利用链环加载的用于轴承摩擦磨损实验的真空实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种利用链环加载的用于轴承摩擦磨损实验的真空实验装置包括真空系统和加载系统；所述真空系统，提供摩擦磨损试验所需的真空环境和放置试验样品的平台；所述加载系统，提供摩擦磨损试验所需的加载平台；所述真空系统包括真空罐、摩擦磨损机构、抽气装置、加载组件和承载组件；所述真空罐的罐盖上开设三个加载端口，所述加载端口用于连接所述加载系统，所述加载端口上安装所述加载组件，所述加载组件的下端接触所述摩擦磨损机构的旋转试验平台的上端面，所述加载组件用于传递所述加载系统提供的加载力给所述旋转试验平台；本发明专利技术提供的真空系统和加载系统可进行模拟太空真空环境下对轴承的摩擦磨损试验，具有较高的应用价值。较高的应用价值。较高的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
利用链环加载的用于轴承摩擦磨损实验的真空实验装置


[0001]本专利技术涉及轴承摩擦领域领域，更具体的说，尤其涉及一种利用链环加载的用于轴承摩擦磨损实验的真空实验装置。

技术介绍

[0002]随着航空航天技术的发展，越来越多的航空设备都运行于高真空环境下(10
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5Pa～10
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7Pa量级)，真空环境工况会带来特殊的摩擦学问题。例如，真空中缺乏氧和其它大气反应物，金属表面的氧化膜在摩擦过程中很快就被消耗去除，并且难以形成新的氧化膜，因此，摩擦表面很快处于“裸露”状态，新鲜金属表面间直接接触而发生严重的粘着；没有气体的扩散对流来及时带走摩擦热量，摩擦表面的温度将迅速升高，从而改变摩擦材料的物理性能和化学稳定性；液体润滑剂分子在真空中会以很大的速度挥发，造成润滑剂的迅速流失而使润滑失效。要解决真空环境中的润滑难题，开发各种新型润滑材料，必须进行大量的摩擦学实验。
[0003]轴承是航空机械设备中一种重要零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。轴承的工作寿命是在轴承在损坏之前可达到的实际寿命，轴承在实际工作中的损坏通常并非由疲劳所致，而是由磨损、腐蚀、密封损坏等原因造成。要确定轴承在航空设备中的工作寿命，轴承的真空摩擦磨损试验十分重要。
[0004]相比于轴承在实际工况下的摩擦磨损实验而言，实验室模拟试验的环境和工况因素相对容易控制，试验条件变化范围宽，试验成本比较低，可在短时间内获得比较系统的数据。因此，在摩擦学研究中，实验室模拟试验得到了广泛的应用，相应的试验测试设备和技术的开发显得非常重要。
[0005]真空摩擦磨损试验设备是进行真空环境工况中摩擦学设计及润滑材料选择的基本工具。由于真空摩擦磨损试验设备涉及到真空获得、动密封、实时信号采集等难度较大的关键技术，目前国内外用于真空环境下设备的摩擦磨损特性研究的定型产品还非常匮乏。
[0006]国内早期真空摩擦磨损试验设备的主要问题是设备所能提供的真空度太低，不能真实模拟航天器等所工作的宇航高真空环境，此外，设备虽配备了数据采集系统和相应的软件，但因当时技术水平所限，设备的操作维护相对复杂，稳定性也有待提高。而国外真空摩擦磨损试验设备的精度和安全性较高，操作也较方便，例如瑞士CSM公司生产的EA型号的真空摩擦磨损试验设备可提供高达10
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7pa的真空环境，并且测试过程中摩擦力和磨损率可通过传感器及配套软件自动精确测量和计算。但该类设备目前的市场价格较高，采购和售后服务等都不太方便。此外，目前常规用于轴承的摩擦磨损试验装置只适用于常温常压环境，无法满足研究要求，因此需要设计出相应的真空摩擦磨损试验设备来研究轴承在真空使用条件下的摩擦磨损性能。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于解决上述现有技术中的不足，提出了一种利用链环加载的用于
