【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及深海环境摩擦磨损测试，具体是一种深海高压低温环境销盘式旋转摩擦磨损测试系统。
技术介绍
1、随着经济的加速发展，为缓解陆地资源的短缺，深海资源开发越来越受到人们的关注，深海下处于高压、低温、腐蚀等极端环境，致使各类探测、开采机械部件面临严峻的考验；针对此环境工况下运行工作部件材料，国内外科研人员已投入大量人力物力进行研发，现有模拟深海环境下摩擦磨损的测试设备大多都是在常压下使用人工合成海水进行测试，无法真实有效的反映出材料在高压、低温海水环境中的使役性能；也有极少数科研人员搭建了模拟高压、海水环境中材料的摩擦磨损检测设备，通过在密闭的压力容器中通入人工配制的海水，然后进行增压，压力升高过程中海水温度也在上升，因此，该环境与深海实际低温情况相反，同时摩擦形式基本都为盘盘摩擦，由于加载旋转轴刚性原因很难保证摩擦面的平行，导致对材料的摩擦测试数据误差较大。另外，现有的测试设备（cn 116773385 a）载荷采用腔体内电磁加载方式，载荷传感器安装在电磁推动器和加载盘之间，加载盘四周密封，由于加载盘在试验中时刻处于运动状态，导致密封圈极易磨损，使海水渗入对电磁加载台和载荷传感器造成毁坏。因此，研制一款结构简单耐用并能模拟不同海洋深度环境下销盘摩擦磨损设备是十分必要的。
技术实现思路
1、基于以上所述，本专利技术的目的是提供一种深海高压低温环境销盘式旋转摩擦磨损测试系统，通过在密闭舱体中通入海水，对海水进行增压和降温，使其达到深海条件，同时主轴通过动密封方式完成材料在腔体环境
2、为实现其目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种深海高压低温环境销盘式旋转摩擦磨损测试系统，包括销盘式摩擦磨损测试设备、环境控制系统和计算机控制系统；
4、所述销盘式摩擦磨损测试设备包括l型设备机架，l型设备机架横部顶面设有密闭的海水环境测试舱，海水环境测试舱内底部固设下试样支撑轴，下试样支撑轴顶部设有下试样安装台，下试样安装台中部设有燕尾槽，燕尾槽内配合安装销试样安装块并通过紧固螺丝紧固，销试样安装块上设有不同尺寸的销试样安装孔，销试样安装孔内插设销试样；l型设备机架纵部顶端设有升降滑台，升降滑台通过设于l型设备机架纵部外侧的电推缸驱动；
5、所述海水环境测试舱整体为顶部开口的圆筒状结构，顶部开口处连接密封盖，密封盖中心通过旋转直线导轨贯穿设置下部分旋转加载主轴，下部分旋转加载主轴底部设有上试样盘，上试样盘底面通过定位销安装盘试样，盘试样与下试样支撑轴同轴；下部分旋转加载主轴上方设有纵向同轴的上部分旋转加载主轴；所述上部分旋转加载主轴和下部分旋转加载主轴之间设有压扭复合传感器，上部分旋转加载主轴下部及压扭复合传感器外周包覆波纹管密封件，波纹管密封件顶部设有贯穿上部分旋转加载主轴的升降平台，所述升降平台水平安装于升降滑台正面板的底部，位于升降平台上方的所述上部分旋转加载主轴顶端通过联轴器与旋转伺服电机轴端连接，所述旋转伺服电机与升降滑台上部连接；
6、所述环境控制系统包括高压控制组件和低温控制组件，所述高压控制组件包括设于海水环境测试舱密封盖顶部的升压充气口和压力表，所述升压充气口与增压机出气口相连通；所述低温控制组件包括包覆于海水环境测试舱外周的冷却铜管，冷却铜管外周设有保温层。
7、所述计算机控制系统用于测试过程中的人机交互，其信号输出端分别与电推缸、旋转伺服电机电连接，计算机控制系统的信号输入端与压扭复合传感器电连接。
