一种模块化摩擦磨损试验机及其试验方法技术

本发明专利技术公开了一种模块化摩擦磨损试验机及其试验方法，包括壳体、摩擦盘、试样夹持装置、加载装置、压力传感器、无线扭矩传感器和步进电机，壳体左侧安装有加载装置，加载装置内端连接到试样夹持装置，壳体左侧安装有步进电机，步进电机的电机轴通过无线扭矩传感器连接到传动轴，传动轴活动地连接摩擦盘上盲孔内，摩擦盘正对试样夹持装置，压力传感器安装在传动轴内端并抵靠在盲孔内，摩擦盘端面安装有凸出的多个均布摩擦棒，壳体顶部、底部侧面和底部中心分别设置有顶部接入孔、侧面接入孔和余液收集孔，还包括安装在试样上的温度传感器。本发明专利技术操作方便，拆装简单，载荷平稳，功能多样化，模块化设计，适应多种条件下的摩擦腐蚀磨损试验，应用范围广泛。

A Modular Friction and Wear Testing Machine and Its Test Method

【技术实现步骤摘要】
一种模块化摩擦磨损试验机及其试验方法
本专利技术涉及一种模块化摩擦磨损试验机及其试验方法，属于摩擦磨损试验机

技术介绍
摩擦磨损是指两接触面在相对运动时发生的物理化学现象，其具体可拓展至盐雾腐蚀磨损，液体浸蚀磨损，间浸工况磨损等。在这些情况下的摩擦运动具有隐蔽性和测量的不确定性，其危害在生产中显而易见，摩擦磨损会引起材料接触表面破坏，产生裂纹，甚至导致整个系统的失效。相关研究机构的研究表明，全世界每年大约有四分之一的能源消耗在摩擦磨损及其附带作用上，导致国民经济的大量浪费，有五分之四的运动副失效是由于摩擦磨损。为了更好的研究摩擦磨损的内部机理和规律，模块化摩擦磨损试验机的专利技术显得尤为重要。摩擦磨损试验的研究可以揭示摩擦磨损现象本质，并且能较为真实地模拟实际工况，获取最为有效的实验数据，进而采取实际有效的措施来减缓甚至消除磨损，对于研究摩擦磨损现象具有重大意义。现在的摩擦磨损试验机多为整体式设备，内部零件不容易进行拆卸清洗，在试验时容易有不规则方向的振动干扰对结果造成影响，对实验准确性造成不利影响，而且使用功能单一。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种模块化摩擦磨损试验机及其试验方法，以解决上述现有技术中存在的问题。本专利技术采取的技术方案为：一种模块化摩擦磨损试验机，包括壳体、摩擦盘、试样夹持装置、加载装置、压力传感器、无线扭矩传感器和步进电机，壳体左侧安装有加载装置，加载装置内端连接到试样夹持装置，壳体左侧安装有步进电机，步进电机的电机轴通过无线扭矩传感器连接到传动轴，传动轴轴向活动地连接摩擦盘上盲孔内，摩擦盘正对试样夹持装置，压力传感器安装在传动轴内端并抵靠在盲孔内，摩擦盘朝向试样方向端面安装有凸出的多个均布摩擦棒，壳体顶部、底部侧面和底部中心分别设置有顶部接入孔、侧面接入孔和余液收集孔，还包括温度传感器，温度传感器安装在试样上。优选的，上述壳体包括对半割开的壳体一和壳体二，壳体一和壳体二采用螺钉连接，壳体安装在基座上。优选的，上述试样夹持装置包括固定夹紧体、活动夹紧体和夹紧体旋钮杆，补充具体夹紧原理，以及各个部件间具体连接关系和如何动作才能锁紧。优选的，上述加载装置包括加载螺柱、锁紧螺母和压缩弹簧一，加载螺柱内端可旋转地抵靠在试样夹持装置上，外端螺旋连接壳体并穿出壳体后连接锁紧螺母，压缩弹簧一套接在加载螺柱上且两端分别抵靠在壳体内侧面和试样夹持装置上，壳体连接加载螺柱处设置加载圆柱台，加载圆柱台四侧设置加强筋，加载螺柱内端抵靠在止推轴承，止推轴承抵靠在压力传感器上。优选的，上述试样夹持装置还连接有多个周向均布的微调机构，每个微调机构包括定位杆、压缩弹簧二和微调螺母，定位杆内端可旋转地抵靠在试样夹持装置上，外端活动穿出壳体后连接微调螺母，压缩弹簧二套接在定位杆上且两端分别抵靠在壳体外侧面和微调螺母端面上。优选的，上述加载螺柱为中空结构，试样夹持装置中部设置有通孔，温度传感器的电缆穿过加载螺柱和试样夹持装置后安装到试样上。优选的，上述传动轴内端径向中部设置有腰形孔，腰形孔插接有插销，插销两端插接在摩擦盘上。优选的，上述步进电机固定连接在连接板上，连接板固定连接在壳体右侧壁上。优选的，上述壳体为透明材质。