轴承摩擦磨损实验的真空实验装置，通过本专利技术能够进行模拟真空环境下轴承的摩擦磨损试验，具有较高的应用价值。
[0008]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种利用链环加载的用于轴承摩擦磨损实验的真空实验装置，包括真空系统和加载系统；
[0009]所述真空系统，提供摩擦磨损试验所需的真空环境和放置试验样品的平台；
[0010]所述加载系统，提供摩擦磨损试验所需的加载平台；
[0011]所述真空系统包括真空罐、摩擦磨损机构、抽气装置、加载组件和承载组件；
[0012]所述真空罐的罐盖上开设三个加载端口，所述加载端口用于连接所述加载系统，所述加载端口上安装所述加载组件，所述加载组件的下端接触所述摩擦磨损机构的旋转试验平台的上端面，所述加载组件用于传递所述加载系统提供的加载力给所述旋转试验平台，并对所述加载端口起到真空密封的作用，所述真空罐的罐壁上开设一个观察窗，所述观察窗用于观察摩擦磨损试验时所述真空罐内的实际情况，以方便工作人员对试验做进一步的调整，所述真空罐的罐壁上还开设电连接输入端口，所述电连接输入端口用于连接外部设备的输入电缆，所述真空罐的罐壁上还开设电连接输出端口，所述电连接输出端口用于连接外部设备的输出电缆，所述真空罐的罐壁上还开设抽气端口，所述抽气端口用于连接所述抽气装置，所述真空罐的罐底开设三个承载端口并用于安装所述承载组件，所述承载组件用于安装和支撑试验样品，所述试验样品置于所述真空罐的密封室内；
[0013]所述抽气装置通过抽气管上的法兰与所述抽气端口连接，通过所述抽气装置抽取所述真空罐内的气体并达到摩擦磨损试验所需的真空条件；
[0014]所述摩擦磨损机构的所述旋转试验平台的下端面设置摩擦区域，并在试验时与所述试验样品的表面直接接触，所述旋转试验平台的下端面固定连接转接台，所述转接台的下端面开设通孔并连接第一磁流体密封轴的输出轴，所述转接台能够沿着所述第一磁流体密封轴的输出轴做轴向运动，所述第一磁流体密封轴的法兰固定安装在所述真空罐底部中心外围，所述第一磁流体密封轴的输入端固定连接第一联轴器，所述第一磁流体密封轴用于常压和真空环境下的力矩传递，所述第一联轴器的另一端连接扭矩传感器的输出端，所述扭矩传感器固定安装在扭矩传感器支架上，所述扭矩传感器的输入端连接第二联轴器，所述扭矩传感器用于反馈摩擦磨损试验中摩擦磨损机构实际提供的旋转力矩，所述扭矩传感器支架固定安装在驱动底板上，所述驱动底板固定安装在所述加载系统上，所述第二联轴器的另一端连接减速器的输出轴，所述减速器安装在减速器支架上，所述减速器支架安装在所述驱动底板上，所述减速器的输入端固定连接伺服电机，所述伺服电机提供摩擦磨损机构的驱动力；
[0015]所述加载系统包括加载机构和升降机构；
[0016]所述加载机构中的承载盘共有三个并与所述真空罐的三个所述加载端口一一对应，所述承载盘上端面中心位置处固定安装导杆，所述导杆的另一端安装在导杆支座上，所述导杆能够在所述导杆支座上进行轴向移动，所述导杆支座固定安装在所述升降机构的升降板上，在摩擦磨损试验的加载过程中，进行加载的砝码顺着所述导杆加载到所述承载盘上，所述承载盘的下端面中心位置处开设凸台，并与所述加载端口上的所述加载组件中心位置对应，所述凸台通过接触所述加载组件来传递加载力；
[0017]所述升降机构的机架的底板下表面固定安装所述摩擦磨损机构的所述驱动底板，
所述机架的底板上表面固定安装所述真空罐，所述机架的顶板上表面固定安装拉力机，所述拉力机的传动杆通过传动杆支座连接所述升降板，所述传动杆支座固定安装在所述升降板上，所述升降板位于所述机架的顶板下方，所述拉力机驱动所述传动杆带动所述升降板进行竖直方向的移动。
[0018]进一步的，所述砝码呈圆盘状。
