CN102128758A - 一种镀层摩擦磨损性能测试仪 - Google Patents

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文晓斌
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SHENZHEN KINGMAG PRECISION TECHNOLOGY Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种镀层摩擦磨损性能测试仪，结构包括旋转测试台、加载摩擦梁、摩擦检测器、机架。本发明通过旋转测试台、加载摩擦梁、摩擦测试器结构，获得测试样品的摩擦轨迹和摩擦力数据，结合压力和转速等数据参数，计算得到镀层样品的表面摩擦磨损性能准确数据。具有体积小、载荷小、测量精度高、稳定性好的优点，特别适合用于镀层产品摩擦磨损性能的检测。

Description

一种镀层摩擦磨损性能测试仪
技术领域
本发明涉及一种机件性能测试仪器，具体为一种镀层摩擦磨损性能测试仪。
背景技术
疲劳、磨损和腐蚀是工程材料的主要失效形式，这三种失效形式又都与材料的表面状态密切相关。各种机械零件和工件模具的磨损主要取决于材料的表面特性，于是材料的表面改性技术应运而生，目前，材料的表面改性技术已经广泛地应用于工业、农业、国防等诸多领域，镀层工艺作为一种材料表面改性的方法，因其可有效的改变材料表面的性质(物理、化学性质)，从而提高工件表面的各项性能，如提高工件表面的硬度和耐磨性、提高工件表面的耐蚀、耐高温性，进而延长工件的使用寿命，而引起了人们的广泛关注。
到目前为止，利用各种离子镀工艺，如多弧离子镀、磁控溅射离子镀，人们已经研发出了多种镀层产品，其在模具、工具和装饰等方面的应用，已经产生了巨大的经济效益和社会效益。而对于镀层产品来说，尤其是耐磨镀层，其摩擦磨损的性能就是它最重要的指标，于是对镀层摩擦磨损性能的检测就成为衡量耐磨镀层产品优劣的最主要的方法。
目前市场上现存的摩擦磨损测试机的测试对象主要针对的是块体材料，很少有专门针对镀层产品的，并且市场上现存的摩擦磨损测试机普遍具有体积大、载荷大、测量精度不高、运行不够稳定等缺点，而对于镀层摩擦磨损性能的检测则需要一种小型化、载荷小、测量精度高、稳定性好的检测设备。因而，现有技术还有待于改进和提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种小型化、载荷小、测量精度高、稳定性好的镀层摩擦磨损性能检测设备。
本发明的技术方案包括：
一种镀层摩擦磨损性能测试仪，其中，包括：
旋转测试台：用于放置、加固、并旋转被测样品；
加载摩擦梁：用于在被测样品表面设置摩擦钢珠并施加适当压力，以产生摩擦轨迹；
摩擦检测器：用于测量摩擦力、产生摩擦力信号输入计算机；
机架：用于安装并支撑各部件。
所述的镀层摩擦磨损性能测试仪，其中，所述的旋转测试台包括测试台、测试台上盖及固定螺钉、滑块、旋转半径调节旋钮、旋转半径固定螺栓、马达；
所述测试台上放置被测样品，测试台上盖置于被测样品上，由固定螺钉将测试台上盖固定在测试台上；
所述马达与测试台旋转台机械传动连接；
所述测试台固定在滑块上；所述滑块由旋转半径固定螺栓固定在机架上；
调整旋转半径调节旋钮可使滑块沿加载梁长度方向移动，调整摩擦轨迹半径的大小。
所述的镀层摩擦磨损性能测试仪，其中，所述测试台设有转速调整旋钮，调整转速范围为1转/分钟到2000转/分钟。
所述的镀层摩擦磨损性能测试仪，其中，所述旋转半径调节旋钮的调节测试旋转半径范围为3毫米到10毫米。
所述的镀层摩擦磨损性能测试仪，其中，所述的加载摩擦梁包括加载梁、加载梁平衡砝码、摩擦副夹具、砝码托盘、砝码；
所述的加载梁设置在加载梁支架上，加载梁的加载端顶部设有砝码托盘，其另一端设有加载梁平衡砝码；
所述摩擦副夹具设置在加载梁上。
所述的镀层摩擦磨损性能测试仪，其中，所述的摩擦副夹具下部端头设有摩擦钢珠，摩擦钢珠与被测样品表面相接触。
