CN101526463A - 测试摩擦材料滑动摩擦性能的实验装置 - Google Patents

Abstract

测试摩擦材料滑动摩擦性能的实验装置，它涉及一种实验装置。本发明解决了目前没有专门测量真空低温环境下摩擦材料滑动摩擦性能的实验装置的问题。加载支板固装在加载支架的上部，杠杆的一端固定在加载支板的上部，杠杆的另一端与连杆的上端连接，连杆的下端安装有砝码盘，加载压杆固装在杠杆上，所述压杆支座固定在加载支板的下部，压杆支座上的导向套上设置有加载轴，轴瓦通过轴瓦座与传感器压杆的一端固接，传感器压杆的另一端与压力传感器的上端面接触连接，压力传感器的下端面通过传感器支架固装在底座的上端面上。本发明可以在常压真空、低压真空和高压真空条件下模拟航空、航天的摩擦副的摩擦形式，测量任意两种摩擦材料的摩擦系数。

Description

测试摩擦材料滑动摩擦性能的实验装置

技术领域

本发明涉及一种测试材料摩擦性能的实验装置，具体涉及一种测试摩擦材料滑动摩擦性能的实验装置。

背景技术

随着我国航天事业对空间材料认识水平的提高，国内对于航天器材料的环境效应日益重视，航空航天事业的迅猛发展，使得在真空低温环境下的摩擦学研究成为迫切的需求，因此现阶段对真空低温环境下材料的摩擦学的研究是开创性的，具有重大的现实意义，而在这个领域开展研究工作需要相应的实验装置。目前还没有专门测量真空低温环境下摩擦材料滑动摩擦性能的实验装置，因此需要提供一种适合测量真空低温环境下各种摩擦材料滑动摩擦性能的实验装置。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前没有专门测量真空低温环境下摩擦材料滑动摩擦性能的实验装置的问题，进而提供了一种测试摩擦材料滑动摩擦性能的实验装置。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：一种测试摩擦材料滑动摩擦性能的实验装置，所述实验装置由底座、传动装置、加载装置、测量装置和制冷装置组成，所述传动装置包括电机支座、电机、弹性联轴器、主轴、轴套、轴承座和两个轴承；加载装置包括加载支架、加载支板、杠杆、加载压杆、加载轴、压杆支座、砝码盘和连杆；所述测量装置由轴瓦、轴瓦座、传感器压杆、压力传感器和传感器支架组成；所述制冷装置包括铜刷、铜刷支架和液氮螺旋铜管；所述电机通过电机支座与底座的上端面固接，所述轴承座的下端面与底座的上端面固接，所述主轴通过两个轴承安装在轴承座上，轴套固装在主轴上，电机的输出轴通过弹性联轴器与主轴连接，所述电机的输出轴与主轴同在一个轴线上；所述加载支架的下端面与底座的上端面固接，所述加载支板固装在加载支架的上部，所述杠杆的一端固定在加载支板的上部，所述杠杆的另一端与连杆的上端连接，连杆的下端安装有砝码盘，所述加载压杆固装在杠杆上，所述压杆支座固定在加载支板的下部，压杆支座上的导向套上设置有加载轴，所述加载压杆的下端面与加载轴的上端面接触连接，加载轴的下端面与轴瓦座的上端面接触连接，轴瓦设置在轴瓦座上，轴瓦通过轴瓦座与传感器压杆的一端固接，传感器压杆的另一端与压力传感器的上端面接触连接，压力传感器的下端面通过传感器支架固装在底座的上端面上；所述铜刷支架为“工”字形，所述铜刷支架设置在轴套的下方，所述铜刷设置在铜刷支架的上端面上且与轴套接触连接，所述液氮螺旋铜管缠绕在铜刷支架的中部。

本发明的有益效果是：一、本发明将传动装置、加载装置和测量装置有机地结合在一起，通过轴套与轴瓦相接触，轴套转动时二者之间产生的摩擦力就可以通过测量装置间接测得，而且摩擦材料与轴套是接触连接，不需要拆装零件就可以更换摩擦材料，具有工作效率高、实验成本低和结构简单的优点；二、本发明的加载装置采用砝码盘上的砝码重力通过杠杆放大，由加载压杆、加载轴传递给摩擦件，对摩擦试验进行加载，加载范围广；采用压力传感器测出压力值(通过摩擦力矩转化而来)，测量精度高；三、本发明可以在常压真空、低压真空、高压真空以及-80℃～20℃的试验温度条件下模拟航空、航天的摩擦副的摩擦形式，测量任意两种摩擦材料的摩擦系数。

