【技术实现步骤摘要】
摩擦磨损试验系统
本公开涉及摩擦磨损学试验
，尤其涉及一种摩擦磨损试验系统。
技术介绍
针对柴油润滑性的评定方法，最新的国际标准为ISO12156-1:2016，国内行业标准为SH/T0765-2005。目前国内已经能够生产满足以上两种标准的高频往复式试验机，用于柴油润滑性能的检测。2017年SH/T0765标准起草单位联合57家试验室，采用8种代表性柴油样品，对70多台国内外三种品牌的高频往复式柴油润滑性试验机，进行了500多次的盲测比对试验。统计数据表明，国内现有的高频往复式试验机研制水平良莠不齐，技术创新主要集中在外观改进或采用同等效果的技术方案进行替换以规避现有技术，并没有产生基于摩擦磨损的机理研究，用于改进试验精密度的原始创新。造成多种国产试验机的磨瘢试验结果重复性、再现性各有高低，对试验方法的机理认识粗浅。同时，业内对摩擦系数、油膜厚度的测量准确度以及进一步提高磨瘢试验结果的重复性有所需求。
技术实现思路
本公开的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种试验精度较高且功能...
【技术保护点】
1.一种摩擦磨损试验系统，包括底座、激振器、冲程推杆、加热台、油盒、加载机构、第一位移传感器和测力机构，所述激振器设于所述底座，所述冲程推杆可往复移动地穿设于所述激振器并具有自由端，所述自由端设有试验球，所述油盒设于所述加热台上，所述试验片设于所述油盒并位于所述试验球下方，所述加载机构用以使所述试验球对所述试验片产生正压力，所述第一位移传感器用以测量所述冲程推杆与所述激振器之间产生的第一位移，所述测力机构用以测量所述试验球与所述试验片之间的摩擦力；其特征在于，所述摩擦磨损试验系统还包括：/n隔振托板，浮动设于所述底座上，所述加热台通过弹性支架设于所述隔振托板上；/n第二位移...
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种摩擦磨损试验系统，包括底座、激振器、冲程推杆、加热台、油盒、加载机构、第一位移传感器和测力机构，所述激振器设于所述底座，所述冲程推杆可往复移动地穿设于所述激振器并具有自由端，所述自由端设有试验球，所述油盒设于所述加热台上，所述试验片设于所述油盒并位于所述试验球下方，所述加载机构用以使所述试验球对所述试验片产生正压力，所述第一位移传感器用以测量所述冲程推杆与所述激振器之间产生的第一位移，所述测力机构用以测量所述试验球与所述试验片之间的摩擦力；其特征在于，所述摩擦磨损试验系统还包括：
隔振托板，浮动设于所述底座上，所述加热台通过弹性支架设于所述隔振托板上；
第二位移传感器，设于所述隔振托板上，并被配置为测量所述冲程推杆与所述隔振托板之间产生的第二位移；以及
控制系统，电连接于所述第一位移传感器、所述第二位移传感器和所述激振器，所述控制系统被配置为根据所述第一位移和所述第二位移计算出所述冲程推杆的冲程和频率的反馈值，并将所述反馈值与预设值进行比对分析，以此控制所述激振器输出预设的冲程和频率。
2.根据权利要求1所述的摩擦磨损试验系统，其特征在于，所述控制系统包括：
上位控制机构，电连接于所述第一位移传感器和所述第二位移传感器，所述上位控制机构被配置为根据所述第一位移和所述第二位移计算出所述冲程推杆的冲程和频率的反馈值，并将所述反馈值与预设值进行比对分析，计算出电流设定值并发出相应的控制指令；以及
下位控制机构，电连接于所述上位控制机构和所述激振器，所述下位控制机构被配置为根据所述控制指令对所述激振器的驱动电流进行闭环跟踪控制，从而使所述激振器的驱动电流保持为所述电流设定值，进而使所述激振器输出至所述冲程推杆的冲程和频率保持为所述预设值。
3.根据权利要求2所述的摩擦磨损试验系统，其特征在于，所述上位控制机构被配置为分别根据所述激振器处于多个频率时的响应模型建立逆模型，并根据多个所述逆模型采用变结构控制算法计算出所述电流设定值。
