CN105352794A - 一种摩擦表面自适应接触的试件夹具 - Google Patents

Abstract

一种摩擦表面自适应接触的试件夹具，属于摩擦学摩擦磨损试验机的试件夹具设计领域。该装置主要包括夹持件，向心关节球轴承和杯式固定件；球轴承包括内圈和外圈，内圈与夹持件的轴通过紧配合联接，外圈与杯式固定件通过紧定螺钉联接，防止球轴承松动；杯式固定件与夹持件通过沿圆周方向均匀分布的三个螺柱联接；夹持件上既可以安装环试件也可以安装销试件。该试件夹具设计合理，结构紧凑，夹持效果好，通过关节球轴承和定位螺栓与销的配合可以保证上试件与下试件的摩擦表面自适应接触，受力均匀，以三销模式代替单销模式弥补单销模式的局限性，而且可以在不更换夹具的情况下实现环-盘、环-环、销-盘、销-环多种摩擦磨损试验。

Description

一种摩擦表面自适应接触的试件夹具

技术领域

本发明涉及摩擦学摩擦磨损试验机的试件夹具设计领域，尤其是一种摩擦表面自适应接触的试件夹具。

背景技术

目前摩擦磨损试验机主要用于环-盘，环-环，销-盘,销-环摩擦磨损试验，然而目前大多试验机都是根据不同类型的试验需要更换不同的试件夹具，这样就带来了操作繁琐、更换复杂等缺点。

目前销-盘式或销-环式摩擦磨损试验机一般都是单销模式，因为单销的特殊性，为了保证销试件与盘试件接触受力均匀，在这种销-盘式摩擦磨损试验机上进行试验之前需调整试验台，在调整位置过程中一般是根据肉眼观察判断位置是否适合，难免带来不必要的误差，从而增加了整个试验的误差，影响了整个试验数据的准确度。

目前试件夹具普遍不具备摩擦表面自适应调整接触的功能，由于加工、安装误差等因素很容易造成上、下试件安装后，上、下试件接触面不平整，从而导致受力不均匀影响试验数据准确度。

由于在夹具、销试件加工过程中无法避免加工误差影响，销孔顶端端面有误差，在安装销试件时，三个销试件与顶面贴合，三个销试件的摩擦表面不平齐，与盘试件接触不均匀从而导致磨损程度不均匀。

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对现有技术中存在的摩擦副不能良好接触的问题，提供一种结构紧凑合理、夹持效果好的摩擦表面自适应接触的试件夹具。

技术方案：本发明的摩擦表面自适应接触的试件夹具，包括夹持件、设在夹持件上的向心关节球轴承和套装在向心关节球轴承上的杯式固定件，杯式固定件相配合的外壁上设有与向心关节球轴承固定在一起的上开槽锥端紧定螺钉，杯式固定件的端面上设有顶靠在夹持件相对一端面上的螺柱；

所述的夹持件呈T形，T形头部为一圆盘，T形后部为套装向心关节球轴承的阶梯轴，阶梯轴尾部螺纹连接有固定向心关节球轴承的六角螺母，夹持件头部圆盘无轴一端开有内凹槽，内凹槽内开有中心螺纹孔和销孔，围绕中心螺纹孔呈120°分布有三个螺栓通孔，夹持件头部圆盘有轴一端外圆周上均布适应螺柱位置的凹槽；

所述的杯式固定件杆体一端插装在试验机安装孔内，杯式固定件杯体一端内孔呈阶梯状，端面圆周上均布有三个安装螺柱的螺纹孔，杯体外壁上开有适应定位销的螺钉孔。

所述夹持件头部圆盘无轴一端的内凹槽上设有环试件，环试件上设有与夹持件头部圆盘相连的开槽球面圆柱头螺钉和定位销。

所述夹持件头部圆盘无轴一端的内凹槽下方设有垫块，垫块上设有与夹持件头部圆盘上的三个螺栓孔相对应的三个通孔，通孔内设有从螺栓孔进入垫块的销试件，销试件的顶部设有固定螺栓，销试件的侧面设有穿过夹持件头部圆盘侧壁的下开槽锥端紧定螺钉。