附图说明

图1是本发明的整体结构主视剖视图，图2是图1的A-A剖视图。

具体实施方式

具体实施方式一：如图1～2所示，本实施方式所述的测试摩擦材料滑动摩擦性能的实验装置由底座1、传动装置、加载装置、测量装置和制冷装置组成，所述传动装置包括电机支座2、电机3、弹性联轴器4、主轴7、轴套10、轴承座11和两个轴承13；加载装置包括加载支架14、加载支板15、杠杆16、加载压杆17、加载轴18、压杆支座19、砝码盘22和连杆23；所述测量装置由轴瓦8、轴瓦座9、传感器压杆20、压力传感器21和传感器支架24组成；所述制冷装置包括铜刷25、铜刷支架26和液氮螺旋铜管27；所述电机3通过电机支座2与底座1的上端面固接，所述轴承座11的下端面与底座1的上端面固接，所述主轴7通过两个轴承13安装在轴承座11上，轴套10固装在主轴7上，电机3的输出轴通过弹性联轴器4与主轴7连接，所述电机3的输出轴与主轴7同在一个轴线上；所述加载支架14的下端面与底座1的上端面固接，所述加载支板15固装在加载支架14的上部，所述杠杆16的一端固定在加载支板15的上部，所述杠杆16的另一端与连杆23的上端连接，连杆23的下端安装有砝码盘22，所述加载压杆17固装在杠杆16上，所述压杆支座19固定在加载支板15的下部，压杆支座19上的导向套19-1上设置有加载轴18，所述加载压杆17的下端面与加载轴18的上端面接触连接，加载轴18的下端面与轴瓦座9的上端面接触连接，轴瓦8设置在轴瓦座9上，轴瓦8通过轴瓦座9与传感器压杆20的一端固接，传感器压杆20的另一端与压力传感器21的上端面接触连接，压力传感器21的下端面通过传感器支架24固装在底座1的上端面上；所述铜刷支架26为“工”字形，所述铜刷支架26设置在轴套10的下方，所述铜刷25设置在铜刷支架26的上端面上且与轴套10接触连接，所述液氮螺旋铜管27缠绕在铜刷支架26的中部。所述实验装置置于真空罐30内，整个真空罐30内采用液氮制冷的方式，即在铜管中通入流动的液氮，在真空罐30的外壁上均匀的缠绕着制冷铜管，降温时液氮流过铜管，对低温室环境进行降温。

具体实施方式二：如图1所示，本实施方式所述电机3为稀土永磁直流力矩电机。稀土永磁直流力矩电机具有转速低、扭矩大、过载能力强的优点；与直流有刷力矩电机相比具有结构简单、电机本体可靠性高和免维护的优点。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：如图2所示，本实施方式所述加载压杆17将杠杆16的力臂长度比分割成1∶8。如此设置，砝码的重量可以通过杠杆16放大八倍，再通过加载压杆17和加载轴18传递给摩擦件，对摩擦试验进行加载，便于数据计算。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：如图2所示，本实施方式所述加载装置还包括滚轮29，所述滚轮29设置在加载压杆17的下端面上。如此设置，加载压杆17的下端面末端设计为滚子和轴瓦的线接触方式，可有效减少摩擦力，避免加载系统对摩擦力测量的影响。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：如图1所示，本实施方式所述传动装置还包括两个轴承座端盖6，所述两个轴承座端盖6装在轴承座11的两侧。如此设置，对轴承13起到保护作用。其它组成及连接关系与具体实施方式四相同。

具体实施方式六：如图2所示，本实施方式所述制冷装置还包括两个液氮铜管28，所述两个液氮铜管28平行设置在底座1上。如此设置，可以通过传导的方式使实验装置降温。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、四或五相同。

