CN103308409B - 转盘式多样品同步摩擦磨损试验装置及其试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转盘式多样品同步摩擦磨损试验装置，包括：样品台、固定装置、驱动装置、对磨副、加载装置和摩擦系数测量装置，其中摩擦系数测量装置由摩擦力传感器、可变电源、信号采集电路、计算机和电阻贴片组成。其连接关系是样品台通过固定装置固定在驱动装置上，摩擦力传感器的输入端接在加载装置上，输出端连接计算机，可变电源的两个输出端和信号采集电路的输入端都分别接在样品表面和样品台上，信号采集电路的输出端接在计算机上，电阻贴片贴在样品上。本发明还提供相应的试验方法。本发明安装简易，实用性强，可实现相同参数下不同材料的摩擦磨损情况的同步测量，不仅节约了试验材料，还提高了试验效率。

Description

转盘式多样品同步摩擦磨损试验装置及其试验方法

技术领域

本发明涉及磨损试验装置,具体涉及一种转盘式多样品同步摩擦磨损试验装置及其试验方法。

背景技术

摩擦学是当代工程科学中最重要的学科之一，一种新材料的性能如何，尤其是工况环境较恶劣时，除传统的力学、理化等指标的测试考核外，摩擦磨损的性能测试也需要考察。目前，球-盘结构或是销-盘结构的摩擦磨损试验机有很多种，但大多只能对单个样品进行试验测试，其对试验材料的利用率不高，在研究比较不同样品时试验周期较长。例如，在分析某一球-盘摩擦磨损试验时我们发现，样品为直径6厘米的圆盘，固定在稍大一些的圆盘状样品台上，由电机带动旋转，由于对磨副（一般为6毫米直径的钢球或销）与样品接触面积很小，试验后磨损区域面积相对于样品的面积至多只占后者的20%，尤其是拍摄扫描电镜照片时，需要的区域更小，浪费了大部分样品。另外，一次试验只能做一个样品，每个样品的试验时间固定，多个样品需要多倍的时间，如果能同时进行多个样品的试验，就能极大地缩短时间。当然，有一部分摩擦磨损试验机已可同时进行几个样品的试验，但该试验仅限于样品为销、对磨副为盘，样品相同的情况。用本发明提供给的装置进行相同参数的摩擦磨损试验后，可同时提高材料的利用率和试验的效率，如同时进行四种不同样品的试验时，所需材料大小为原来的1/4，即材料利用率提高4倍，而试验周期为原来的1/4，即试验效率提高了4倍。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种使用方便、结构简单、测试结果可靠的一种多样品同步摩擦磨损试验装置。

根据发明的一个方面，提供一种转盘式多样品同步摩擦磨损试验装置，包括：样品台、固定装置、驱动装置、对磨副、加载装置以及摩擦系数测量装置，摩擦系数测量装置包括摩擦力传感器、可变电源、信号采集电路、计算机，其中，样品台通过固定装置固定在驱动装置上，位于样品台上方的对磨副连接加载装置，摩擦力传感器的输入端接在加载装置上，摩擦力传感器的输出端连接计算机，可变电源的输出端和信号采集电路的输入端接在样品台上，信号采集电路的输出端接在计算机上。

优选地，还包括试验样品和电阻贴片，其中，试验样品置于样品台上，电阻贴片贴在试验样品的表面，对磨副与试验样品接触，可变电源的输出端和信号采集电路的输入端均还接在试验样品的表面。

优选地，试验样品为扇形，试验样品的数量在2到180之间，不同试验样品拼接成一整个圆环后固定于样品台上。

优选地，摩擦力传感器和信号采集电路的采样频率为10000Hz及以上，采集的实时信号数据由计算机处理以计算不同样品的摩擦系数。

优选地，电阻贴片为粘有导电胶的电阻片。

根据发明的另一个方面，还提供一种利用权利要求1至5中任一项所述转盘式多样品同步摩擦磨损试验装置的试验方法，包括步骤：试验前将不同材料先切割成符合样品台尺寸的圆盘形样品，然后在样品中心钻一个圆孔，再将样品切成多块对称扇形的试验样品并拼接组装在样品台上，固定后将可变电源的输出端和信号采集电路的输入端与试验样品表面接触，此时采集不同试验样品的电流信号，并调节可变电源改变信号大小，以区分出不同试验样品；当两种试验样品的电流信号接近时，在试验样品表面贴上不同阻值的电阻贴片；然后将对磨副与样品接触，通过加载装置施加试验所需载荷，驱动装置设定试验速度后带动样品台进行摩擦试验，摩擦力传感器得到实时摩擦力的数据，信号采集电路得到实时电流情况，计算机通过不同信号辨别出不同样品，并计算出不同材料的摩擦系数。

