一种高温往复式摩擦磨损测试设备及测试方法技术

一种高温往复式摩擦磨损测试设备及测试方法，它涉及一种摩擦磨损测试设备及测试方法。本发明专利技术为了解决现有设备存在无法夹持一些异形件和灵活应对不同形状尺寸试样或摩擦副的问题。本发明专利技术的水平往复机构(1)水平安装在壳体(6)上，加热机构(2)内嵌在壳体(6)上，高温夹具(5)安装在加热机构(2)内，竖直加载机构(3)位于高温夹具(5)的正上方，且竖直加载机构(3)的加载杆(39)夹持工件后向摩擦副施加压力，在水平往复机构(1)的协同作用下实现工件在摩擦副上的测试。调节偏心轴：安装试样和摩擦副：炉体升温：试验加载力控制：往复摩擦试验：实验数据分析：高温摩擦磨损实验结束。本发明专利技术用于摩擦磨损测试。明用于摩擦磨损测试。明用于摩擦磨损测试。

【技术实现步骤摘要】
一种高温往复式摩擦磨损测试设备及测试方法


[0001]本专利技术涉及一种摩擦磨损测试设备及测试方法，具体涉及一种高温往复式摩擦磨损测试设备及测试方法。

技术介绍

[0002]高温摩擦磨损实验仪是测试材料表面抵抗磨损能力的设备，在金属材料领域得到广泛应用。目前，公告号为CN202010277387的专利中所公开的高温摩擦磨损测试设备多为销
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盘式，转轴上固定有托盘和摩擦副，加载杆上安装有试样销。测试时摩擦副旋转，试样销静止，以端面接触滑动摩擦的方式测试摩擦磨损性能，且其温度最高为1000℃。而且高温摩擦磨损试验不同于普通实验，需要优先考虑工况并确定磨损形式，才能选定恰当的测试方法。对于一些特殊材料其工况并非旋转的滑动摩擦，销
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盘式设备的测试数据不具有备参考价值。
[0003]公告号为CN202120835798的专利公开了一种往复式摩擦磨损的设备，但是该专利中的实验盘仅适用于一些结构比较规整的平面材料，无法夹持一些异形件(如高温机械密封弹簧)，无法灵活应对不同形状尺寸的试样或摩擦副。
[0004]综上所述，现有往复式摩擦磨损的设备存在无法夹持一些异形件和灵活应对不同形状尺寸试样或摩擦副的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决现有往复式摩擦磨损的设备存在无法夹持一些异形件和灵活应对不同形状尺寸试样或摩擦副的问题。进而提供一种高温往复式摩擦磨损测试设备及测试方法。
[0006]本专利技术的技术方案是：一种高温往复式摩擦磨损测试设备包括壳体、水平往复机构、加热机构、竖直加载机构、水冷机构和高温夹具，水平往复机构水平安装在壳体上，加热机构内嵌在壳体上，高温夹具安装在加热机构内，且水平往复机构的端部与高温夹具连接，并带动高温夹具的下夹具水平往复运动，竖直加载机构位于高温夹具的正上方，且竖直加载机构的加载杆夹持工件后向摩擦副施加压力，在水平往复机构的协同作用下实现工件在摩擦副上的测试；其中，高温夹具包括上夹具和下夹具，上夹具安装在加载杆的端部，上夹具上设有向上内凹的槽体用于夹持工件，下夹具为内凹的槽形体，下夹具位于加热机构内。
[0007]进一步地，水平往复机构包括第一减速电机、曲柄连杆机构、连杆接头导向滑块、两个滑轨、S型力传感器、连杆件和下夹具导向滑块，第一减速电机与曲柄连杆机构连接，连杆接头导向滑块、S型力传感器、连杆件和下夹具导向滑块依次与曲柄连杆机构连接，且连杆接头导向滑块和下夹具导向滑块分别滑动安装在两个滑轨上。
[0008]进一步地，曲柄连杆机构包括曲柄、可调节滑块、偏心轴和连杆，偏心轴转动安装在曲柄的中心，可调节滑块和连杆的一端均安装在偏心轴上，连杆的另一端与连杆接头导向滑块连接。
