一种旋转往复摩擦磨损试验机制造技术

本发明专利技术公开了一种旋转往复摩擦磨损试验机。其包括设有机架工作台的机架、旋转试验装置、直线往复试验装置、试验力加载机构、试样装夹模块，旋转试验装置包括旋转驱动电机，旋转驱动电机竖向设置在机架内并位于机架工作台的下部，直线往复试验装置包括往复运动直线电机，往复运动直线电机为音圈电机，往复运动直线电机水平设置在机架上，往复运动直线电机的轴线和旋转驱动电机的轴线垂直相交，试样装夹模块可拆卸地安装在机架工作台上并与旋转驱动电机轴线同轴，试验力加载机构包括升降机构、施力机构，升降机构设在机架上，施力机构包括施力轴、连接在施力轴上的测量传感器、连接在施力轴下端的上试样夹具，施力机构连接在所述升降机构上。

A rotary reciprocating friction and wear testing machine

The invention discloses a rotary reciprocating friction and wear testing machine. It includes a frame equipped with a frame workbench, a rotating test device, a linear reciprocating test device, a test force loading mechanism, and a sample clamping module. The rotating test device includes a rotating drive motor, which is vertically arranged in the frame and located at the lower part of the frame workbench. The linear reciprocating test device includes a reciprocating linear motor, and the reciprocating linear motor is a voice coil Motor, reciprocating linear motor is horizontally arranged on the frame, the axis of reciprocating linear motor and the axis of rotating drive motor intersect vertically, the sample clamping module is detachably installed on the frame workbench and coaxial with the axis of rotating drive motor, the test force loading mechanism includes the lifting mechanism and the force application mechanism, the lifting mechanism is arranged on the frame, and the force application mechanism includes the force application axis The measuring sensor connected to the force application shaft, the upper sample clamp connected to the lower end of the force application shaft, and the force application mechanism connected to the lifting mechanism.

