本发明专利技术公开了一种瞬态高速高压摩擦磨损实验装置，属于摩擦磨损实验技术领域。它包括机架、蓄能机构、动力装置、扣机结构和摩擦测试装置；所述动力装置、蓄能机构和摩擦测试装置从左至右装在机架上，动力装置驱动蓄能机构，在机架上位于蓄能机构的压缩处安装有扣机结构，蓄能机构的顶杆正对摩擦测试装置的管口中心部，摩擦测试装置的传感器组件分别装在摩擦测试装置内和机架上。本发明专利技术通过控制摩擦销试样与摩擦筒试样之间的过盈量控制摩擦压力；测量摩擦全过程摩擦压力、速度、摩擦力等关键参数，结构简单、动力源蓄能大、测试方便，实验过程中能同时实现瞬时高速高压摩擦磨损。程中能同时实现瞬时高速高压摩擦磨损。程中能同时实现瞬时高速高压摩擦磨损。
【技术实现步骤摘要】
一种瞬态高速高压摩擦磨损实验装置
[0001]本专利技术属于摩擦磨损测试技术，具体涉及一种瞬态高速高压摩擦磨损实验装置。
技术介绍
[0002]摩擦现象广泛存在于日常生产、生活中，摩擦过程必然伴随着能量损耗和摩擦表面物质的丧失或迁移产生磨损。磨损是机械设备失效的主要原因之一。瞬态高速高压摩擦磨损是指摩擦速度超过二十米每秒、摩擦压力超过1百兆帕至接近材料屈服强度、摩擦时间为毫秒级。随着生产的发展和科技进步，高速、重载工作的机械设备需求越来越多，摩擦磨损问题越发严重，广泛出现于航空航天、船舶、兵器、高速列车以及磨削加工等领域，摩擦磨损问题尤为凸出。
[0003]摩擦磨损实验作为研究摩擦磨损问题最直接有效的手段，其目的是模拟实际工况条件，分析各种因素对摩擦磨损性能的影响，根据需求优化设计参数，考核设计、选材、表面处理等方案。目前现有销盘摩擦磨损实验设备虽然可实现高速摩擦，但设备复杂、体积较大，受限于电机功率，当线速度为几十米每秒时，摩擦压力仅能达到几兆帕到十几兆帕，难以同时实现高速高压摩擦，无法模拟实际瞬态高速高压摩擦磨损环境。
技术实现思路
[0004]本专利技术所要解决的问题是提供一种瞬态高速高压摩擦磨损实验装置，它能解决现有摩擦磨损实验设备复杂，又无法同时实现高速、高压摩擦磨损的问题。
[0005]本专利技术所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括机架、蓄能机构、动力装置、扣机结构和摩擦测试装置，所述动力装置、蓄能机构和摩擦测试装置从左至右装在机架上，动力装置驱动蓄能机构，在机架上位于蓄能机构的压缩处安装有扣机结构，蓄能机构的顶杆正对摩擦测试装置的管口中心部，摩擦测试装置的传感器组件分别装在摩擦测试装置内和机架上。
[0006]本专利技术的瞬态高速高压摩擦磨损测试原理是：
[0007]摩擦销试样套装在蓄能机构的顶杆上，摩擦筒试样置入摩擦测试装置内，摩擦销试样的外径大于摩擦筒试样的内径，通过控制两者之间的过盈量达到控制摩擦压力的目的，实现高压摩擦。在测试前，动力装置带动蓄能机构往后退缩，扣机结构闭锁卡住蓄能机构；当扣机结构解锁时，蓄能机构带动摩擦销试样获得瞬时的高速运动至摩擦筒试样位置后迅速挤进摩擦筒试样内，使得摩擦销试样外圆柱面与摩擦筒试样内圆柱面进行摩擦，各传感器组件对应测出摩擦压力、摩擦力和摩擦速度。
[0008]本专利技术的技术效果是：
[0009]1、通过动力装置缓慢带动蓄能机构蓄能，瞬态释放蓄能为摩擦磨损实验过程提供动力，动力源结构简单、蓄能大，避免了高速高压摩擦过程受限于电机功率而造成的速度和压力同时达到最大的困难。
[0010]2、通过控制摩擦销试样与摩擦筒试样两者之间的过盈量达到控制摩擦压力，摩擦