[0019]进一步的，所述砝码分为小型砝码和大型砝码，在加载过程中，所述大型砝码顺着所述导杆对所述承载盘进行初步加载，所述小型砝码顺着三根所述导杆中的一根对所述承载盘进行进一步加载。
[0020]进一步的，所述大型砝码平面中心开设通孔，用于通过所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用链环加载的用于轴承摩擦磨损实验的真空实验装置，其特征在于：包括真空系统和加载系统；所述真空系统，提供摩擦磨损试验所需的真空环境和放置试验样品的平台；所述加载系统，提供摩擦磨损试验所需的加载平台；所述真空系统包括真空罐、摩擦磨损机构、抽气装置、加载组件和承载组件；所述真空罐的罐盖上开设三个加载端口，所述加载端口用于连接所述加载系统，所述加载端口上安装所述加载组件，所述加载组件的下端接触所述摩擦磨损机构的旋转试验平台的上端面，所述加载组件用于传递所述加载系统提供的加载力给所述旋转试验平台，并对所述加载端口起到真空密封的作用，所述真空罐的罐壁上开设一个观察窗，所述观察窗用于观察摩擦磨损试验时所述真空罐内的实际情况，以方便工作人员对试验做进一步的调整，所述真空罐的罐壁上还开设电连接输入端口，所述电连接输入端口用于连接外部设备的输入电缆，所述真空罐的罐壁上还开设电连接输出端口，所述电连接输出端口用于连接外部设备的输出电缆，所述真空罐的罐壁上还开设抽气端口，所述抽气端口用于连接所述抽气装置，所述真空罐的罐底开设三个承载端口并用于安装所述承载组件，所述承载组件用于安装和支撑试验样品，所述试验样品置于所述真空罐的密封室内；所述抽气装置通过抽气管上的法兰与所述抽气端口连接，通过所述抽气装置抽取所述真空罐内的气体并达到摩擦磨损试验所需的真空条件；所述摩擦磨损机构的所述旋转试验平台的下端面设置摩擦区域，并在试验时与所述试验样品的表面直接接触，所述旋转试验平台的下端面固定连接转接台，所述转接台的下端面开设通孔并连接第一磁流体密封轴的输出轴，所述转接台能够沿着所述第一磁流体密封轴的输出轴做轴向运动，所述第一磁流体密封轴的法兰固定安装在所述真空罐底部中心外围，所述第一磁流体密封轴的输入端固定连接第一联轴器，所述第一磁流体密封轴用于常压和真空环境下的力矩传递，所述第一联轴器的另一端连接扭矩传感器的输出端，所述扭矩传感器固定安装在扭矩传感器支架上，所述扭矩传感器的输入端连接第二联轴器，所述扭矩传感器用于反馈摩擦磨损试验中摩擦磨损机构实际提供的旋转力矩，所述扭矩传感器支架固定安装在驱动底板上，所述驱动底板固定安装在所述加载系统上，所述第二联轴器的另一端连接减速器的输出轴，所述减速器安装在减速器支架上，所述减速器支架安装在所述驱动底板上，所述减速器的输入端固定连接伺服电机，所述伺服电机提供摩擦磨损机构的驱动力；所述加载系统包括加载机构和升降机构；所述加载机构中的承载盘共有三个并与所述真空罐的三个所述加载端口一一对应，所述承载盘上端面中心位置处固定安装导杆，所述导杆的另一端安装在导杆支座上，所述导杆能够在所述导杆支座上进行轴向移动，所述导杆支座固定安装在所述升降机构的升降板上，在摩擦磨损试验的加载过程中，进行加载的砝码顺着所述导杆加载到所述承载盘上，所述承载盘的下端面中心位置处开设凸台，并与所述加载端口上的所述加载组件中心位置对应，所述凸台通过接触所述加载组件来传递加载力；所述升降机构的机架的底板下表面固定安装所述摩擦磨损机构的所述驱动底板，所述机架的底板上表面固定安装所述真空罐，所述机架的顶板上表面固定安装拉力机，所述拉力机的传动杆通过传动杆支座连接所述升降板，所述传动杆支座固定安装在所述升降板
上，所述升降板位于所述机架的顶板下方，所述拉力机驱动所述传动杆带动所...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈季胜，单晓杭，曹鸿淼，李研彪，叶必卿，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：