【技术实现步骤摘要】
一种旋转往复摩擦磨损试验机
本专利技术涉及一种旋转往复摩擦磨损试验机，属于摩擦磨损试验机

技术介绍
现有技术中的摩擦磨损试验机存在功能单一的缺陷，例如：直线往复摩擦磨损试验机只能进行往复摩擦磨损的试验，而旋转摩擦磨损试验机只能进行旋转摩擦磨损的试验。由于现有的摩擦磨损试验机功能单一，用户往往需要配置不同功能的试验机，造成大量的资金浪费。并且，现有技术中的直线往复摩擦磨损试验机中普遍采用的直线往复电机，往往仅能适用低频范围或高频范围，适用范围窄，且无法满足微动试验的要求。因此，需要研制一种能够集合旋转摩擦磨损与直线往复摩擦磨损于一体、适用范围广的试验机。另外，本专利技术要解决的次要问题是：在各种垂直加载力试验设备中，传感器测量结构中自重也要进行计量，而且自重力和加载力的方向相反，现有技术中其测量过程非常烦锁，所以这部分的数值，往往采用人工输入的方法进行去除，它影响了自动采集的过程并且影响了测量精度，因此寻找一种新结构方法可解决以上问题。本专利技术要解决的另一个次要问题是：在往复式柱瓦摩擦付摩擦磨损试验中，上下试样的接触是一个非常重要的指标，上下试样摩擦面接触的多少对摩擦力影响至关重要，也影响了材料的摩擦系数，从而也影响了对材料判断的准确性。现有的摩擦磨损试验机上的柱瓦摩擦副中存在因施力不均匀导致上试样与下试样吻合不好的缺陷，影响试验结果。本专利技术要解决的另一个次要问题是：在材料高温状态下摩擦试验是一个重要指标，现有技术中是采用辐射式加温方式来达到高温要求，但辐射式加温对周边器件影响大且功耗大，温度不能达到1000℃左右的高温要求，并且其结构比较复杂。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术提供了一种集合旋转摩擦磨损与直线往复摩擦磨损于一体的旋转往复摩擦磨损试验机。本专利技术是通过如下技术方案来实现的：一种旋转往复摩擦磨损试验机，其特征是：包括设置有机架工作台的机架、旋转试验装置、直线往复试验装置、试验力加载机构、试样装夹模块，所述旋转试验装置包括旋转驱动电机，所述旋转驱动电机竖向设置在所述机架内并位于所述机架工作台的下部，所述直线往复试验装置包括往复运动直线电机，所述往复运动直线电机为音圈电机，所述往复运动直线电机水平设置在所述机架上并位于所述机架工作台上部，所述往复运动直线电机的轴线和所述旋转驱动电机的轴线垂直相交，所述试样装夹模块可拆卸地安装在所述机架工作台上并且与所述旋转驱动电机的轴线同轴，所述试验力加载机构包括升降机构、施力机构，所述升降机构设置在所述机架上，所述施力机构包括施力轴、连接在所述施力轴上的测量传感器、连接在所述施力轴下端的上试样夹具，所述施力机构连接在所述升降机构上。本专利技术中，旋转试验装置和直线往复试验装置分别由不同的电机来驱动，通过更换相应的下试样装夹模块来实现机械转换，两者采用同一个试验力加载机构进行试验力加载。本专利技术中的往复运动直线电机采用音圈电机，其具有高频、高精度的特点，可精准控制往复频率和往复位移的大小，能够很好适应于高频和微动的试验工况，适用范围广，且节能。进一步的，所述升降机构包括固定设置在所述机架上部的加载驱动电机、竖向固定在所述机架上的滚珠丝杠副，所述施力机构通过加载方向移动平台与所述滚珠丝杠副的丝母连接，所述滚珠丝杠副通过皮带传动机构与所述加载驱动电机连接。加载驱动电机驱动皮带传动机构，通过皮带传动机构带动滚珠丝杠副转动，从而带动加载方向移动平台及施力机构升降进行试验力加载。进一步的，为便于对施力轴的位置进行调整，所述升降机构上还设置有X向移动机构，所述X向移动机构包括X向移动平台、驱动X向移动平台移动的X向驱动电机，所述加载方向移动平台下部设置有X向移动导轨，所述X向移动平台滑动设置在所述X向移动导轨上，所述施力机构设置在X向移动平台上。通过X向驱动电机驱动X向移动平台沿X向移动导轨移动，从而带动设置在X向移动平台上的施力机构沿X向移动，以便于进行位置调整。进一步的，所述施力机构上设置有去自重装置，所述去自重装置包括配重块、滑轮机构、加载缓冲弹簧，所述加载缓冲弹簧下端连接在所述施力轴上，其上端连接试验力传感器中心测力点位置，所述滑轮机构包括滑轮安装支架、滑轮、钢丝绳，滑轮安装架固定在所述机架上，所述钢丝绳绕设在所述滑轮上，所述钢丝绳的一端与配重块连接，其另一端穿过所述试验力传感器中心与所述施力轴连接。本专利技术采用滑轮平衡配重方法,滑轮、配重块形成一个配重平衡调整装置，从而消除传感器测量端结构自重，在接触加载物体时就能产生从0开始的加载数值信号，并且与加载方向的力值信号一致,从而使测量数据更加准确，也使测量更加方便。进一步的，为对施力轴进行导向，所述施力轴滑动设置在竖向设置的导向导轨上。本专利技术中的升降机构和去自重装置也可采用如下结构：所述升降机构包括设置在所述机架上的支撑架、竖向设置在所述支撑架上的两根升降丝杠、升降平台、皮带传动机构，所述施力机构设置在所述升降平台上，所述升降平台的两端与设置在两根所述升降丝杠上的丝母连接，所述升降丝杠与所述皮带传动机构连接，所述施力机构上设置有去自重装置，所述去自重装置包括连接杆、下预压紧弹簧、上预压紧弹簧，所述下预压紧弹簧下端与所述施力轴连接，其上端连接连接试验力传感器下端中心测力点位置，所述上预压紧弹簧的下端连接连接试验力传感器上端中心测力点位置，所述连接杆穿过所述上预压紧弹簧、试验力传感器、下预压紧弹簧与所述施力轴连接，所述上预压紧弹簧的上端通过弹簧压板与所述连接杆连接。通过皮带传动机构驱动升降丝杠转动，从而带动升降平台及施力机构进行升降。本专利技术中的去自重装置采用两只弹簧预压的方法来消除自重，从两端将两个弹簧预压到加载力值,此时如果没有自重力两端弹簧压力相等，传感器输出为零，有自重时可通过调整弹簧预压力来调整传感器信号输出为零，则在接触加载物体时就能产生从0开始的加载数值信号,并且与加载方向的力值信号一致,从而使测量数据更加准确，使得测量更加方便。进一步的，为保证测量准确性，在所述下预压紧弹簧与所述试验力传感器下端中心测力点位置之间设置安装有推力轴承的推力轴承座，在所述上预压紧弹簧与所述试验力传感器上端中心测力点位置之间设置安装有推力轴承的推力轴承座。进一步的，所述试样装夹模块为旋转测试用的旋转模块，所述旋转模块包括旋转外壳、可转动地支承在所述旋转外壳内的中心旋转夹具，所述旋转外壳固定在机架工作台上，所述中心旋转夹具与所述旋转驱动电机的电机轴连接。进一步的，所述试样装夹模块为直线往复测试用的往复模块，所述往复模块包括固定座、可动地设置在固定座上的往复运动夹具，所述往复运动夹具通过拉杆与所述往复运动直线电机连接。进一步的，摩擦副为柱-瓦摩擦副，所述施力轴与所述上试样夹具之间连接有加载连接杆，所述上试样夹具上部连接有弹性板簧，所述加载连接杆的下端与所述弹性板簧连接。本专利技术在上试样夹具与施力轴之间设置弹性板簧，使得中心力可由弹性板簧均匀分布上试样与下试样间隙，从而使上下试样在非常吻合状态下进行摩擦运动，有利于提高试验精确度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转往复摩擦磨损试验机，其特征是：包括设置有机架工作台(2)的机架(1)、旋转试验装置、直线往复试验装置、试验力加载机构、试样装夹模块(6)，所述旋转试验装置包括旋转驱动电机(7)，所述旋转驱动电机(7)竖向设置在所述机架(1)内并位于所述机架工作台(2)的下部，所述直线往复试验装置包括往复运动直线电机(8)，所述往复运动直线电机(8)为音圈电机，所述往复运动直线电机(8)水平设置在所述机架(1)上并位于所述机架工作台(2)上部，所述往复运动直线电机(8)的轴线和所述旋转驱动电机(7)的轴线垂直相交，所述试样装夹模块(6)可拆卸地安装在所述机架工作台(2)上并且与所述旋转驱动电机(7)的轴线同轴，所述试验力加载机构包括升降机构、施力机构(4)，所述升降机构设置在所述机架(1)上，所述施力机构(4)包括施力轴(37)、连接在所述施力轴(37)上的测量传感器、连接在所述施力轴(37)下端的上试样夹具(21)，所述施力机构(4)连接在所述升降机构上。/n