本发明安装简易，实用性强，能实现在相同参数下同时测试不同材料的摩擦磨损情况，不仅节约了试验材料，还提高了摩擦磨损的试验效率。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的结构原理图；

图2为样品形状及安装示意图(样品数为4时)；

图3为本发明实施摩擦磨损试验的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

下面结合图1、图2和图3具体说明本发明的实施方式。本发明提供的转盘式多样品同步摩擦磨损试验装置主要由样品台1、固定装置2、驱动装置3、对磨副4、加载装置5及摩擦系数测量装置6，其中摩擦系数测量装置6主要由摩擦力传感器7、可变电源8、信号采集电路9、计算机10和电阻贴片11组成。试验前先制作出样品台1，样品台1尺寸可根据试验者所用的摩擦磨损试验机来确定。摩擦力传感器7的输入端接在加载装置5上，输出端连接计算机10，可变电源8的输出端和信号采集电路9的输入端都分别接在样品表面和样品台1上，信号采集电路9的输出端接在计算机10上。

如图2所示，将4种不同的试验材料制作成符合样品台尺寸的有中心孔的圆形块状样品，再切成对称形状并拼接组装在圆盘上。样品数量不同时参照此法制作。

如图3所示，样品台1通过固定装置2固定在摩擦磨损试验机的驱动装置4上，同时将样品固定。将可变电源8的两个输出端和信号采集电路9的输入端与样品表面接触，此时采集不同样品的电流信号，并调节可变电源8改变信号大小，以区分出不同样品。当不同样品的电流信号接近时，将不同阻值的电阻贴片11贴在样品表面。再将对磨副4与样品接触，通过加载装置5施加试验所需载荷，驱动装置3设定试验速度后带动样品台进行摩擦试验，摩擦力传感器7得到实时摩擦力的数据，信号采集电路9得到实时电流情况。计算机10通过不同信号辨别出不同样品，并计算出不同材料的摩擦系数。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (5)

1.一种转盘式多样品同步摩擦磨损试验装置，其特征在于，包括：样品台(1)、固定装置(2)、驱动装置(3)、对磨副(4)、加载装置(5)以及摩擦系数测量装置(6)，摩擦系数测量装置(6)包括摩擦力传感器(7)、可变电源(8)、信号采集电路(9)、计算机(10)，其中，样品台(1)通过固定装置(2)固定在驱动装置(3)上，位于样品台(1)上方的对磨副(4)连接加载装置(5)，摩擦力传感器(7)的输入端接在加载装置(5)上，摩擦力传感器(7)的输出端连接计算机(10)，可变电源(8)的输出端和信号采集电路(9)的输入端接在样品台(1)上，信号采集电路(9)的输出端接在计算机(10)上；

还包括试验样品和电阻贴片(11)，其中，试验样品置于样品台(1)上，电阻贴片(11)贴在试验样品的表面，对磨副(4)与试验样品接触，可变电源(8)的输出端和信号采集电路(9)的输入端均还接在试验样品的表面。

2.根据权利要求1所述的转盘式多样品同步摩擦磨损试验装置，其特征在于，试验样品为扇形，试验样品的数量在2到180之间，不同试验样品拼接成一整个圆环后固定于样品台(1)上。

3.根据权利要求1所述的转盘式多样品同步摩擦磨损试验装置，其特征在于，摩擦力传感器(7)和信号采集电路(9)的采样频率为10000Hz及以上，采集的实时信号数据由计算机(10)处理以计算不同样品的摩擦系数。

4.根据权利要求1所述的转盘式多样品同步摩擦磨损试验装置，其特征在于，电阻贴片(11)为粘有导电胶的电阻片。

5.一种利用权利要求1至4中任一项所述转盘式多样品同步摩擦磨损试验装置的试验方法，其特征在于，包括步骤：试验前将不同材料先切割成符合样品台尺寸的圆盘形样品，然后在样品中心钻一个圆孔，再将样品切成多块对称扇形的试验样品并拼接组装在样品台(1)上，固定后将可变电源(8)的输出端和信号采集电路(9)的输入端与试验样品表面接触，此时采集不同试验样品的电流信号，并调节可变电源(8)改变信号大小，以区分出不同试验样品；当两种试验样品的电流信号接近时，在试验样品表面贴上不同阻值的电阻贴片；然后将对磨副(4)与样品接触，通过加载装置(5)施加试验所需载荷，驱动装置(3)设定试验速度后带动样品台(1)进行摩擦试验，摩擦力传感器(7)得到实时摩擦力的数据，信号采集电路(9)得到实时电流情况，计算机(10)通过不同信号辨别出不同样品，并计算出不同材料的摩擦系数。