所述的镀层摩擦磨损性能测试仪，其中，所述的砝码托盘内放置砝码；砝码的重量范围从20g至3000g，精度0.1g。
所述的镀层摩擦磨损性能测试仪，其中，所述的摩擦检测器包括摩擦力测力销、摩擦力传感器；
所述摩擦力测力销与摩擦力传感器之间由电信号相连接；
所述的摩擦力测力销靠近加载梁的侧壁；
所述的摩擦力传感器与计算机之间数据信号相连接。
所述的镀层摩擦磨损性能测试仪，其中，所述的机架包括机架座、加载梁支架、检测支架。
本发明产生的技术效果是：本发明通过旋转测试台、加载摩擦梁、摩擦测试器结构形式，可获得测试样品的摩擦轨迹和摩擦力数据，并结合加载梁压力和测试台转速等数据参数，计算得到镀层样品的表面摩擦磨损性能准确数据。并具有体积小、载荷小、测量精度高、稳定性好的优点。
附图说明
图1为本发明镀层摩擦磨损性能测试仪的结构示意图主视图；
图2为本发明镀层摩擦磨损性能测试仪的结构示意图侧视图；
图3为本发明被测样品上的钢珠与样品表面摩擦轨迹示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例，说明本发明的结构原理如下：
如图1、图2所示，本发明镀层摩擦磨损性能测试仪结构由旋转测试台、加载摩擦梁、摩擦检测器和机架四大部分组成。其中，旋转测试台用于放置、加固、并旋转被测样品；加载摩擦梁：用于在被测样品表面设置摩擦钢珠并施加适当压力，以产生摩擦轨迹；摩擦检测器：用于测量摩擦力、产生摩擦力信号输入计算机；机架：用于安装并支撑各部件。以下对各部分结构特征分别进行描述：
一、旋转测试台
如图1所示，旋转测试台包括测试台10、测试台上盖11及固定螺钉11a、滑块13、旋转半径调节旋钮13b、旋转半径固定螺栓13a、马达12。
测试台10上放置被测样品5，测试台上盖11置于被测样品5上，由固定螺钉11a将测试台上盖11固定在测试台10上，将被测样品5牢固夹紧在测试台10上。
马达12与测试台10机械传动连接，带动测试台10旋转运行。
测试台10固定在滑块13上；滑块13由旋转半径固定螺栓13a固定在机架4上。
调整旋转半径调节旋钮13b可使滑块13沿加载梁20的长度方向移动，以调整摩擦轨迹(如图3中c所示)半径的大小；测试可选的旋转半径范围从3毫米到10毫米；测试台设有转速调整旋钮12a以调整马达转速，调整转速范围为1转/分钟到2000转/分钟。
本发明测试台所适用的测试样品5的材料厚度为1毫米至12毫米。
二、加载摩擦梁
如图1所示，加载摩擦梁包括加载梁20、加载梁平衡砝码23、摩擦副夹具21、砝码托盘22、砝码22a。
加载梁20设置在加载梁支架41上，加载梁20的加载端顶部设有砝码托盘22，其另一端设有加载梁平衡砝码23，平衡砝码23用以调整砝码托盘22无砝码时加载梁20处于平衡状态。
摩擦副夹具21设置在加载梁20上，处于加载梁支架41中线至砝码托盘22牵引线间二分之一处的加载梁20位置处。
摩擦副夹具21下部端头设有摩擦钢珠21a，摩擦钢珠直径可选择在4至6毫米。摩擦钢珠21a与被测样品5表面相接触。
砝码托盘22内放置砝码22a；砝码的重量范围从20g至3000g，精度0.1g。
三、摩擦检测器
如图2所示，摩擦检测器包括摩擦力测力销31、摩擦力传感器32。
摩擦力传感器32设置在检测架42上，摩擦力测力销31设置在摩擦力传感器32上；摩擦力测力销31与摩擦力传感器32间电信号相连接；摩擦力测力销31靠近加载梁20的侧壁；摩擦力传感器32与计算机间数据信号相连接。
四、机架
如图1、图2所示，机架4包括机架座40、加载梁支架41、检测架42。
本发明被测样品上的钢珠21a与样品5表面摩擦轨迹如图3所示，图中c为摩擦轨迹，d为钢珠21a在被测样品5表面的施力点。测试时被测样品5夹在测试台10与测试台上盖11之间。
本发明的工作原理如下：
1、设定旋转测试台转速：通过调整转速调整旋钮12a，设定旋转测试台转速。