8、作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述l型设备机架纵部中间到顶端设有开口朝上的u型槽，u型槽内设有导轨，升降滑台通过滑块与所述导轨滑动连接；所述电推缸通过电推缸安装板倒装于升降滑台背面板底部。
9、进一步地，所述上试样盘底端面设有向内凹陷的圆形试样托，圆形试样托外周设有用于固定盘试样的弹性密封圈。
10、进一步地，所述下试样支撑轴通过花键与海水环境测试舱内底部固接，下试样支撑轴底部中空，中空部设有缓冲弹簧。
11、进一步地，所述海水环境测试舱顶部开口处通过法兰与密封盖连接，密封盖与海水环境测试舱顶部法兰之间设有密封圈，密封盖顶部通过螺栓紧固件紧固。
12、进一步地，所述海水环境测试舱的密封盖顶部还设有安全放气阀。
13、进一步地，所述波纹管密封件下端通过法兰与海水环境测试舱的密封盖连接，波纹管密封件上端通过法兰与升降平台连接，法兰连接处均有密封圈。
14、进一步地，所述上部分旋转加载主轴通过轴承提供支撑，轴承外套设主轴安装轴承套。
15、进一步地，所述上部分旋转加载主轴位于轴承下方的部分外周设有磁流体旋转密封件。
16、进一步地，所述压扭复合传感器通过传感器安装板与升降平台底端面固接。
17、本专利技术的有益效果在于：
18、1、本专利技术通过在密闭的海水环境测试舱中通入海水，利用增压机经由升压充气口向海水环境测试舱体内充气，实现海水的增压，而由于增压原因，会使测试舱内海水温度升高，无法模拟深海实际温度，因此，本专利技术在海水环境测试舱外周设置了冷却铜管，铜管中充满冷却液，铜管环绕在整个环境舱周围，可以保证环境舱内处于测试条件所需温度，并在铜管外围包覆保温材料，可以起到保冷效果，从而形成了完整的高压低温海水环境模拟测试舱，可以真实有效的反映出材料在高压、低温海水环境中的使役性能。
19、2、本专利技术为了实现一根轴旋转加载运动，并便于密封，将旋转加载主轴设计为两部分，分别为上部分旋转加载主轴和下部分旋转加载主轴，在上部分旋转加载主轴和下部分旋转加载主轴之间加装压扭复合传感器，并在压扭复合传感器和上部分旋转加载主轴外周包覆设置波纹管密封件，使旋转加载主轴可在z轴方向移动；同时，压扭复合传感器与旋转加载主轴相连处为传感器的转子，既可测量载荷的大小，又可通过转子外围线圈测量扭矩值，传感器定子通过传感器安装板固定在升降平台上，传感器安装板及传感器与海水环境测试舱密封盖之间有较大空间，可以满足不同尺寸销/盘试样的加卸载测试；另外，在所述上部分旋转加载主轴位于轴承下方的部分外周设有磁流体旋转密封件，可以保证旋转加载主轴在高速旋转时密封性能良好，形成一套完整的旋转往复运动主轴测力单元。
20、3、本专利技术所述下试样支撑轴通过花键与海水环境测试舱内底部固接，下试样支撑轴底部中空，中空部设有缓冲弹簧，下试样支撑轴可通过缓冲弹簧上下运动，测试时可实现弹性加载，对于腐蚀不平整的样品也可保证载荷的稳定。
21、4、本专利技术所述下试样安装台上设有燕尾槽，燕尾槽内设配套的销试样安装块，销试样安装块上设有不同尺寸的，销摩擦半径可通过插入销试样安装孔的销试样半径来调整，燕尾槽两端设有紧固螺丝，用于定位及固定销试样，从而确保销摩擦半径的稳定性。
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1.一种深海高压低温环境销盘式旋转摩擦磨损测试系统，其特征在于，包括销盘式摩擦磨损测试设备、环境控制系统和计算机控制系统；