[0009]进一步地，加热机构包括上盖板、保温炉体、热传感器、加热元件热端和加热元件冷端，保温炉体为槽形炉体，热传感器竖直穿设在保温炉体的底部，加热元件热端和加热元件冷端分别穿过保温炉体的底部并连接，上盖板的内层设有氧化铝耐火材料，上盖板位于保温炉体的正上方，且保温炉体与上盖板之间留有间隙，上盖板的中心加工有通孔。
[0010]进一步地，竖直加载机构包括机架、第二减速电机、滚珠丝杠、丝杠滑台、承载板、导向支座、轮辐式力传感器和加载杆，第二减速电机安装在机架的上端，滚珠丝杠竖直安装在机架内，且第二减速电机的输出轴与滚珠丝杠的上端连接，丝杠滑台与滚珠丝杠连接，承载板安装在机架的外部，承载板与丝杠滑台连接，轮辐式传感器的受力端朝下并通过紧固螺纹孔固定在支撑座顶端，加载杆的上部竖直穿过导向支座的轴心和承载板并向下延伸。
[0011]进一步地，水冷机构包括外部水冷循环泵、水箱、水冷管道、第一水冷腔和第二水冷腔，外部水冷循环泵与水箱连接，第二水冷腔和第一水冷腔由上至下安装在加载杆上，第二水冷腔和第一水冷腔之间通过水冷管道连通，水箱中的冷却水在外部水冷循环泵的作用下依次进入第一水冷腔、水冷管道和第二水冷腔之后流出。
[0012]进一步地，上夹具包括圆柱体和槽体，圆柱体位于槽体的上端并制成一体，圆柱体的外圆周表面上加工有顶推凹槽，槽体上水平加工有第一顶锥螺纹孔和第二顶锥螺纹孔。
[0013]进一步地，下夹具内凹的槽形体上设有下夹具臂，所述下夹具臂上开设有多个沉孔，槽形体的底端面为下夹具平台，下夹具平台上加工有多个圆柱螺纹孔。
[0014]进一步地，多个圆柱螺纹孔以矩形阵列的方式开设。
[0015]本专利技术还提供了一种采用高温往复式摩擦磨损测试设备的测试方法，它包括以下步骤：
[0016]步骤一：调节偏心轴：
[0017]松开可调节滑块的紧固螺钉，对准刻度调节偏心轴的位置；
[0018]步骤二：安装试样和摩擦副：
[0019]将水平往复机构和竖直加载机构分别复位；
[0020]步骤二一：先安装上工件，将样品或摩擦副通过顶推螺丝紧固在上夹具的深孔内，随后将上夹具以顶推紧固的方式与加载杆连接；
[0021]步骤二二：安装下工件，将样品或摩擦副放置在一对夹块中间，通过锁紧螺钉固定夹块并夹紧样品或摩擦副；
[0022]步骤二三：调整各部件位置，使上夹具和上工件、下夹具和下工件以及加载杆的竖直中心轴线保持重合；
[0023]步骤二四：放置上盖板，随后将加载杆和上夹具送入炉体中合适位置，上工件与下工件相距1～2mm；
[0024]步骤三：炉体升温：
[0025]打开冷却水循环泵，接通加热炉电源，设置程序使保温炉体和样品升温至目标温度并保持稳定；
[0026]步骤四：试验加载力控制：加载之前对试验力数据清零；
[0027]先进行预加载：上工件与下工件之间的试验力保持在10N；
[0028]进行静态加载：上工件与下工件之间的试验力自动加载到设定值的范围内；
[0029]进行动态保持：上工件与下工件之间的试验力稳定维持在设定值的范围内；
[0030]步骤五：往复摩擦试验：
[0031]对摩擦力和磨损量进行数据清零，各种实验条件无误后，开启第一减速电机，曲柄连杆机构开始旋转往复运动，进行摩擦磨损测试；
[0032]步骤六：实验数据分析：
[0033]设备实时收集轮辐式力传感器、S型力传感器、拉线式位移传感器和热传感器的电学信号，并自动绘制曲线，计算摩擦力和磨损量与温度、试验力、行程之间的关系；
[0034]计算的原理为μ＝F/N，其中，μ为摩擦系数，F为摩擦力，N为实验加载力；
[0035]步骤七：高温摩擦磨损实验结束后，自动关闭第一减速电机11，自动关闭高温炉加热按钮，待高温炉冷却至室温后，手动关闭冷却水循环泵，手动释放实验力，取出下工件的试样和下工件的摩擦副，至此，完成了高温往复式摩擦磨损测试。
[0036]本专利技术与现有技术相比具有以下效果：
