模拟真空环境下轴承摩擦磨损试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种模拟真空环境下轴承摩擦磨损试验装置，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；所述加载系统包括加载机构和升降机构；所述真空系统包括真空罐、摩擦磨损机构、抽气装置、承载组件和波纹管组件；抽气装置通过抽气管连接真空罐，磨损磨损装置设置在真空罐下方，波纹管组件设置在真空罐上方，加载机构的下表面压在波纹管组件上，试验样品连接在承载组件伸入真空罐内部的部分。本实用新型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。具有较高的应用价值。具有较高的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
模拟真空环境下轴承摩擦磨损试验装置


[0001]本技术涉及轴承摩擦磨损试验领域，更具体的说，尤其涉及一种模拟真空环境下轴承摩擦磨损试验装置。

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(真空度10
‑
5Pa ～10
‑
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
‑
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]本技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提出了一种模拟真空环境下轴
承摩擦磨损试验装置，通过本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]本技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种模拟真空环境下轴承摩擦磨损试验装置，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；
[0009]所述加载系统包括加载机构和升降机构；所述升降机构包括升降机架、中间连接板、拉力机、传动杆支座和升降板，所述拉力机固定在所述升降机架顶部，升降板设置在拉力机下方，拉力机的传动杆通过传动杆支座连接升降板，拉力机工作时通过传动杆驱动升降板的升降；所述中间连接板水平固定在升降板下方的升降机架上，升降机构的中间连接板上设置有一个中心通孔和三个承载组件安装孔，摩擦磨损机构设置在中间连接板下方，真空罐固定安装在中间连接板的上表面上；所述加载机构包括承载盘、加载砝码、导杆和导杆支座，所述导杆设置有三根且三根导杆围绕所述承载盘的中心均匀分布，所述导杆支座固定在升降机构的升降板上，所述导杆支座设置有三个，三根导杆的上方依次穿过三个导杆支座；所述加载砝码加载在承载盘上；
[0010]所述真空系统包括真空罐、摩擦磨损机构、抽气装置、承载组件和波纹管组件；
[0011]所述真空罐包括真空罐体，真空罐体上设置有加载端口、承载端口、观察窗、电连接输入端口、电连接输出端口、抽气端口和底部通孔，所述真空罐体的顶部罐盖上绕其中心均匀开设有三个加载端口，真空罐体的底部中心设置有底部通孔，真空罐体的底部绕其中心均匀开设有三个承载端口，观察窗设置在真空罐体的侧面，观察窗用于观察摩擦磨损实验时真空罐内实际情况；电连接输入端口设置在真空罐体的侧面，电连接输入端口用于连接外部设备的输入电缆；所述电连接输出端口设置在真空罐体的侧面，电连接输出端口用于连接外部设备的输出电缆；所述抽气端口设置在真空罐体的侧面，抽气端口通过抽气管连接抽气装置，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；
[0012]所述摩擦磨损机构包括旋转实验平台、转接台、轴承组、磁流体密封轴、第一联轴器、扭矩传感器、第二联轴器、减速器、伺服电机、减速器支架、扭矩传感器支架和驱动底板，所述旋转实验平台固定在转接台上，旋转实验平台的上表面与波纹管组件的底部接触，旋转实验平台的下表面上设置有一圈环形的摩擦区域，旋转实验平台的摩擦区域与试验样品的上表面直接接触；所述转接台的底面上设置有底部安装孔，转接台通过底部安装孔连接磁流体密封轴的输出轴上端，转接台能够跟随磁流体密封轴的输出轴做轴向运动，所述磁流体密封轴的轴套上端通过法兰固定在真空罐的底部通孔外围，磁流体密封轴的轴套外侧固定在中间连接板的中心通孔上；所述磁流体密封轴的输出轴下端依次连接第一联轴器、扭矩传感器、第二联轴器和减速器，所述减速器的输入端连接伺服电机；所述磁流体密封轴的上端设置在固定在真空罐底部的中心部位，磁流体密封轴的上表面覆盖真空罐的底部通孔；所述伺服电机固定在减速器上，减速器通过减速器支架固定在驱动底板上，所述扭矩传感器通过扭矩传感器支架固定在驱动底板上，所述驱动底板固定在升降机构的升降机架上；
[0013]所述波纹管组件设置有三个，三个波纹管组件安装在三个加载端口上；所述波纹管组件包括压盘、防护外壳、第一波纹管和封盖，所述压盘中部设置有竖直设置的压盘轴，压盘轴的上端伸出压盘的上表面形成承压凸起，压盘轴的承压凸起与加载机构的加载盘的