2.如权利要求1所述的一种深海高压低温环境销盘式旋转摩擦磨损测试系统，其特征在于，所述L型设备机架（1）纵部中间到顶端设有开口朝上的U型槽（18），U型槽（18）两侧设有导轨（19），升降滑台（11）通过滑块（20）与所述导轨（19）滑动连接；所述电推缸（13）通过电推缸安装板（12）倒装于升降滑台（11）背面板底部。
3.如权利要求1所述的一种深海高压低温环境销盘式旋转摩擦磨损测试系统，其特征在于，所述上试样盘（15-15）底端面设有向内凹陷的圆形试样托（15-13），圆形试样托（15-13）外周设有用于固定盘试样（15-6）的弹性密封圈（15-14）。
4.如权利要求1所述的一种深海高压低温环境销盘式旋转摩擦磨损测试系统，其特征在于，所述下试样支撑轴（15-10）通过花键（15-1）与海水环境测试舱（2）内底部固接，下试样支撑轴（15-10）底部中空，中空部设有缓冲弹簧（15-2）。
5.如权利要求1-4任
6.如权利要求1-4任一项所述的一种深海高压低温环境销盘式旋转摩擦磨损测试系统，其特征在于，所述海水环境测试舱（2）的密封盖（17）顶部还设有安全放气阀。
7.如权利要求1-4任一项所述的一种深海高压低温环境销盘式旋转摩擦磨损测试系统，其特征在于，所述波纹管密封件（6）下端通过法兰与海水环境测试舱（2）的密封盖（17）连接，波纹管密封件（6）上端通过法兰与升降平台（7）连接，法兰连接处均有密封圈。
8.如权利要求1-4任一项所述的一种深海高压低温环境销盘式旋转摩擦磨损测试系统，其特征在于，所述上部分旋转加载主轴（16-7）通过轴承（16-5）提供支撑，轴承（16-5）外套设主轴安装轴承套（8）。
9.如权利要求8所述的一种深海高压低温环境销盘式旋转摩擦磨损测试系统，其特征在于，所述上部分旋转加载主轴（16-7）位于轴承（16-5）下方的部分外周设有磁流体旋转密封件（16-4）。
10.如权利要求1-4、9任一项所述的一种深海高压低温环境销盘式旋转摩擦磨损测试系统，其特征在于，所述压扭复合传感器（16-2）通过传感器安装板（16-3）与升降平台（7）底端面固接。
...【技术特征摘要】
1.一种深海高压低温环境销盘式旋转摩擦磨损测试系统，其特征在于，包括销盘式摩擦磨损测试设备、环境控制系统和计算机控制系统；
2.如权利要求1所述的一种深海高压低温环境销盘式旋转摩擦磨损测试系统，其特征在于，所述l型设备机架（1）纵部中间到顶端设有开口朝上的u型槽（18），u型槽（18）两侧设有导轨（19），升降滑台（11）通过滑块（20）与所述导轨（19）滑动连接；所述电推缸（13）通过电推缸安装板（12）倒装于升降滑台（11）背面板底部。
3.如权利要求1所述的一种深海高压低温环境销盘式旋转摩擦磨损测试系统，其特征在于，所述上试样盘（15-15）底端面设有向内凹陷的圆形试样托（15-13），圆形试样托（15-13）外周设有用于固定盘试样（15-6）的弹性密封圈（15-14）。
4.如权利要求1所述的一种深海高压低温环境销盘式旋转摩擦磨损测试系统，其特征在于，所述下试样支撑轴（15-10）通过花键（15-1）与海水环境测试舱（2）内底部固接，下试样支撑轴（15-10）底部中空，中空部设有缓冲弹簧（15-2）。
5.如权利要求1-4任一项所述的一种深海高压低温环境销盘式旋转摩擦磨损测试系统，其特征在于，所述海水环境测试舱（2）顶部开口处通过法兰与密封盖（17）连接，密封盖...
【专利技术属性】
技术研发人员：樊恒中，王振军，张存兴，
申请(专利权)人：兰州中科凯华科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：
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