一种具有介质注压功能的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具有介质注压功能的摩擦磨损试验机及其试验方法。现有摩擦试验机忽视了对摩擦副中流体介质压强和介质粘度对摩擦副界面中液膜的影响。本发明专利技术的上试样压紧下试样后，小型液压机供液，润滑液体依次经液压管、主轴的径向孔与主轴通液孔、上试样的上试样通液孔到达上试样和下试样的摩擦界面中；接着驱动电机带动下试样与上试样摩擦；流量传感器测润滑液体泄漏量，微位移传感器测摩擦副界面中的流体润滑膜厚度，拉力传感器测上试样受到的摩擦力，振动传感器测上试件的振动，温度传感器测摩擦副界面温度。本发明专利技术能实时测量摩擦力、摩擦界面摩擦系数、流体润滑膜厚度及摩擦副泄漏量，对摩擦副设计和摩擦磨损性能评估提供实验条件。

【技术实现步骤摘要】
一种具有介质注压功能的摩擦磨损试验机及其试验方法
本专利技术属于测试
，具体涉及一种具有介质注压功能的摩擦磨损试验机及其试验方法，可用于端面平面摩擦副摩擦磨损实验。
技术介绍
任何机械设备在工作有相对运动时都会存在摩擦，而机械在没有良好润滑的条件下会存在非正常摩擦磨损，这不仅影响机械正常工作，同时也意味着巨大的社会财富浪费。因此探究摩擦磨损机理、材料的摩擦性能是极为重要的。摩擦磨损试验机做为研究的关键设备有很多种类。国内济南益华试验机厂生产的MMU-2型高速端面摩擦磨损试验机控制方便灵活、转速调节范围大、载荷调节范围广、同时高度自动化，在国内高校应用广泛。摩擦试验机一般通过模拟摩擦面工作状态来检测试件的摩擦性能，目前的试验机一般都是通用型试验机，主要考虑接触形式、材料种类、载荷大小以及温度等因素，测量方法结果单一，忽视了对摩擦副中流体介质压强、试样结构、表面形态以及介质粘度对摩擦副界面中液膜的影响，且通常使用的介质为润滑油和液压油。所以进一步研究载荷大小、试样结构表面形态、介质压力以及粘度和不同种类的材料对摩擦副中流体液膜的影响，以及监测摩擦界面的摩损情况，对流体中摩擦副设计可以提供重要参考。
技术实现思路
针对现有技术的上述不足，本专利技术提出一种可以控制流体介质压力建立摩擦副界面中的流体润滑膜，研究载荷大小、试样结构表面形态、介质压力以及粘度和不同种类的材料对摩擦副中流体液膜的影响，通过传感器实现对摩擦面的摩擦系数、振动情况、温度、润滑膜压力以及泄漏量测量的摩擦磨损试验机及其试验方法。本专利技术一种具有介质注压功能的摩擦磨损试验机，包括试验机箱体、主轴、液压站、液压缸、小型液压机、驱动电机、拉力传感器、温度传感器、振动传感器、驱动电机、转速转矩仪和转轴；所述液压缸的缸体固定在试验机箱体内；所述的液压站与液压缸的进液口通过导管连接，液压缸的活塞杆与主轴通过联轴器I连接；所述的主轴设有一体成型的上试样安装盘，上试样安装盘开设有上试样安装槽；所述上试样安装槽的底部开设有沿周向均布的m个主轴通孔，m≥3；主轴的中心孔为主轴通液孔，主轴通液孔的一端封闭，另一端开口于上试样安装槽的底部；主轴通液孔的侧壁开设有径向孔，径向孔的外端开放设置；所述的小型液压机固定在试验机箱体内，并与主轴的径向孔通过液压管连接；小型液压机上设有压力调节阀；所述拉力传感器的一端固定在试验机箱体内，另一端与主轴外圆柱面通过钢丝连接；所述的钢丝与主轴外圆柱面相切；所述的温度传感器固定在上试样安装盘背面，且温度传感器的测头由上试样安装盘背面穿到与正面平齐；振动传感器固定在上试样安装盘背面；所述的微位移传感器固定在上试样安装盘的上试样安装槽内；驱动电机固定在试验机箱体内；驱动电机的输出轴经转速转矩仪与联轴器II的一端固定，联轴器II的另一端转轴固定；所述的转轴与主轴同轴设置；所述的转轴设有一体成型的下试样安装盘，下试样安装盘开设有沿周向均布的n个转轴通孔，n≥3；所述的盒子固定在试验机箱体内，主轴和转轴均穿过盒子，上试样安装盘和下试样安装盘均置于盒子内；盒子底部开有导流孔，流量传感器置于导流孔处；所述拉力传感器、微位移传感器、温度传感器、振动传感器、转速转矩仪和流量传感器的信号输出端均接控制器，液压缸经换向阀与控制器连接，换向阀、压力调节阀和驱动电机均由控制器控制。