下表面接触，压盘轴的下表面穿过加载端口后压在旋转实验平台的上表面上；所述第一波纹管套装在压盘与加载端口之间的压盘轴上，第一波纹管的上端与压盘密封连接，第一波纹管的下端与加载端口密封连接；所述防护外壳呈管状，防护外壳套装在压盘和第一波纹管外侧，防护外壳的下表面固定在真空罐体的顶部罐盖上，防护外壳的顶部设置有可开闭的封盖；
[0014]所述承载组件设置有三个，所述承载组件包括承载外壳、力传感器、支撑盘、第二波纹管、试件盒和连接轴，三个承载组件的承载外壳固定在中间连接板的三个承载组件安装孔内，承载外壳的上端固定在真空罐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟真空环境下轴承摩擦磨损试验装置，其特征在于：包括真空系统(1)和加载系统(2)，所述真空系统(1)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(2)提供摩擦磨损试验所需的加载平台；所述加载系统(2)包括加载机构(20)和升降机构(21)；所述升降机构(21)包括升降机架(214)、中间连接板、拉力机(210)、传动杆支座(212)和升降板(213)，所述拉力机(210)固定在所述升降机架(214)顶部，升降板(213)设置在拉力机(210)下方，拉力机(210)的传动杆(211)通过传动杆支座(212)连接升降板(213)，拉力机(210)工作时通过传动杆驱动升降板(213)的升降；所述中间连接板水平固定在升降板(213)下方的升降机架(214)上，升降机构(21)的中间连接板上设置有一个中心通孔和三个承载组件(14)安装孔，摩擦磨损机构(11)设置在中间连接板下方，真空罐(10)固定安装在中间连接板的上表面上；所述加载机构(20)包括承载盘、加载砝码、导杆和导杆支座，所述导杆设置有三根且三根导杆围绕所述承载盘的中心均匀分布，所述导杆支座固定在升降机构(21)的升降板(213)上，所述导杆支座设置有三个，三根导杆的上方依次穿过三个导杆支座；所述加载砝码加载在承载盘上；所述真空系统(1)包括真空罐(10)、摩擦磨损机构(11)、抽气装置(12)、承载组件(14)和波纹管组件(13)；所述真空罐(10)包括真空罐体，真空罐体上设置有加载端口(101)、承载端口(105)、观察窗(103)、电连接输入端口(100)、电连接输出端口(102)、抽气端口(104)和底部通孔，所述真空罐体的顶部罐盖上绕其中心均匀开设有三个加载端口(101)，真空罐体的底部中心设置有底部通孔，真空罐体的底部绕其中心均匀开设有三个承载端口(105)，观察窗(103)设置在真空罐体的侧面，观察窗(103)用于观察摩擦磨损实验时真空罐(10)内实际情况；电连接输入端口(100)设置在真空罐体的侧面，电连接输入端口(100)用于连接外部设备的输入电缆；所述电连接输出端口(102)设置在真空罐体的侧面，电连接输出端口(102) 用于连接外部设备的输出电缆；所述抽气端口(104)设置在真空罐体的侧面，抽气端口(104)通过抽气管连接抽气装置(12)，抽气装置(12)抽取所述真空罐(10)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(11)包括旋转实验平台(110)、转接台(111)、磁流体密封轴(112)、第一联轴器(113)、扭矩传感器(114)、第二联轴器(115)、减速器(116)、伺服电机(117)、减速器支架(118)、扭矩传感器支架(119)和驱动底板(1110)，所述旋转实验平台(110)固定在转接台(111)上，旋转实验平台(110)的上表面与波纹管组件(13)的底部接触，旋转实验平台(110)的下表面上设置有一圈环形的摩擦区域，旋转实验平台(110)的摩擦区域与试验样品的上表面直接接触；所述转接台(111)的底面上设置有底部安装孔，转接台(111)通过底部安装孔连接磁流体密封轴(112)的输出轴上端，转接台(111)能够跟随磁流体密封轴(112)的输出轴做轴向运动，所述磁流体密封轴(112)的轴套上端通过法兰固定在真空罐(10)的底部通孔外围，磁流体密封轴(112)的轴套外侧固定在中间连接板的中心通孔上；所述磁流体密封轴(112)的输出轴下端依次连接第一联轴器(113)、扭矩传感器(114)、第二联轴器(115)和减速器(116)，所述减速器(116)的输入端连接伺服电机(117)；所述磁流体密封轴(112)的上端设置在固定在真空罐(10)底部的中心部位，磁流体密封轴(112)的上表面覆盖真空罐(10)的底部通孔；所述伺服电机(117)固定在减速器(116)上，减速器(116)通过减速器支架(118)固定在驱动底板(1110)上，所述扭矩传感器(114)通过扭矩传感器支架
(119)固定在驱动底板(1110)上，所述驱动底板(1110)固定在升降机构(21)的升降机架(214)上；...

【专利技术属性】
技术研发人员：章益栋，单晓杭，沈季胜，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：新型
国别省市：