一种模块化摩擦磨损试验机的试验方法，该方法为：先检查各个部位的零件是否完整，然后将试样安装在试样夹持装置上，安装四根定位杆和加载螺柱，并在加载螺柱上安装大弹簧，将整个试样夹持装置安装在左边的透明壳体一上，并用壳体一外部的锁紧螺母进行预紧，再用微调机构中的微调螺母进行试样正位，外部观测调整使其垂直，然后将装有压力传感器的摩擦盘通过装有无线扭矩传感器的传动轴连接到步进电机的电机轴上，然后将电化学工作站的三电极测量系统的工作电极和辅助电极分别安装在加载螺柱内端处和侧面接入孔处，最后将壳体一和壳体二固定密封连接，并且将壳体装在基座顶部，然后将基座通过固定孔固定到工作平台上，进行试样的摩擦磨损性能测试时，顺时针旋转加载螺杆，利用压缩弹簧一和加载螺杆产生的推力推动试样夹持装置，使得试样与摩擦棒间进行摩擦加载，压力传感器读取加载力，实时控制加载大小，开启步进电机，设定相应转速，由无线扭矩传感器实时测试摩擦力矩，进行盐雾腐蚀磨损试验时，将顶部接入孔安装盐雾雾化器，余液收集孔连接的旋钮控制流出速度，壳体底部有设定深度的盐雾液体，测量试样和底部液体之间的电势差。本专利技术的有益效果：与现有技术相比，本专利技术效果如下：（1）本摩擦磨损试验机操作方便，拆装简单，载荷平稳，功能多样化，模块化设计，适应多种条件下的摩擦润滑腐蚀磨损特性的试验，应用范围广泛，可作为摩擦学领域的可靠试验设备；（2）本装置是通过加载螺柱和复位弹簧一加载的方式将试验力加载到试样上，由于弹簧具有一定的吸振性，因而可以保证有较高的测试精度；（3）壳体上预留的孔根据不同实验决定开启与闭合状态，整个壳体用四颗螺钉安装在底部的基体上，当做完一遍实验，可以选择性的对壳体进行清洗，保障下次实验时的不确定因素降到最低，整套系统座于基体上，连接处加有密封圈和垫片，保证了实验的准确性，与现有技术相比，本专利技术一种模块化摩擦磨损试验机减少了不规则方向的振动干扰，减小对结果的影响，从而提高实验中模拟测试的准确性，为摩擦学的研究提供了一种可靠的实验设备。附图说明图1是摩擦磨损试验机的俯视结构示意图；图2是图1中A-A剖视结构示意图；图3是摩擦磨损试验机的左视结构示意图；图4是摩擦磨损试验机的立体结构示意图；图5是摩擦磨损试验机壳体一拆除后的轴侧结构示意图；图6是摩擦磨损试验机的后侧立体结构示意图。图中，1、连接板；2、步进电机；3、无线扭矩传感器；4、传动轴；5、插销；6、压力传感器；7、摩擦棒；8、摩擦棒固定旋钮；9、顶部接入孔；10、试样；11、活动夹紧体；12、夹紧体旋钮杆；13、定位杆；14、压缩弹簧一；15、压缩弹簧二；16、微调螺母；17、锁紧螺母；18、加载螺柱；19、温度传感器；20、固定夹紧体；21、侧部接入孔；22、壳体一；23、基座一；24、固定孔；25、余液收集孔；26、基座二；27、壳体二；28、摩擦盘；29、加载圆柱台；30、加强筋；31、止推轴承。具体实施方式下面结合附图及具体的实施例对本专利技术进行进一步介绍。实施例1：如图1-图6所示，一种模块化摩擦磨损试验机，包括壳体、摩擦盘28、试样夹持装置、加载装置、压力传感器6、无线扭矩传感器3和步进电机2，壳体左侧安装有加载装置，加载装置内端连接到试样夹持装置，壳体左侧安装有步进电机2，步进电机2的电机轴通过无线扭矩传感器3连接到传动轴4，传动轴4轴向活动地连接摩擦盘28上盲孔内，摩擦盘28正对试样夹持装置，压力传感器6安装在传动轴4内端并抵靠在盲孔内，摩擦盘28朝向试样方向端面安装有凸出的多个均布摩擦棒7，摩擦棒7插入到摩擦盘28端面后采用摩擦棒固定旋钮8固定，壳体顶部、底部侧面和底部中心分别设置有顶部接入孔9、侧面接入孔21和余液收集孔25，还包括温度传感器19，温度传感器19安装在试样10上。优选的，上述壳体包括对半割开的壳体一22和壳体二27，壳体一22和壳体二27采用螺钉连接，壳体安装在基座上，基座包括对半割开的基座一23和基座二26，基座上设置有固定孔24，通过螺钉穿过固定孔将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模块化摩擦磨损试验机，其特征在于：包括壳体、摩擦盘（28）、试样夹持装置、加载装置、压力传感器（6）、无线扭矩传感器（3）和步进电机（2），壳体左侧安装有加载装置，加载装置内端连接到试样夹持装置，壳体左侧安装有步进电机（2），步进电机（2）的电机轴通过无线扭矩传感器（3）连接到传动轴（4），传动轴（4）轴向活动地连接摩擦盘（28）上盲孔内，摩擦盘（28）正对试样夹持装置，压力传感器（6）安装在加载装置和试样夹持装置处，摩擦盘（28）朝向试样方向端面安装有凸出的多个均布摩擦棒（7），壳体顶部、底部侧面和底部中心分别设置有顶部接入孔（9）、侧面接入孔（21）和余液收集孔（25），还包括温度传感器（19），温度传感器（19）安装在试样（10）上。

