梁（406）左端连接有压杆（404），压杆（404）下端连接接触头（402），压杆（404）上端连接砝码盘（405），横梁（406）右端连接有螺杆（410），螺杆（410）上螺纹连接有配重块（411），传感器（408）设置在横梁（406）下方，传感器（408）设置在转轴（409）左端，传感器连接块（407）连接传感器（408）和横梁（406），传感器连接块（407）连接在传感器（408）左端，传感器（408）右端连接在机头体（403）内。4.根据权利要求3所述的一种旋转摩擦磨损实验仪，其特征在于：所述机头（4）还包括传感器支架（412）、滑块（413）、横梁支架（414）、立轴（415）和微分头（416），机头体（403）内设有滑槽（417），滑块（413）设置在滑槽（417）内，立轴（415）连接在滑块（413）上端，横梁支架（414）上开设有方孔（418），方孔（418）水平设置，方孔（418）贯穿横梁支架（414），横梁（406）穿过方孔（418），横梁（406）和横梁...

【专利技术属性】
技术研发人员：华敏奇，张国珍，
申请(专利权)人：兰州华汇仪器科技有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃,62