一种近样品流体恒温往复式摩擦力测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种近样品流体恒温往复式摩擦力测试装置，包括框架、样品固定机构、施力机构、六维力传感器、往复运动机构；所述施力机构固定连接在所述框架的上端；所述样品固定机构包括上样品夹持装置和下样品台，所述上样品夹持装置连接在所述施力机构下端，所述下样品台设置在所述往复运动机构上；所述往复运动机构设置在所述框架的下端；所述六维力传感器设置在所述上样品夹持装置和施力机构之间。本发明专利技术通过设计采用剪刀撑升降机构和精密螺旋机构串联组合来施加法向载荷，可以增加沿载荷方向的行程和提高施力/受力的测试精度，采用具有内流道的样品夹，可快速控制样品在摩擦测试过程中的温度，减少由摩擦生热对试验结果的影响。响。响。

【技术实现步骤摘要】
一种近样品流体恒温往复式摩擦力测试装置


[0001]本专利技术涉及摩擦力测试
，尤其涉及一种近样品流体恒温往复式摩擦力测试装置。

技术介绍

[0002]摩擦学包含对摩擦、磨损及润滑科学的研究。摩擦力是指两个相互接触的表面具有相互运动或相互运动趋势时互相作用产生的物理力。摩擦力测试装置是摩擦学研究中的重要工具。现有的摩擦力测试装置有测量微纳摩擦力的原子力显微镜和测量宏观摩擦力的摩擦力测试仪，其摩擦的相对运动方式主要分为线性往复式和旋转式。
[0003]针对现有宏观摩擦力测试仪存在的以下问题：
[0004]1、现有技术中，工程设备中用到的摩擦力测试仪器大多都只能采用成品摩擦球头作为测试试样，这些试样通常具有较为固定的材料或形状尺寸，这种情况对于实际测试实验来说有一定的局限性，测试实验人员无法对较为广泛的基于样品材料或形状改变的实验进行研究活动。
[0005]2、在进行摩擦力测试实验时，需要在垂直于相对运动方向，即法向上施加一定的载荷，然后测量沿相对滑动方向的受力。有时为了研究摩擦过程中的振动噪音也需要测量垂直于滑动方向的受力。现有技术装置中，法向载荷施加过程往往不能被实时监控而且精度较低，而且一般不具备测试垂直于滑动方向的受力等功能，给实验结果造成了一定的误差。
[0006]3、在摩擦力测试的过程中，因为摩擦生热，且所产生的热量无法被即时消散，样品温度往往会升高。温度的改变会对测试结果的准确性造成一定影响，增加了实验的不确定性。现有测试装置中，一般对环境进行控温，一方面会需要较长时间使温度稳定，另一方面由于材料和界面热阻的存在很难对高速摩擦过程中产生的摩擦热进行消除。

