CN105092362A - 摩擦试验机精准温控系统 - Google Patents

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段海涛
白新明
贾丹
李健
钱绪政
涂杰松
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Abstract

本发明摩擦试验机精准温控系统，属于摩擦试验机领域,本发明包括摩擦试件容器，循环水恒温装置和可控硅温控仪；摩擦试件容器由内腔、外腔、底座和顶盖组成，摩擦试件和润滑介质设置在内腔中；循环水恒温装置由恒温水循环管路和恒温水温度控制机构组成，恒温水循环管路的换热水管套装在摩擦试件容器的外腔中，通过恒温水温度控制机构按设定温度值控制摩擦试件容器外腔恒温；可控硅温控仪通过温度传感器和加热元件，按设定温度值控制摩擦试件容器内腔温度；本发明通过屏蔽外界因素对温度控制过程的干扰，优化了控温条件，使恒温过程更加稳定，提高了摩擦试验结果的可靠性，此外，本发明循环水结构有助于试验结束后的快速冷却，缩短试验周期。

Description

摩擦试验机精准温控系统
技术领域
本发明涉及一种摩擦试验机精准温控系统，属于摩擦试验机领域。
背景技术
摩擦试验机的系统温度是摩擦磨损试验以及试验机研发中的重要参数，温度的精准控制在很大程度上决定着摩擦磨损试验的准确性和客观性。现有技术摩擦试验机由于其摩擦试验容器结构的单一化和摩擦试验所处外部环境的复杂化，导致试验过程中温度波动较大，一般温度波动为±3℃～±5℃，尤其是在夏季环境温度过高时其影响更为显著，直接影响摩擦磨损试验的结果的可靠性，不能满足摩擦试验机日益提高的对试验温度调节的精准度要求；此外，现有技术摩擦试验机没有快速冷却装置，试验结束后依靠自然冷却降温，试验周期长。
发明内容
本发明的目的是提供一种摩擦试验机精准温控系统，通过在摩擦试件容器外腔设置恒温循环水，使摩擦试验容器内腔处于相对封闭单一的恒温外腔环境中，并相应通过可控硅温控仪实现对摩擦试验容器内腔的摩擦试件试验环境的精准温度控制。
本发明的技术方案：
本发明摩擦试验机精准温控系统，包括摩擦试件容器，循环水恒温装置和可控硅温控仪，所述摩擦试件容器由内腔、外腔、底座和顶盖组成，摩擦试件和润滑介质设置在内腔中；所述循环水恒温装置由恒温水循环管路和恒温水温度控制机构组成，其恒温水循环管路的换热水管紧密套装在摩擦试件容器的外腔中，通过其恒温水温度控制机构按设定温度值控制摩擦试件容器外腔恒温；所述可控硅温控仪通过设置在摩擦试件容器内腔中的润滑介质温度传感器和底座内的加热元件，按设定温度值控制摩擦试件容器内腔温度；从而构成摩擦试验容器的恒温控制系统，实现摩擦试验容器内的摩擦试件试验环境的精准温度控制。
所述循环水恒温装置的恒温水循环管路由潜水泵、换热水管、快装接头、节流阀、进出水管和水箱组成，水箱中按设定温度值的恒温水，由水泵出口，经出水管、经节流阀、快装接头与换热水管的进水口连接，从换热水管出水口经快装接头、出水管流出的水，通过恒温水温度控制机构换热组件换热后，经回流管流至水箱。
所述循环水恒温装置的恒温水温度控制机构由温度传感器、继电温控仪和换热组件组成，设置在水箱中的温度传感器与继电温控仪连接，该换热组件的半导体制冷片、散热器分别与继电器温控仪的开关控制触点连接。
所述换热组件由换热板、半导体制冷片、散热器组成，半导体制冷片的制冷端、发热端分别通过导热胶与换热板、散热器紧密贴合连接。
所述摩擦试验容器的顶盖为保温盖
本发明的有益效果：
本发明摩擦试验机精准温控系统，设计创新,包括摩擦试件容器，循环水恒温装置和可控硅温控仪，摩擦试件容器分为内、外腔结构，循环水恒温装置通过将其换热水管紧密套装在摩擦试件容器的外腔中，为摩擦试验容器内腔提供相对恒定的外部环境，可控硅温控仪通过设置在摩擦试件容器内腔中的润滑介质温度传感器和底座内的加热元件，即按设定温度值控制摩擦试件容器内腔温度；从而改变了现有摩擦试验机控温系统受外界干扰明显，受制于加热器的热惯性、环境温度以及与外界的热交换等因素对试验温度的影响，将现有技术复杂开放的大环境影响改变成相对封闭的小环境恒温控制系统，在很大程度上屏蔽了外界因素对温度控制过程的干扰，优化了控温条件，使恒温过程更加稳定，提高了摩擦试验结果的可靠性。此外，循环水结构有助于试验结束后的快速冷却，缩短试验周期。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明循环水恒温装置的螺旋换热管设置于摩擦试验容器外腔示意图；
图3本发明与现有技术控温效果对比图。
具体实施方式
现结合附图进一步说明本发明是如何实施的
本发明摩擦试验机精准温控系统，包括摩擦试件容器，循环水恒温装置和可控硅温控仪，特点是：摩擦试件容器由内腔5-0、外腔5-4、底座5-2和顶盖5-1组成，摩擦试件和润滑介质设置在内腔5-0中；所述循环水恒温装置由恒温水循环管路和恒温水温度控制机构组成，其恒温水循环管路的换热水管4紧密套装在摩擦试件容器的外腔5-4中，通过其恒温水温度控制机构按设定温度值控制摩擦试件容器外腔5-4恒温；所述可控硅温控仪6通过设置在摩擦试件容器内腔5-0中的润滑介质温度传感器2-1和底座5-2内的加热元件5-3，按设定温度值控制摩擦试件容器内腔温度；从而构成摩擦试验容器的恒温控制系统，实现摩擦试验容器内的摩擦试件试验环境的精准温度控制。
所述循环水恒温装置的恒温水循环管路由潜水泵、换热水管、快装接头、节流阀、进出水管和水箱组成，水箱11中为按设定温度值的恒温水，由水泵1出口，经出水管9-1、经节流阀8、快装接头7-1与换热水管4的进水口连接，从换热水管4出水口经快装接头7-2、出水管9-2流出的水，通过恒温水温度控制机构换热组件换热后，经回流管9-3流至水箱11。
所述循环水恒温装置的恒温水温度控制机构由温度传感器2-2、继电温控仪3和换热组件组成，设置在水箱1中的温度传感器2-2与继电温控仪3连接，该换热组件的半导体制冷片10-2、散热器10-3分别与继电温控仪3的开关控制触点连接。
所述换热组件由换热板10-1、半导体制冷片10-2、散热器10-3组成，半导体制冷片10-2的制冷端、发热端分别通过导热胶与换热板10-1、散热器10-3紧密贴合连接。
所述摩擦试验容器的顶盖5-1为保温盖
按本发明进行摩擦试验时，摩擦试样浸没于摩擦试验容器内腔5-0的润滑剂介质中，启动循环水恒温装置和可控硅温控仪，水箱11内按设定温度的水经水泵1，出水管9-1、节流阀8、快装接头7-1进入设置在摩擦试验容器5外腔5-4的换热水管4，换热后的出水经快装接头7-2、出水管9-2，通入换热组件，并通过浸于水箱水中的温度传感器2-1和继电器温控仪3将其通过的水温控制在设定温度，并由回水管9-3回到水箱11，如此循环往复，使摩擦试验容器5外腔5-4的温度控制在设定值，此循环水恒温装置设计在很大程度上屏蔽了外界因素对摩擦试验容器5的温度影响，使摩擦试验容器5的外腔5-4形成基本恒定的恒温区，优化了摩擦试验容器内腔5-1周围的恒温条件；同时，可控硅温控仪6通过感温部分浸没于润滑剂介质的温度传感器2-1和自身PID反馈调节，进一步控制摩擦试验容器底座5-2中加热元件5-3的加热功率，从而实现摩擦试验机的摩擦试验容器内腔5-0中摩擦试件和润滑剂介质的精准控温。
由图3所示目标值150℃时使用本发明精准控温系统前后的控温效果对比可以看出，现有技术摩擦试验机控温方式下其试验温度波动为±3℃左右，控温效果并不理想，按本发明控温系统，控温效果得到明显改善，温度波动降低到±0.5℃左右。
此外，循环水恒温装置设计的循环水结构满足了试验结束后的快速冷却需求。