【技术特征摘要】
1.一种模块化摩擦磨损试验机，其特征在于：包括壳体、摩擦盘（28）、试样夹持装置、加载装置、压力传感器（6）、无线扭矩传感器（3）和步进电机（2），壳体左侧安装有加载装置，加载装置内端连接到试样夹持装置，壳体左侧安装有步进电机（2），步进电机（2）的电机轴通过无线扭矩传感器（3）连接到传动轴（4），传动轴（4）轴向活动地连接摩擦盘（28）上盲孔内，摩擦盘（28）正对试样夹持装置，压力传感器（6）安装在加载装置和试样夹持装置处，摩擦盘（28）朝向试样方向端面安装有凸出的多个均布摩擦棒（7），壳体顶部、底部侧面和底部中心分别设置有顶部接入孔（9）、侧面接入孔（21）和余液收集孔（25），还包括温度传感器（19），温度传感器（19）安装在试样（10）上。2.根据权利要求1所述的一种模块化摩擦磨损试验机，其特征在于：壳体包括对半割开的壳体一（22）和壳体二（27），壳体一（22）和壳体二（27）采用螺钉连接，壳体安装在基座上。3.根据权利要求1所述的一种模块化摩擦磨损试验机，其特征在于：试样夹持装置包括固定夹紧体（20）、两活动夹紧体（11）和夹紧体旋钮杆（12），两活动夹紧体（11）通过其底部设置的燕尾槽连接到固定夹紧体（20）表面的燕尾导轨上，燕尾导轨中部设置凹槽，夹紧体旋钮杆（12）位于凹槽内且螺旋连接两活动夹紧体（11）。4.根据权利要求1所述的一种模块化摩擦磨损试验机，其特征在于：加载装置包括加载螺柱（18）、锁紧螺母（17）和压缩弹簧一（14），加载螺柱（18）内端可旋转地抵靠在试样夹持装置上，外端螺旋连接壳体并穿出壳体后连接锁紧螺母（17），压缩弹簧一（14）套接在加载螺柱（18）上且两端分别抵靠在壳体内侧面和试样夹持装置上，壳体连接加载螺柱（18）处设置加载圆柱台（29），加载圆柱台（29）四侧设置加强筋（30），加载螺柱（18）内端抵靠在止推轴承（31），止推轴承（31）抵靠在压力传感器（6）上。5.根据权利要求4所述的一种模块化摩擦磨损试验机，其特征在于：试样夹持装置还连接有多个周向均布的微调机构，每个微调机构包括定位杆（13）、压缩...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐正强，土旗，赵一舟，惠佳博，贾通，李俨，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：贵州,52