压力调整实现方便，摩擦磨损实验过程可达到较大的摩擦压力。
[0011]3、扣机结构利用杠杆原理实现蓄能机构预压力的瞬态释放，结构方便，通过扣机结构载荷传递路径，最终实现大幅降低扣机结构释放作用力。
[0012]4、通过力传感器组件直接测量摩擦力、摩擦筒试样周向应变测试结合厚壁圆筒理论获得摩擦压力，激光位移传感器测量摩擦过程位移微分获得摩擦速度，测试方法简单，可获得摩擦全过程压力、速度、摩擦力、摩擦系数等关键参数。
[0013]5、通过调整蓄能机构的弹簧刚度、压缩行程和蓄能机构前端撞击块质量等获得不同的摩擦速度，速度范围大、调节方便，可方便获得较大的摩擦速度。
附图说明
[0014]本专利技术的附图说明如下：
[0015]图1为本专利技术的一个实施例结构示意图；
[0016]图2为图1的剖视图；
[0017]图3为扣机结构的结构示意图；
[0018]图4为扣机结构闭锁状态图；
[0019]图5为扣机结构解锁状态图；
[0020]图6为应变片装在摩擦筒试样外周面的示意图。
[0021]图中，1、机架；11、底座；12、机架主体；13、橡胶块；
[0022]2、蓄能机构；21、撞击块；22、垫块；23弹簧；24芯轴；
[0023]3、动力装置；31、动力源、32、驱动杆；
[0024]4、扣机结构；41、挡板；410、挡板复位扭簧；42、勾心；43、扳机；44、前电磁铁；45、后电磁铁；46、扳机复位扭簧；47、挡板轴；48、勾心轴；49、拨销；
[0025]5、摩擦测试装置；51、筒试样夹具；52、力传感器；53、激光位移传感器；54、应变片；
[0026]6、螺钉；7、摩擦销试样；8、摩擦筒试样。
具体实施方式
[0027]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：
[0028]为了清楚描述
技术实现思路
，本专利申请使用方位词“前”、“后”、“左”、“右”进行表述，所述“前”是指扣机结构解锁时撞击块的运动指向，所述“左”、“右”是依据以上附图的布设方位来确定的，在本专利技术的实际使用方向发生改变，其方位的称谓随之改变，不能视为对专利保护范围的限制。
[0029]如图1和图2所示，本实施例包括机架1、蓄能机构2、动力装置3、扣机结构4和摩擦测试装置5；所述动力装置3、蓄能机构2和摩擦测试装置5从左至右装在机架1上，动力装置3连接蓄能机构2，动力装置3驱动蓄能机构2，在机架1上位于蓄能机构2的压缩处安装有扣机结构4，蓄能机构2的顶杆正对摩擦测试装置5的管口中心部，摩擦测试装置5的传感器组件分别装在摩擦测试装置5内和机架1上。
[0030]本专利技术的运行过程是：
[0031]摩擦销试样7套装在蓄能机构2的顶杆上，摩擦筒试样8置入摩擦测试装置5内，摩擦销试样7的外径大于摩擦筒试样8的内径，通过控制两者之间的过盈量达到控制摩擦压力
的目的，实现高压摩擦。在测试前，动力装置3带动蓄能机构2往后退缩，扣机结构4闭锁卡住蓄能机构2；当扣机结构4解锁时，蓄能机构2带动摩擦销试样7获得瞬时的高速运动至摩擦筒试样8位置后迅速挤进摩擦筒试样8内，使得摩擦销试样7外圆柱面与摩擦筒试样8内圆柱面进行摩擦，各传感器组件对应测出摩擦压力、摩擦力和摩擦速度。