2、设定摩擦轨迹半径：调整旋转半径调节旋钮13a，使得滑块13沿加载梁20长度方向运动，调整摩擦轨迹半径的大小。
3、设定钢珠压力：通过在砝码托盘22内放置砝码22a设定加载重量，钢珠压力重量是砝码总重量的2倍。
4、测试摩擦力的大小：通过摩擦力测力销31测得钢珠与样品表面摩擦力，并由摩擦力传感器32将摩擦数据信号传送到计算机。
根据以上四个数据：摩擦力、钢珠压力、摩擦轨迹半径、测试台转速，计算出测试样品表面摩擦磨损性能。
本发明镀层磨擦磨损性能测试仪的使用和工作过程如下：
首先调整加载梁平衡砝码使加载梁保持水平状态。
按所选择的摩擦轨迹半径，调整旋转半径调节旋钮13a，使得滑块13沿加载梁长度方向运动，通过旋转半径调节旋钮上的刻度来控制摩擦轨迹半径的大小。
将所选择的砝码22a放置在砝码托盘22上，使得摩擦副夹具21中的钢球21a压在试样5的表面上。
在马达12控制面板转速调整旋钮12a上选择所需要的转速，最后开动马达12。
在实际测试之前要校准摩擦力传感器32的输出信号。
如图1所示，砝码托盘22到加载梁支架41中线的距离是摩擦副夹具21到加载梁支架41中线距离的2倍，所以根据杠杆原理，钢球压在试样5上的力为砝码重力的2倍，由此结合计算机收集的摩擦力信号就可计算出试验过程的连续摩擦系数数据。
综上所述，本发明镀层磨擦磨损性能测试仪，通过旋转测试台、加载摩擦梁、摩擦测试器结构，获得测试样品的摩擦轨迹和摩擦力数据，结合压力和转速等数据参数，计算得到镀层样品的表面摩擦磨损性能准确数据，实现了本发明的目的。
应当理解的是，上述针对具体实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种镀层摩擦磨损性能测试仪，其特征在于，包括：
旋转测试台：用于放置、加固、并旋转被测样品；
加载摩擦梁：用于在被测样品表面设置摩擦钢珠并施加适当压力，以产生摩擦轨迹；
摩擦检测器：用于测量摩擦力、产生摩擦力信号输入计算机；
机架：用于安装并支撑各部件。
2.根据权利要求1所述的镀层摩擦磨损性能测试仪，其特征在于，所述的旋转测试台包括测试台、测试台上盖及固定螺钉、滑块、旋转半径调节旋钮、旋转半径固定螺栓、马达；
所述测试台上放置被测样品，测试台上盖置于被测样品上，由固定螺钉将测试台上盖固定在测试台上；
所述马达与测试台旋转台机械传动连接；
所述测试台固定在滑块上；所述滑块由旋转半径固定螺栓固定在机架上；
调整旋转半径调节旋钮可使滑块沿加载梁长度方向移动，调整摩擦轨迹半径的大小。
3.根据权利要求2所述的镀层摩擦磨损性能测试仪，其特征在于，所述测试台设有转速调整旋钮，调整转速范围为1转/分钟到2000转/分钟。
4.根据权利要求2所述的镀层摩擦磨损性能测试仪，其特征在于，所述旋转半径调节旋钮的调节测试旋转半径范围为3毫米到10毫米。
5.根据权利要求1所述的镀层摩擦磨损性能测试仪，其特征在于，所述的加载摩擦梁包括：加载梁、加载梁平衡砝码、摩擦副夹具、砝码托盘、砝码；
所述的加载梁设置在加载梁支架上，加载梁的加载端顶部设有砝码托盘，其另一端设有加载梁平衡砝码；
所述摩擦副夹具设置在加载梁上。
6.根据权利要求5所述的镀层摩擦磨损性能测试仪，其特征在于，所述的摩擦副夹具下部端头设有摩擦钢珠，摩擦钢珠与被测样品表面相接触。
7.根据权利要求5所述的镀层摩擦磨损性能测试仪，其特征在于，所述的砝码托盘内放置砝码；砝码的重量范围从20g至3000g，精度0.1g。
8.根据权利要求1所述的镀层摩擦磨损性能测试仪，其特征在于，所述的摩擦检测器包括摩擦力测力销、摩擦力传感器；
所述摩擦力测力销与摩擦力传感器之间由电信号相连接；
所述的摩擦力测力销靠近加载梁的侧壁；
所述的摩擦力传感器与计算机之间数据信号相连接。
9.根据权利要求1所述的镀层摩擦磨损性能测试仪，其特征在于，所述的机架包括机架座、加载梁支架、检测支架。
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