4.根据权利要求2所述的摩擦磨损试验系统，其特征在于，所述加热台内设有温度传感器，所述温度传感器电连接于所述上位控制机构，所述温度传感器被配置为测量所述加热台的温度；其中，所述控制系统通过所述上位控制机构采集所述温度传感器测得的温度信息，并根据所述温度信息通过所述上位控制机构控制所述加热台对所述油盒内的油样加热。
5.根据权利要求4所述的摩擦磨损试验系统，其特征在于，所述下位控制机构集成有看门狗电路，所述看门狗电路被配置为在所述上位控制机构失效或与下位控制机构断开连接时，经过一响应时间之后使所述下位控制机构控制所述加热台停止加热。
6.根据权利要求5所述的摩擦磨损试验系统，其特征在于，所述下位控制机构集成有超温保护电路，所述加热台设有温度开关，所述温度开关电连接于所述超温保护电路，所述超温保护电路被配置为在所述上位控制机构失效或所述看门狗电路失效时，且在所述加热台的温度超过所述温度开关的预设的上限温度时，使所述下位控制机构控制所述摩擦磨损试验系统进入停机状态。
7.根据权利要求4所述的摩擦磨损试验系统，其特征在于，所述控制系统利用所述下位控制机构通过先进型PID算法控制所述加热台。
8.根据权利要求4所述的摩擦磨损试验系统，其特征在于，所述温度传感器为3线制的PT100铂电阻；或者，所述温度传感器为4线制的PT100铂电阻。
9.根据权利要求1所述的摩擦磨损试验系统，其特征在于，所述控制系统采用以下步骤计算所述冲程推杆的冲程的反馈值：
采集所述第一位移和所述第二位移；
根据所述第一位移计算所述冲程推杆与所述底座之间产生的第三位移；
将所述第三位移与所述第二位移求差，得到所述隔振托板与所述底座之间产生的第四位移；
根据所述第四位移计算所述隔振托板与所述加热台之间的第五位移；以及
将所述第二位移与所述第五位移求差，得到所述冲程推杆与所述加热台之间产生的第六位移，即得到所述冲程推杆的冲程。
10.根据权利要求9所述的摩擦磨损试验系统，其特征在于，在根据所述第一位移计算所述第三位移的步骤中，包括以下步骤：
根据所述底座、所述激振器和所述冲程推杆的结构关系，定义所述第三位移与所述第一位移之间的第一函数关系；以及
将所述第一位移代入所述第一函数关系中计算得出所述第三位移。
11.根据权利要求10所述的摩擦磨损试验系统，其特征在于，所述第一函数关系为等比例函数关系。
12.根据权利要求9所述的摩擦磨损试验系统，其特征在于，在根据所述第四位移计算所述第五位移的步骤中，包括以下步骤：
根据所述底座、所述隔振托板和所述加热台的结构关系，定义所述第五位移与所述第四位移之间的第二函数关系；以及
将所述第四位移代入所述第二函数关系中计算得出所述第五位移。
13.根据权利要求9所述的摩擦磨损试验系统，其特征在于，在根据所述第一位移计算所述第三位移的步骤中，是根据所述底座、所述激振器和所述冲程推杆的结构关系，定义所述第三位移与所述第一位移之间的第一函数关系，并将所述第一位移代入所述第一函数关系中计算得出所述第三位移；在根据所述第四位移计算所述第五位移的步骤中，是根据所述底座、所述隔振托板和所述加热台的结构关系，定义所述第五位移与所述第四位移之间的第二函数关系，并将所述第四位移代入所述第二函数关系中计算得出所述第五位移；其中，所述第六位移是根据以下计算公式得出：
d6＝d2－f2[f1(d1)－d2]
上式中，f1(x)为所述第一函数关系，f2(x)为所述第二函数关系，d1为所述第一位移，d2为所述第二位移，d3为所述第三位移，d4为所述第四位移，d5为所述第五位移，d6为所述第六位移。
14.根据权利要求1所述的摩擦磨损试验系统，其特征在于，所述第一位移传感器为直线电感式位移传感器；和/或，所述第二位移传感器为激光三角反射式位移传感器。
15.根据权利要求1所述的摩擦磨损试验系统，其特征在于，所述摩擦磨损试验系统还包括：
标识物，固定于所述冲程推杆；