[0032]所述机架1包括底座11、机架主体12和橡胶块13，机架主体12固定在底座11中部，机架主体12左边的底座11上安装动力装置3支架，机架主体12右边的底座11上安装摩擦测试装置5支架，所述机架主体12包括左、右两个板形支柱和连接两个板形支柱的横板，机架主体12两个板形支柱之间固定安装蓄能机构2，橡胶块13贴附于机架主体12右边板形支柱的内侧，用于吸收摩擦销试样7与摩擦筒试样8摩擦完成后蓄能机构2的剩余能量。
[0033]动力装置3包括动力源31和驱动杆32。作为实施例，动力源31为液压缸，驱动杆32为与液压活塞连接的活塞杆。
[0034]作为另一实施例，动力装置3的动力源31为电机，驱动杆32为由电机驱动的电动推杆，具体结构可参见中国专利文献CN215186261 U。
[0035]所述蓄能机构2包括撞击块21、垫块22、弹簧23和芯轴2本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种瞬态高速高压摩擦磨损实验装置，其特征是：包括机架（1）、蓄能机构（2）、动力装置（3）、扣机结构（4）和摩擦测试装置（5）；所述动力装置（3）、蓄能机构（2）和摩擦测试装置（5）从左至右装在机架（1）上，动力装置（3）驱动蓄能机构（2），在机架（1）上位于蓄能机构（2）的压缩处安装有扣机结构（4），蓄能机构（2）的顶杆正对摩擦测试装置（5）的管口中心部，摩擦测试装置（5）的传感器组件分别装在摩擦测试装置内和机架上。2.根据权利要求1所述的瞬态高速高压摩擦磨损实验装置，其特征是：所述机架（1）包括底座（11）、机架主体（12）和橡胶块（13），机架主体（12）固定在底座（11）中部，机架主体（12）左边的底座11上安装动力装置支架，机架主体（12）右边的底座11上安装摩擦测试装置支架，所述机架主体（12）包括左、右两个板形支柱和连接两个板形支柱的横板，机架主体（12）两个板形支柱之间固定安装蓄能机构（2），橡胶块（12）贴附于机架主体（12）右边板形支柱的内侧。3.根据权利要求1或2所述的瞬态高速高压摩擦磨损实验装置，其特征是：所述摩擦测试装置（5）包括筒试样夹具（51）、力传感器（52）、激光位移传感器（53）和应变片（54）；筒试样夹具（51）水平安装在机架（1）的摩擦测试装置支架顶部，筒试样夹具（51）为一台阶孔的圆筒，筒试样夹具（51）的大径孔用于套装摩擦筒试样（9），力传感器（52）装在摩擦筒试样（9）底部的筒试样夹具（51）的内孔台阶面上；激光位移传感器（53）固定于摩擦测试装置支架柱上，应变片（54）粘贴于摩擦筒试样（9）外圆柱面的圆周方向。4.根据权利要求3所述的瞬态高速高压摩擦磨损实验装置，其特征是：所述动力装置（3）有动力源（31）和由动力源带动的驱动杆（32）；所述蓄能机构（2）包括撞击块（21）、弹簧（23）和芯轴（24），所述撞击块（21）为一动块，左面中心部的凸块开有与驱动杆（32）配合的孔槽、右面中心向前伸出顶杆；撞击块周边设有穿通芯轴（24）的过孔；芯轴（24）水平固定在机架主体（12）的两个板形支柱之间，弹簧（23）套装在芯轴（24）上，弹簧夹持在机架主体（12）的左板形支柱面与压撞击块（23）之间；驱动杆（32）与撞击块（21）中心部凸块的孔槽连接，撞击块...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨雕，严波，刘朋科，高华，邓茂，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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