【技术特征摘要】
1.一种旋转往复摩擦磨损试验机，其特征是：包括设置有机架工作台(2)的机架(1)、旋转试验装置、直线往复试验装置、试验力加载机构、试样装夹模块(6)，所述旋转试验装置包括旋转驱动电机(7)，所述旋转驱动电机(7)竖向设置在所述机架(1)内并位于所述机架工作台(2)的下部，所述直线往复试验装置包括往复运动直线电机(8)，所述往复运动直线电机(8)为音圈电机，所述往复运动直线电机(8)水平设置在所述机架(1)上并位于所述机架工作台(2)上部，所述往复运动直线电机(8)的轴线和所述旋转驱动电机(7)的轴线垂直相交，所述试样装夹模块(6)可拆卸地安装在所述机架工作台(2)上并且与所述旋转驱动电机(7)的轴线同轴，所述试验力加载机构包括升降机构、施力机构(4)，所述升降机构设置在所述机架(1)上，所述施力机构(4)包括施力轴(37)、连接在所述施力轴(37)上的测量传感器、连接在所述施力轴(37)下端的上试样夹具(21)，所述施力机构(4)连接在所述升降机构上。


2.根据权利要求1所述的旋转往复摩擦磨损试验机，其特征是：所述升降机构包括固定设置在所述机架(1)上部的加载驱动电机(9)、竖向固定在所述机架(1)上的滚珠丝杠副(10)，所述施力机构(4)通过加载方向移动平台(11)与所述滚珠丝杠副(10)的丝母连接，所述滚珠丝杠副(10)通过皮带传动机构与所述加载驱动电机(9)连接。


3.根据权利要求2所述的旋转往复摩擦磨损试验机，其特征是：所述升降机构上还设置有X向移动机构(3)，所述X向移动机构(3)包括X向移动平台(13)、驱动X向移动平台移动的X向驱动电机(5)，所述加载方向移动平台(11)下部设置有X向移动导轨(12)，所述X向移动平台(13)滑动设置在所述X向移动导轨(12)上，所述施力机构(4)设置在X向移动平台(13)上。


4.根据权利要求2或3所述的旋转往复摩擦磨损试验机，其特征是：所述施力机构上设置有去自重装置，所述去自重装置包括配重块(16)、滑轮机构、加载缓冲弹簧(18)，所述加载缓冲弹簧(18)下端连接在所述施力轴(37)上，其上端连接试验力传感器(17)中心测力点位置，所述滑轮机构包括滑轮安装支架(27)、滑轮(15)、钢丝绳(14)，滑轮安装架(27)固定在所述机架(1)上，所述钢丝绳(14)绕设在所述滑轮(15)上，所述钢丝绳(14)的一端与配重块(16)连接，其另一端穿过所述试验力传感器(17)中心与所述施力轴(37)连接。


5.根据权利要求4所述的旋转往复摩擦磨损试验机，其特征是：所述施力轴(37)滑动设置在...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖华，程俊，
申请(专利权)人：济南益华摩擦学测试技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37