其中，所述第二位移传感器被配置为测量所述标识物与所述隔振托板之间产生位移，从而得到所述冲程推杆与所述隔振托板之间产生的第二位移。
16.根据权利要求1所述的摩擦磨损试验系统，其特征在于，所述控制系统集成有直流恒压源以及峰值和频率固定的交流信号源，所述直流恒压源与所述交流信号源分别电连接于所述试验球和所述试验片，所述直流恒压源与所述交流信号源分别被配置为对所述试验球与所述试验片施加1mV～100mV的特定电压，所述控制系统被配置为测量所述试验球与所述试验片之间的接触阻抗，以此得出所述试验球与所述试验片之间的金属接触比率，并以此表征油样的油膜相对厚度；其中，所述直流恒压源与所述交流信号源被配置为根据试验要求切换。
17.根据权利要求1所述的摩擦磨损试验系统，其特征在于，所述加热台顶部的前端和后端分别设有挡板，两块所述挡板的其中之一具有卡槽；其中，所述油盒的前端和后端的其中之一被配置为与所述卡槽卡掣配合，所述油盒的前端和后端的其中另一与两块所述挡板的其中另一通过连接件可拆装地连接。
18.根据权利要求17所述的摩擦磨损试验系统，其特征在于，所述卡槽呈楔型结构；和/或，所述连接件为螺栓，所述螺栓相对水平面倾斜地穿设于所述挡板与所述油盒之间。
19.根据权利要求1所述的摩擦磨损试验系统，其特征在于，所述加热台的前端和后端分别设有所述弹性支架，每个所述弹性支架呈“Z”型结构且具有两个连接部以及一个支撑部，两个所述连接部分别通过调平螺丝连接于所述加热台的底部和所述隔振托板的顶部，所述支撑部连接于两个所述连接部之间。
20.根据权利要求19所述的摩擦磨损试验系统，其特征在于，所述弹性支架的所述支撑部开设有多个开孔。
21.根据权利要求1所述的摩擦磨损试验系统，其特征在于，所述加热台底部设有隔热垫。
22.根据权利要求21所述的摩擦磨损试验系统，其特征在于，所述隔热垫采用硬质隔热材质制成。
23.根据权利要求1所述的摩擦磨损试验系统，其特征在于，所述加热台顶部设有导热台，所述油盒设于所述导热台上；其中，所述导热台被配置为在所述加热台与所述油盒之间传导热量。
24.根据权利要求23所述的摩擦磨损试验系统，其特征在于，所述导热台采用金属铝制成。
25.根据权利要求23所述的摩擦磨损试验系统，其特征在于，所述导热台内部开设有水套，所述水套内填充有冷冻液。
26.根据权利要求1所述的摩擦磨损试验系统，其特征在于，所述底座固定有支座，所述激振器通过轴承可转动地设于所述支座；其中，所述摩擦磨损试验系统还包括锁定机构，所述锁定机构包括：
双头螺杆，水平设置且两端具有螺头；
锁定杆，固定连接于所述双头螺杆；以及
两个偏心轮，分别设于所述轴承的两端，所述偏心轮的轮心处设有齿轮，两个所述偏心轮的所述齿轮分别与所述双头螺杆的两个螺头传动配合；
其中，所述锁定机构被配置为通过锁定杆带动所述双头螺杆转动，使两个所述偏心轮转动并可调节地抵顶于所述轴承的两端，实现对所述轴承可调节地锁定。
27.根据权利要求26所述的摩擦磨损试验系统，其特征在于，所述摩擦磨损试验系统还包括平衡机构，所述平衡机构包括两个平衡单元，所述平衡单元设于所述激振器与所述底座之间，两个所述平衡单元分别位于所述支座的前侧和后侧，两个所述平衡单元被配置为分别对所述激振器的位于所述支座前侧和后侧的部分施力，从而调节所述激振器相对所述支座转动而保持水平状态。
28.根据权利要求27所述的摩擦磨损试验系统，其特征在于，两个所述平衡单元的至少其中之一包括电磁铁和永磁体，所述电磁铁和所述永磁体的其中之一设于所述激振器，其中另一个设于所述底座，所述电磁铁被配置为通过通电而产生作用于所述永磁体的磁场，从而在所述电磁铁与所述永磁体之间形成一磁吸力或一磁斥力。
技术研发人员：胡晓明，陈大忠，杨鹤，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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