CN103323389A - 无摩擦气缸摩擦力测试装置 - Google Patents

Abstract

一种无摩擦气缸摩擦力测试装置，包括测试平台、用以调节测试平台的高度的调节装置、激光位移传感器和圆盘挡板，所述激光位移传感器与所述圆盘挡板配合，所述待测试无摩擦气缸的活塞杆与标准无摩擦气缸的活塞杆端部之间固定连接，在所述固定连接处安装所述圆盘挡板，所述待测试无摩擦气缸和所述标准无摩擦气缸均固定在测试平台上，所述激光位移传感器固定在测试平台上，所述测试平台一端铰接在基座上，所述调节装置安装在测试平台的另一侧，所述两个无摩擦气缸的进气口均与同一气源连通。本发明提供一种测试方便、精确度高的无摩擦气缸摩擦力测量装置。

Description

无摩擦气缸摩擦力测试装置

技术领域

本发明涉及无摩擦气缸摩擦力测量领域。 

技术背景

随着气体润滑技术的发展，气悬浮无摩擦系统得到了广泛的应用。如一种气悬浮无摩擦气缸，缸筒与活塞之间留有极小的间隙，并在活塞径向上设置匀分布的节流孔，采用气缸自身容腔中的压缩空气作为润滑剂，将气体引入间隙中，使活塞在气缸中处于完全悬浮状态，活塞和缸筒彼此不接触，从而消除了气缸结构中活塞与缸筒之间的摩擦力。 

气悬浮无摩擦气缸有很高的加工加工精度要求，保证活塞与缸筒的间隙在允许的加工精度误差范围内，对已加工好的气悬浮无摩擦气缸要进行摩擦力的检验，比如成品出厂时候的质量检测。由于气悬浮无摩擦气缸在工作时与缸筒间的摩擦力极小，基本上只存在空气阻力，若活塞与缸筒间存在微量擦拭，摩擦力也是极小的，用普通的摩擦力测量装置无法得到准确的结果。 

发明内容

为了克服现有技术中无法准确得到气悬浮无摩擦气缸缸筒与活塞间存在的极小的摩擦力的不足，本发明提供一种测试方便、精确度高的无摩擦气缸摩擦力测量装置。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种无摩擦气缸摩擦力测试装置，包括测试平台、用以调节测试 平台的高度的调节装置、激光位移传感器和圆盘挡板，所述激光位移传感器与所述圆盘挡板配合，所述待测试无摩擦气缸的活塞杆与标准无摩擦气缸的活塞杆端部之间固定连接，在所述固定连接处安装所述圆盘挡板，所述待测试无摩擦气缸和所述标准无摩擦气缸均固定在测试平台上，所述激光位移传感器固定在测试平台上，所述测试平台一端铰接在基座上，所述调节装置安装在测试平台的另一侧，所述两个无摩擦气缸的进气口均与同一气源连通。 

进一步，将所述待测试无摩擦气缸的活塞杆与标准无摩擦气缸的活塞杆通过抱箍对联，所述抱箍外套装圆盘档板；当然，也可以通过其他连接件固定连接，或者直接固定连接。 

再进一步，所述测试平台一端通过铰链与基座连接。也可以选择其他的铰接方式。 

所述待测试无摩擦气缸和所述标准无摩擦气缸均通过垫块固定在测试平台上，所述激光位移传感器通过固定座固定在测试平台上。 

本发明的技术构思为：将两个无摩擦气缸对联且固定在水平的测试平台上，采用同一气源供气使两气缸的活塞处于平衡状态，然后调整测试平台的高度，利用无摩擦气缸活塞和活塞杆的重力分量克服摩擦阻力，活塞由静止开始运动时，在抱箍外面套装有圆盘挡板，圆盘挡板随活塞一起运动，通过激光位移传感器可准确测出单位时间内活塞的位移变化量，由于激光位移传感器精度高、响应速度快，即可准确得到活塞运动时加速度的大小，通过测量出测试平台在水平状态时的长度和其偏转的高度，根据力的平衡原理，就可计算出活塞处于某个位置时与缸筒间滑动摩擦力的大小。 

由于测试过程中测试平台偏转角度较小，为了得到更精确的测量值，测试平台的长度尺寸远大于无摩擦气缸的长度值。 

本发明的有益效果主要表现在：测试方便、精确度高。 

附图说明

图1是无摩擦气缸摩擦力测试装置的示意图。 

图2是无摩擦气缸摩擦力测试装置的测试示意图。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。 

参照图1，一种无摩擦气缸摩擦力测试装置，包括测试平台12、铰链1、调节装置13、抱箍7、激光位移传感器3、圆盘挡板8。将所述待测试无摩擦气缸11的活塞杆9与标准无摩擦气缸4的活塞杆6通过抱箍7对联，所述待测试无摩擦气缸和所述标准无摩擦气缸分别通过第一垫块5和第二垫块10固定在测试平台12上，所述激光位移传感器3通过固定座2固定在测试平台12上，所述圆盘挡板8套装在抱箍7外，所述测试平台12一端通过铰链1固定，所述调节装置13安装在测试平台12的另一侧，所述调节装置13与测试平台12之间支撑连接，所述调节装置13能够调节测试平台12的高度，所述两个无摩擦气缸采用同一气源供气。 

本实施例的测试装置实现的测试方法包含以下步骤： 

1、称量出待测量无摩擦气缸和标准无摩擦气缸的活塞、活塞杆、抱箍、圆盘挡板的质量总和m。 

2、通过调节装置调节测试平台处于绝对水平状态。 

3、测量出调节装置与测试平台另一端之间的中心距长度L。 

4、给两个无摩擦气缸采用同一气源供气。 

5、通过调节装置缓慢调整测试平台的高度，使得无摩擦气缸的活 塞在缸筒内靠单边移动。 

6、通过位移传感器可准确获得活塞当前的位移变化量，通过运算函数可计算出活塞运动的加速度a,根据力的平衡原理，当测试平台与水平面之间的角度为β时，滑动摩擦力F₁=G·Sinβ-ma,由  $G=\mathrm{mg},\mathrm{Sin\β}=\frac{H}{\sqrt{L^2+H^2}},$ 所以 $F_1=\frac{\mathrm{mgH}}{\sqrt{L^2+H^2}}-\mathrm{ma}.$

Claims (4)

1.一种无摩擦气缸摩擦力测试装置，其特征在于：包括测试平台、用以调节测试平台的高度的调节装置、激光位移传感器和圆盘挡板，所述激光位移传感器与所述圆盘挡板配合，所述待测试无摩擦气缸的活塞杆与标准无摩擦气缸的活塞杆端部之间固定连接，在所述固定连接处安装所述圆盘挡板，所述待测试无摩擦气缸和所述标准无摩擦气缸均固定在测试平台上，所述激光位移传感器固定在测试平台上，所述测试平台一端铰接在基座上，所述调节装置安装在测试平台的另一侧，所述两个无摩擦气缸的进气口均与同一气源连通。

2.如权利要求1所述的无摩擦气缸摩擦力测试装置，其特征在于：将所述待测试无摩擦气缸的活塞杆与标准无摩擦气缸的活塞杆通过抱箍对联，所述抱箍外套装圆盘档板。

3.如权利要求1或2所述的无摩擦气缸摩擦力测试装置，其特征在于：所述测试平台一端通过铰链与基座连接。

4.如权利要求1或2所述的无摩擦气缸摩擦力测试装置，其特征在于：所述待测试无摩擦气缸和所述标准无摩擦气缸均通过垫块固定在测试平台上，所述激光位移传感器通过固定座固定在测试平台上。

Images