工作原理：实验装置置于真空罐30内，整个真空罐30内采用液氮制冷的方式，在真空罐30的外壁上均匀的缠绕着制冷铜管，降温时液氮流过铜管，对低温室环境进行降温。开启电机3(电机3低速旋转)，电机3的输出轴的转动通过弹性联轴器4带动主轴7转动，主轴7转动带动轴套10转动；在砝码盘22上放置砝码，砝码盘22上的砝码重力通过杠杆16放大，然后通过加载压杆17、加载轴18和轴瓦座9将压力施加给摩擦件(轴瓦8)，轴瓦8被固定在轴瓦座9上，传感器压杆20的一端也固定在轴瓦座9上，由于摩擦力的作用传感器压杆20的另一端触动压力传感器21，即可测出竖直方向上的力，通过计算间接得出摩擦副之间的摩擦力矩。

Claims (6)

1、一种测试摩擦材料滑动摩擦性能的实验装置，所述实验装置由底座(1)、传动装置、加载装置、测量装置和制冷装置组成，其特征在于：所述传动装置包括电机支座(2)、电机(3)、弹性联轴器(4)、主轴(7)、轴套(10)、轴承座(11)和两个轴承(13)；加载装置包括加载支架(14)、加载支板(15)、杠杆(16)、加载压杆(17)、加载轴(18)、压杆支座(19)、砝码盘(22)和连杆(23)；所述测量装置由轴瓦(8)、轴瓦座(9)、传感器压杆(20)、压力传感器(21)和传感器支架(24)组成；所述制冷装置包括铜刷(25)、铜刷支架(26)和液氮螺旋铜管(27)；所述电机(3)通过电机支座(2)与底座(1)的上端面固接，所述轴承座(11)的下端面与底座(1)的上端面固接，所述主轴(7)通过两个轴承(13)安装在轴承座(11)上，轴套(10)固装在主轴(7)上，电机(3)的输出轴通过弹性联轴器(4)与主轴(7)连接，所述电机(3)的输出轴与主轴(7)同在一个轴线上；所述加载支架(14)的下端面与底座(1)的上端面固接，所述加载支板(15)固装在加载支架(14)的上部，所述杠杆(16)的一端固定在加载支板(15)的上部，所述杠杆(16)的另一端与连杆(23)的上端连接，连杆(23)的下端安装有砝码盘(22)，所述加载压杆(17)固装在杠杆(16)上，所述压杆支座(19)固定在加载支板(15)的下部，压杆支座(19)上的导向套(19-1)上设置有加载轴(18)，所述加载压杆(17)的下端面与加载轴(18)的上端面接触连接，加载轴(18)的下端面与轴瓦座(9)的上端面接触连接，轴瓦(8)设置在轴瓦座(9)上，轴瓦(8)通过轴瓦座(9)与传感器压杆(20)的一端固接，传感器压杆(20)的另一端与压力传感器(21)的上端面接触连接，压力传感器(21)的下端面通过传感器支架(24)固装在底座(1)的上端面上；所述铜刷支架(26)为“工”字形，所述铜刷支架(26)设置在轴套(10)的下方，所述铜刷(25)设置在铜刷支架(26)的上端面上且与轴套(10)接触连接，所述液氮螺旋铜管(27)缠绕在铜刷支架(26)的中部。

2、根据权利要求1所述的测试摩擦材料滑动摩擦性能的实验装置，其特征在于：所述电机(3)为稀土永磁直流力矩电机。

3、根据权利要求1或2所述的测试摩擦材料滑动摩擦性能的实验装置，其特征在于：加载压杆(17)将杠杆(16)的力臂长度比分割成1∶8。

4、根据权利要求3所述的测试摩擦材料滑动摩擦性能的实验装置，其特征在于：所述加载装置还包括滚轮(29)，所述滚轮(29)设置在加载压杆(17)的下端面上。

5、根据权利要求4所述的测试摩擦材料滑动摩擦性能的实验装置，其特征在于：所述传动装置还包括两个轴承座端盖(6)，所述两个轴承座端盖(6)装在轴承座(11)的两侧。

6、根据权利要求1、2、4或5所述的测试摩擦材料滑动摩擦性能的实验装置，其特征在于：所述制冷装置还包括两个液氮铜管(28)，所述两个液氮铜管(28)平行设置在底座(1)上。

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