[0037]1、本专利技术的高温往复摩擦磨损试验仪对材料的形状要求宽松，因其采用了上夹具和下夹具分别夹持工件和摩擦副，尤其是上夹具通过螺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温往复式摩擦磨损测试设备，其特征在于：它包括壳体(6)、水平往复机构(1)、加热机构(2)、竖直加载机构(3)、水冷机构(4)和高温夹具(5)，水平往复机构(1)水平安装在壳体(6)上，加热机构(2)内嵌在壳体(6)上，高温夹具(5)安装在加热机构(2)内，且水平往复机构(1)的端部与高温夹具(5)连接，并带动高温夹具(5)的下夹具(52)水平往复运动，竖直加载机构(3)位于高温夹具(5)的正上方，且竖直加载机构(3)的加载杆(39)夹持工件后向摩擦副施加压力，在水平往复机构(1)的协同作用下实现工件在摩擦副上的测试；其中，高温夹具(5)包括上夹具(51)和下夹具(52)，上夹具(51)安装在加载杆(39)的端部，上夹具(51)上设有向上内凹的槽体用于夹持工件，下夹具(52)为内凹的槽形体，下夹具(52)位于加热机构(2)内。2.根据权利要求1所述的一种高温往复式摩擦磨损测试设备，其特征在于：水平往复机构(1)包括第一减速电机(11)、曲柄连杆机构(12)、连杆接头导向滑块(13)、两个滑轨(14)、S型力传感器(16)、连杆件(17)和下夹具导向滑块(18)，第一减速电机(11)与曲柄连杆机构(12)连接，连杆接头导向滑块(13)、S型力传感器(16)、连杆件(17)和下夹具导向滑块(18)依次与曲柄连杆机构(12)连接，且连杆接头导向滑块(13)和下夹具导向滑块(18)分别滑动安装在两个滑轨(14)上。3.根据权利要求1或2所述的一种高温往复式摩擦磨损测试设备，其特征在于：曲柄连杆机构(12)包括曲柄(121)、可调节滑块(122)、偏心轴(123)和连杆(124)，偏心轴(123)转动安装在曲柄(121)的中心，可调节滑块(122)和连杆(124)的一端均安装在偏心轴(123)上，连杆(124)的另一端与连杆接头导向滑块(13)连接。4.根据权利要求3所述的一种高温往复式摩擦磨损测试设备，其特征在于：加热机构(2)包括上盖板(201)、保温炉体(202)、热传感器(203)、加热元件热端(204)和加热元件冷端(205)，保温炉体(202)为槽形炉体，热传感器(203)竖直穿设在保温炉体(202)的底部，加热元件热端(204)和加热元件冷端(205)分别穿过保温炉体(202)的底部并连接，上盖板(201)的内层设有氧化铝耐火材料，上盖板(201)位于保温炉体(202)的正上方，且保温炉体(202)与上盖板(201)之间留有间隙，上盖板(201)的中心加工有通孔。5.根据权利要求4所述的一种高温往复式摩擦磨损测试设备，其特征在于：竖直加载机构(3)包括机架(30)、第二减速电机(31)、滚珠丝杠(32)、丝杠滑台(33)、承载板(34)、导向支座(35)、轮辐式力传感器(36)和加载杆(39)，第二减速电机(31)安装在机架(30)的上端，滚珠丝杠(32)竖直安装在机架(30)内，且第二减速电机(31)的输出轴与滚珠丝杠(32)的上端连接，丝杠滑台(33)与滚珠丝杠(32)连接，承载板(34)安装在机架(30)的外部，承载板(34)与丝杠滑台(33)连接，轮辐式传感器(36)的受力端朝下并通过紧固螺纹孔(38)固定在支撑座(35)顶端，加载杆(39)的上部竖直穿过导向支座(35)的轴心和承载板(34)并向下延伸。6.根据权利要求5所述的一种高温往复式摩...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨治华，周国相，张丰年，刘文进，贾德昌，周玉，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：