优选地，所述的控制器与控制台和显示器连接；控制台设有USB接口。优选地，所述的试验机箱体包括上箱体和下箱体；所述下箱体的顶部固定有桌面，底部固定有箱体底板，侧部固定有下箱体隔板；所述的上箱体和盒子均固定在桌面上；所述上箱体的顶部固定有箱体顶板，侧部固定有上箱体隔板；所述的液压缸固定在箱体顶板上，所述的小型液压机和驱动电机均固定在下箱体隔板上。该具有介质注压功能的摩擦磨损试验机的试验方法，具体如下：步骤一、在上试样上开设上试样通液孔和沿周向均布的m个上试样螺纹孔，下试样上开设下试样螺纹孔。步骤二、将上试样的各上试样螺纹孔与主轴的各主轴通孔一一对应通过螺栓连接，且保证主轴的主轴通液孔与上试样的试样通液孔连通；将下试样的各下试样螺纹孔与转轴的各转轴通孔一一对应通过螺栓连接；上试样与主轴以及下试样与转轴连接的每个螺栓上均套置有密封圈。步骤三、开启液压站的液压泵给液压缸通液，驱动液压缸的活塞杆推出，带动主轴和上试样向下试样靠近，最后使上试样压紧下试样。步骤四、不采用润滑液体时直接执行步骤五，否则选择润滑液体，调整压力调节阀的压力，开启小型液压机供液，润滑液体依次经液压管、主轴的径向孔与主轴通液孔、上试样的上试样通液孔到达上试样和下试样的摩擦界面中。步骤五、结合转速转矩仪设定驱动电机的转速，启动驱动电机，带动下试样与上试样开始相对摩擦；步骤六、流量传感器测量盒子的导流孔处润滑液体的泄漏量，微位移传感器测量摩擦磨损过程中摩擦副界面中形成的流体润滑膜厚度，拉力传感器测量摩擦磨损过程中上试样所受到的摩擦力，振动传感器测量上试件的振动，温度传感器测量摩擦副界面温度，流量传感器、微位移传感器、拉力传感器、振动传感器和温度传感器的信号均传给控制器进行处理。本专利技术具有的有益效果：本专利技术能够实现不同压力、不同介质粘度、不同摩擦速度的摩擦磨损试验，同时能够对不同结构参数、不同表面形貌及不同材料的摩擦副试样进行摩擦磨损试验，能够实时测量摩擦力、摩擦界面摩擦系数、流体润滑膜厚度及摩擦副泄漏量，结构简单，操作方便，能进行流体润滑摩擦磨损和无介质润滑的干摩擦磨损试验，对摩擦副设计和摩擦磨损性能评估和验证提供了实验条件。附图说明图1为本专利技术摩擦磨损试验机的整体结构示意图；图2为图1的左视图；图3为本专利技术中试验机箱体的结构立体图；图4为本专利技术中主轴的结构立体图；图5为本专利技术中转轴的结构立体图；图6为上试样的结构示意图；图7为下试样的结构示意图。图中：1、主轴，1-1、主轴通液孔，1-2、主轴通孔，2、振动传感器，3、流量传感器，4、拉力传感器，5、微位移传感器，6、温度传感器，7、上试样，7-1、上试样通液孔，7-2、上试样螺纹孔，8、下试样，8-1、下试样螺纹孔，9、转轴，9-1、转轴通孔，10、液压站，11、小型液压机，12、液压管，13、导管，14、显示屏，15、控制台，16、箱体，16-1、箱体顶板，16-2、上箱体隔板，16-3、桌面，16-4、下箱体隔板，16-5、箱体底板，17、压力调节阀，18、控制器，19、转速转矩仪，20、联轴器I，21、联轴器II，22、驱动电机，23、液压缸，24、盒子。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做更进一步的说明。