一种旋转式的低温工况材料摩擦学测试系统及测试方法技术方案

本发明专利技术公开了一种旋转式的低温工况材料摩擦学测试系统及测试方法。所述系统包括通过输液管连通的低温介质供给部分和摩擦试验部分，在低温介质供给部分中设置压力控制单元，摩擦试验部分的加载单元下端装配有上配副，上配副既形成稳定的低温腔体又能作为摩擦副参与摩擦。所述方法包括步骤：计算许用最大气压；调节配副间隙；调节低温介质供给压力；打开控制开关；设置参数并通电；开始测试并记录上配副的扭矩输出数值；停止记录并断电；调节配副间隙并关闭控制开关；计算摩擦系数。本发明专利技术的系统结构简单，可实现对低温工况形成过程的精准控制，并可实现旋转式面面接触摩擦配副摩擦学性能测试。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于测量测试，更进一步涉及材料摩擦学测试中的一种低温工况材料摩擦学性能测试系统及测试方法。本专利技术可用于航空航天低温工况旋转式接触副材料的摩擦学性能测试。

技术介绍

1、当前，在特殊工况(如低温、超低温(液氮、液氧、液氢等)、超高温、腐蚀环境等)下的材料摩擦磨损性能测试随着相关工程开发及先进技术提出越来越常见。以低温工作环境(低于-20℃)为例，航天技术、深海探索技术、深空探索技术的高速发展对其中所涉及的低温工况设备(航天液体火箭发动机、深海探索潜航器、空间可展开天线等)的可靠性和安全性提出了更高的要求，因此针对上述的低温工况设备关键零部件的摩擦学性能研究极为重要。为低成本、高效率的探索低温工况接触副的摩擦磨损机理，低温摩擦实验设备及其工作系统具有单一性，并不能包含所有运动方式(旋转或往复)的低温工况接触副材料的摩擦学性能进行测试。

2、河南科技大学在其申请的专利文献“低温多功能高精度航空航天轴承材料摩擦性能模拟试验机”(专利申请号202011454957.5授权公告号：cn 112730128 b)中公开了一种低温高精度轴承材料摩本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种旋转式的低温工况材料摩擦学测试系统，包括通过输液管连通的低温介质供给部分和摩擦试验部分，其特征在于，在低温介质供给部分中设置压力控制单元，摩擦试验部分的加载单元下端装配有上配副，上配副既形成稳定的低温腔体又能作为摩擦副参与摩擦；在上配副环型端面安装有温度传感器。

2.根据权利要求1所述的一种旋转式的低温工况材料摩擦学测试系统，其特征在于，所述低温介质供给部分包括压力控制单元、低温介质存储罐、控制开关、输液管；所述压力控制单元位于低温介质存储罐上端，通过螺纹连接低温介质存储罐，位于低温介质存储罐一侧为内侧，与空气接触一侧为外侧；所述控制开关安装在压力控制单元外侧周向出液...

【技术特征摘要】

1.一种旋转式的低温工况材料摩擦学测试系统，包括通过输液管连通的低温介质供给部分和摩擦试验部分，其特征在于，在低温介质供给部分中设置压力控制单元，摩擦试验部分的加载单元下端装配有上配副，上配副既形成稳定的低温腔体又能作为摩擦副参与摩擦；在上配副环型端面安装有温度传感器。

2.根据权利要求1所述的一种旋转式的低温工况材料摩擦学测试系统，其特征在于，所述低温介质供给部分包括压力控制单元、低温介质存储罐、控制开关、输液管；所述压力控制单元位于低温介质存储罐上端，通过螺纹连接低温介质存储罐，位于低温介质存储罐一侧为内侧，与空气接触一侧为外侧；所述控制开关安装在压力控制单元外侧周向出液口处；所述输液管一端安装在控制开关处，另一端安装在摩擦试验部分。

3.根据权利要求2所述的一种旋转式的低温工况材料摩擦学测试系统，其特征在于，所述压力控制单元包括单向阀、压力调节器、电动阀、压力传感器、o型密封圈、金属直管；所述单向阀与压力调节器位于压力控制单元外侧顶端，单向阀通过螺纹安装在压力控制单元顶端进气孔；所述o型密封圈位于压力控制单元与低温介质存储罐螺纹连接顶端；所述金属直管位于压力控制单元内侧下端中心处，竖直插入低温介质存储罐内，且金属直管与压力控制单元外侧周向出液口连通，呈现倒“l”形；所述电动阀与出液口关于压力控制单元外侧周向均匀分布，电动阀与压力调节器经导线连接；所述压力传感器位于压力控制单元内侧下端，压力传感器与压力调节器经导线连接。

4.根据权利要求2所述的一种旋转式的低温工况材料摩擦学测试系统，其特征在于，所述摩擦试验部分包括加载单元和低温摩擦单元；所述加载单元位于低温摩擦单元正上方，加载单元固定在安装架上；所述低温摩擦单元固定在底座上。

5.根据权利要求4所述的一种旋转式的低温工况材料摩擦学测试系统，其特征在于，所述加载单元的结构包括安装架、底座、驱动电机、竖直主轴、竖直导航轨道、竖直位移平台、传感器平台、扭矩传感器、力传感器、夹具；所述安装架呈现“п”形，安装在底座上；所述竖直主轴间隙配合安装在安装架中心，竖直主轴两侧对称安装有竖直导航轨道；所述竖直位移平台与竖直主轴螺纹配合，竖直位移平台和竖直导航轨道间隙配合，且竖直位移平台下端水平；所述驱动电机安装在安装架顶端，与竖直主轴上端过盈配合；所述传感器平台通过螺栓固定在竖直位移平台下端面；所述扭矩传感器和力传感器安装在传感器平台中，力传感器安装在传感器平台中央，扭矩传感器安装力传感器外侧；所述夹具通过螺栓固定在扭矩传感器下端面，夹具中心上端对应力传感器。

6.根据权利要求4所述的一种旋转式的低温工况材料摩擦学测试系统，其特征在于，所述低温摩擦单元包括上配副、流体池、旋转结构、下配副、温度传感器；所述上配副位于夹具下端，且过盈配合固定在夹具处；所述流体池位于上配副正下...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵洋洋，张国渊，白舸，王贺，李云龙，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：