Claims (5)

1.摩擦试验机精准温控系统，包括摩擦试件容器，循环水恒温装置和可控硅温控仪，其特征在于，所述摩擦试件容器由内腔、外腔、底座和顶盖组成，摩擦试件和润滑介质设置在内腔中；所述循环水恒温装置由恒温水循环管路和恒温水温度控制机构组成，其恒温水循环管路的换热水管紧密套装在摩擦试件容器的外腔中，通过其恒温水温度控制机构按设定温度值控制摩擦试件容器外腔恒温；所述可控硅温控仪通过设置在摩擦试件容器内腔中的润滑介质温度传感器和底座内的加热元件，按设定温度值控制摩擦试件容器内腔温度；从而构成摩擦试验容器的恒温控制系统，实现摩擦试验容器内的摩擦试件试验环境的精准温度控制。
2.根据权利要求1所述的摩擦试验机精准温控系统，其特征在于，循环水恒温装置的恒温水循环管路由潜水泵、换热水管、快装接头、节流阀、进出水管和水箱组成，水箱中按设定温度值的恒温水，由水泵出口，经出水管、经节流阀、快装接头与换热水管的进水口连接，从换热水管出水口经快装接头、出水管流出的水，通过恒温水温度控制机构换热组件换热后，经回流管流至水箱。
3.根据权利要求1所述的摩擦试验机精准温控系统，其特征在于，循环水恒温装置的恒温水温度控制机构由温度传感器、继电温控仪和换热组件组成，设置在水箱中的温度传感器与继电温控仪连接，该换热组件的半导体制冷片、散热器分别与继电器温控仪的开关控制触点连接。
4.根据权利要求1所述的摩擦试验机精准温控系统，其特征在于，换热组件由换热板、半导体制冷片、散热器组成，半导体制冷片的制冷端、发热端分别通过导热胶与换热板、散热器紧密贴合连接。
5.根据权利要求1所述的摩擦试验机精准温控系统，其特征在于，摩擦试验容器的顶盖为保温盖。
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