如图1、2、4和5所示，一种具有介质注压功能的摩擦磨损试验机，包括试验机箱体16、主轴1、液压站10、液压缸23、小型液压机11、驱动电机22、拉力传感器4、温度传感器6、振动传感器2、驱动电机22、转速转矩仪19和转轴9；液压缸23的缸体固定在试验机箱体16内；液压站10与液压缸23的进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有介质注压功能的摩擦磨损试验机，包括试验机箱体、主轴、液压站、液压缸、驱动电机和转轴，其特征在于：还包括小型液压机、拉力传感器、温度传感器、振动传感器、驱动电机和转速转矩仪；所述液压缸的缸体固定在试验机箱体内；所述的液压站与液压缸的进液口通过导管连接，液压缸的活塞杆与主轴通过联轴器I连接；所述的主轴设有一体成型的上试样安装盘，上试样安装盘开设有上试样安装槽；所述上试样安装槽的底部开设有沿周向均布的m个主轴通孔，m≥3；主轴的中心孔为主轴通液孔，主轴通液孔的一端封闭，另一端开口于上试样安装槽的底部；主轴通液孔的侧壁开设有径向孔，径向孔的外端开放设置；所述的小型液压机固定在试验机箱体内，并与主轴的径向孔通过液压管连接；小型液压机上设有压力调节阀；所述拉力传感器的一端固定在试验机箱体内，另一端与主轴外圆柱面通过钢丝连接；所述的钢丝与主轴外圆柱面相切；所述的温度传感器固定在上试样安装盘背面，且温度传感器的测头由上试样安装盘背面穿到与正面平齐；振动传感器固定在上试样安装盘背面；所述的微位移传感器固定在上试样安装盘的上试样安装槽内；驱动电机固定在试验机箱体内；驱动电机的输出轴经转速转矩仪与联轴器II的一端固定，联轴器II的另一端转轴固定；所述的转轴与主轴同轴设置；所述的转轴设有一体成型的下试样安装盘，下试样安装盘开设有沿周向均布的n个转轴通孔，n≥3；所述的盒子固定在试验机箱体内，主轴和转轴均穿过盒子，上试样安装盘和下试样安装盘均置于盒子内；盒子底部开有导流孔，流量传感器置于导流孔处；所述拉力传感器、微位移传感器、温度传感器、振动传感器、转速转矩仪和流量传感器的信号输出端均接控制器，液压缸经换向阀与控制器连接，换向阀、压力调节阀和驱动电机均由控制器控制。/n...

【技术特征摘要】
1.一种具有介质注压功能的摩擦磨损试验机，包括试验机箱体、主轴、液压站、液压缸、驱动电机和转轴，其特征在于：还包括小型液压机、拉力传感器、温度传感器、振动传感器、驱动电机和转速转矩仪；所述液压缸的缸体固定在试验机箱体内；所述的液压站与液压缸的进液口通过导管连接，液压缸的活塞杆与主轴通过联轴器I连接；所述的主轴设有一体成型的上试样安装盘，上试样安装盘开设有上试样安装槽；所述上试样安装槽的底部开设有沿周向均布的m个主轴通孔，m≥3；主轴的中心孔为主轴通液孔，主轴通液孔的一端封闭，另一端开口于上试样安装槽的底部；主轴通液孔的侧壁开设有径向孔，径向孔的外端开放设置；所述的小型液压机固定在试验机箱体内，并与主轴的径向孔通过液压管连接；小型液压机上设有压力调节阀；所述拉力传感器的一端固定在试验机箱体内，另一端与主轴外圆柱面通过钢丝连接；所述的钢丝与主轴外圆柱面相切；所述的温度传感器固定在上试样安装盘背面，且温度传感器的测头由上试样安装盘背面穿到与正面平齐；振动传感器固定在上试样安装盘背面；所述的微位移传感器固定在上试样安装盘的上试样安装槽内；驱动电机固定在试验机箱体内；驱动电机的输出轴经转速转矩仪与联轴器II的一端固定，联轴器II的另一端转轴固定；所述的转轴与主轴同轴设置；所述的转轴设有一体成型的下试样安装盘，下试样安装盘开设有沿周向均布的n个转轴通孔，n≥3；所述的盒子固定在试验机箱体内，主轴和转轴均穿过盒子，上试样安装盘和下试样安装盘均置于盒子内；盒子底部开有导流孔，流量传感器置于导流孔处；所述拉力传感器、微位移传感器、温度传感器、振动传感器、转速转矩仪和流量传感器的信号输出端均接控制器，液压缸经换向阀与控制器连接，换向阀、压力调节阀和驱动电机均由控制器控制。


2.根据权利要求1所述一种具有介质注压功能的摩擦磨损试验机，其特征在于：所述的控制器与控制台和显示器连接；控制台设...

【专利技术属性】
技术研发人员：毋少峰，郭健，王志强，何寒锋，戴泽君，项锦波，高殿荣，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33