技术实现思路

[0007]本专利技术目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种近样品流体恒温往复式摩擦力测试装置来解决现有的摩擦力测试实验中存在实验样品尺寸和形状局限、样品快速控温和施力/受力实时高精度测量等问题。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供技术方案如下：
[0009]一种近样品流体恒温往复式摩擦力测试装置，其特征在于：包括框架、样品固定机构、施力机构、六维力传感器、往复运动机构；
[0010]所述施力机构固定连接在所述框架的上端，用于对上样品施加法向载荷；
[0011]所述样品固定机构包括上样品夹持装置和下样品台，所述上样品夹持装置连接在所述施力机构下端，用于固定上样品，所述下样品台设置在所述往复运动机构上，用于固定下样品和稳定温度；
[0012]所述往复运动机构设置在所述框架的下端，用于带动所述下样品台作直线往复运
动；
[0013]所述六维力传感器设置在所述上样品夹持装置和施力机构之间，用于测量摩擦力测试中产生的力和力矩。
[0014]进一步的，所述框架包括四块相互连接的铝制金属板，分别为侧板、上顶板、下底板，所述施力机构固定连接在所述上顶板下侧，所述往复运动机构固定连接在所述下底板上侧。
[0015]进一步的，所述施力机构包括剪刀撑升降机构和精密螺旋机构，所述剪刀撑升降机构的上部固定连接在所述上顶板中心位置，所述精密螺旋机构固定连接在剪刀撑升降机构下部中心位置，所述六维力传感器连接在所述精密螺旋机构下方中心位置。
[0016]进一步的，所述上样品夹持装置包括连接部、夹持部、第一铝块、第二铝块、螺钉、弹簧、全螺纹通丝牙棒，所述连接部上端与所述六维力传感器相连接，所述夹持部连接在连接部下端，所述第一铝块、第二铝块滑动连接在所述夹持部的滑槽上，所述螺钉螺纹连接在所述夹持部上靠近第一铝块的一侧，能够推动第一铝块滑动，所述全螺纹通丝牙棒穿过夹持部固定连接在所述第二铝块上，能够拉动第二铝块滑动，所述弹簧设置在第二铝块和夹持部之间。
[0017]进一步的，所述全螺纹通丝牙棒的末端固定连接有夹板倒边螺母，全螺纹通丝牙棒上螺纹连接有法兰螺母。
[0018]进一步的，所述下样品台包括上端的下样品装夹装置和下端的温控装置，所述下样品装夹装置用于固定下样品，所述温控装置设置在所述往复运动机构上，内部通有恒温流体，用于在摩擦力测试中保持下样品恒温。
[0019]进一步的，所述下样品装夹装置包括样品台本体、推杆、固定块，所述样品台本体上设置有样品槽，所述推杆的一端连接在所述固定块上，另一端螺纹连接在样品台本体边缘，能够推动固定块在样品槽内滑动，所述温控装置包括上端的底板和下端的盖板，所述底板上设置有流体循环口，用于循环注入恒温流体，所述盖板与所述往复运动机构连接。
[0020]进一步的，所述往复运动机构包括电机、导轨、滑块，所述导轨、电机固定连接在所述下底板上，所述滑块滑动连接在所述导轨上，所述电机通过联轴器连接滑块，能够带动滑块沿着导轨滑动，所述下样品台固定连接在滑块上。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过设计采用剪刀撑升降机构(粗调)和精密螺旋机构(精调)串联组合来施加法向载荷，采用六维力传感器进行测力，可以增加沿载荷方向的行程和提高施力/受力的测试精度，采用滑块弹簧装置来对样品进行夹持，降低了传统摩擦力测试仪对测试样品尺寸和形状的苛刻要求；采用具有内流道的样品夹，可快速控制样品在摩擦测试过程中的温度，减少由摩擦生热对试验结果的影响。
附图说明
[0022]图1为本专利技术实施例的整体结构示意图；
[0023]图2为本专利技术实施例上样品夹持装置结构示意图；
[0024]图3为本专利技术实施例往复运动机构结构示意图；
[0025]图4为本专利技术实施例下样品台结构示意图；
[0026]其中：1
‑
上顶板；2
‑
剪刀撑升降机构；3
‑
侧板；4
‑
精密螺旋机构；5
‑
上样品夹持装
置；6
‑
往复运动机构；7
‑
连接板；8
‑
六维力传感器；9
‑
下样品台；10
‑
下底板；11
‑
上样品；51
‑
连接部；52
‑
夹板倒边螺母；53
‑
全螺纹通丝牙棒；54
‑
法兰螺母；55
‑
弹簧；56
‑
第二铝块；57
‑
夹持部；58
‑
第一铝块；59
‑
螺钉；61
‑
滑块；62
‑
导轨；63
‑
电机；91
‑
推杆；92
‑
固定块；93
‑
下样品；94
‑
样品台本体；95
‑
底板；96
‑
盖板；97
‑
流体循环口。
具体实施方式
[0027]为了加深本专利技术的理解，下面我们将结合附图对本专利技术作进一步详述，该实施例仅用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种近样品流体恒温往复式摩擦力测试装置，其特征在于：包括框架、样品固定机构、施力机构、六维力传感器(8)、往复运动机构(6)；所述施力机构固定连接在所述框架的上端，用于对上样品(11)施加法向载荷；所述样品固定机构包括上样品夹持装置(5)和下样品台(9)，所述上样品夹持装置(5)连接在所述施力机构下端，用于固定上样品(11)，所述下样品台(9)设置在所述往复运动机构上，用于固定下样品(93)和稳定温度；所述往复运动机构(6)设置在所述框架的下端，用于带动所述下样品台(9)作直线往复运动；所述六维力传感器(8)设置在所述上样品夹持装置(5)和施力机构之间，用于测量摩擦力测试中产生的力和力矩。2.根据权利要求1所述一种近样品流体恒温往复式摩擦力测试装置，其特征在于：所述框架包括四块相互连接的铝制金属板，分别为侧板(3)、上顶板(1)、下底板(10)，所述施力机构固定连接在所述上顶板(1)下侧，所述往复运动机构(6)固定连接在所述下底板(10)上侧。3.根据权利要求2所述一种近样品流体恒温往复式摩擦力测试装置，其特征在于：所述施力机构包括剪刀撑升降机构(2)和精密螺旋机构(4)，所述剪刀撑升降机构(2)的上部固定连接在所述上顶板(1)中心位置，所述精密螺旋机构(4)固定连接在剪刀撑升降机构(2)下部中心位置，所述六维力传感器(8)连接在所述精密螺旋机构(4)下方中心位置。4.根据权利要求1所述一种近样品流体恒温往复式摩擦力测试装置，其特征在于：所述上样品夹持装置(5)包括连接部(51)、夹持部(57)、第一铝块(58)、第二铝块(56)、螺钉(59)、弹簧(55)、全螺纹通丝牙棒(53)，所述连接部(51)上端与所述六维力传感器(8)相连接，所述夹持部(57)连接在连接部(51)下端，所述第一铝块(58)、第二铝块(56)滑动连接在所述夹持部(57)的滑槽上，所述螺钉(59)螺纹连...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏志勇，鲁一笑，韩东，陈云飞，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：