有益效果：本发明通过关节球轴承和定位螺栓与销的配合可以保证上试件与下试件的摩擦表面自适应接触，受力均匀，以三销模式代替单销模式弥补单销模式的局限性，而且可以在不更换夹具的情况下实现环-盘，环-环，销-盘，销-环多种摩擦磨损试验。关节球轴承与夹持件的轴段紧配合，在轴段上安装六角螺母固定球轴承；球轴承嵌入到杯式固定件中；杯式固定件通过三个沿圆周方向均匀分布的螺柱与夹持件联接，将试验机的旋转运动和力传递到夹持件上；关节球轴承主要由一个外圈和一个内圈组成，外圈的内球面和内圈的外球面组成滚动摩擦副，滑动表面为球面形，可在一定角度范围内作倾斜运动(即调心运动)故可以实现摩擦表面自适应接触的要求。夹持件上既有安装环试件的安装槽也有安装销试件的销孔，集二者于一身，这样的优势在于，用同一个夹具既可以做环-盘、环-环试验又可以做销-盘、销-环试验，避免了更换夹具的繁琐过程，在销-盘、销-环试验中采用三销模式避免单销模式的局限性。安装环试件时通过开槽球面圆柱头螺钉和定位销固定夹紧环试件；通过螺栓与销试件配合可以微调整销试件的高度保证三个销试件高度一致；通过开槽锥端紧定螺钉固定夹紧销试件；在安装销试件过程中需借助垫块，首先将销试件初步安装在夹持件上，然后将上夹具安装到试验机的转轴安装孔中，在盘试件安装完成后，将垫块放在盘试件的工作面上然后对整个上试件夹具施加力将销试件压到盘试件的摩擦表面上，通过调整与销试件配合的螺栓保证三个销试件高度一致从而与盘试件均匀接触，然后拧紧螺栓与紧定螺钉，最后释放施加在上夹具上的力。该摩擦表面自适应接触的试件夹具设计合理，结构紧凑，夹持效果好，通过关节球轴承和定位螺栓与销的配合可以保证上试件与下试件的摩擦表面自适应接触，受力均匀，以三销模式代替单销模式弥补单销模式的局限性，而且可以在不更换夹具的情况下实现环-盘、环-环、销-盘、销-环多种摩擦磨损试验。

附图说明

图1(a)是本发明摩擦表面自适应接触的试件夹具的环-盘装配图；

图1(b)是本发明摩擦表面自适应接触的试件夹具的销-盘装配图；

图2(a)是本发明的关节球轴承的俯视图；

图2(b)是本发明的关节球轴承的剖视图；

图3(a)是本发明的夹持件的剖视图

图3(b)是本发明的夹持件的仰视图；

图4(a)是本发明的杯式固定件的剖视图；

图4(b)是本发明的杯式固定件的俯视图；

图5是本发明的螺柱主视图；

图6(a)是本发明的垫块剖视图；

图6(b)是本发明的垫块俯视图。

图中：1.环试件，2.夹持件，3.开槽球面圆柱头螺钉，4.定位销，5.上开槽锥端紧定螺钉，6.向心关节球轴承，7.杯式固定件，8.六角螺母，9.试验机，10.螺柱，11.盘试件，12.垫块，13.下开槽锥端紧定螺钉，14.销试件，15.固定螺栓。

具体实施方式

下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的描述：

实施例1、如图1(a)所示，摩擦表面自适应接触的试件夹具主要由环试件1、夹持件2、开槽球面圆柱头螺钉3、定位销4、开槽锥端紧定螺钉5、向心关节轴承6、杯式固定件7、六角螺母8、螺柱10组成；向心关节球轴承6设在夹持件2上，杯式固定件7套装在向心关节球轴承6上，杯式固定件7相配合的外壁上设有与向心关节球轴承6固定在一起的上开槽锥端紧定螺钉5，杯式固定件7的端面上设有顶靠在夹持件2相对一端面上的螺柱10；

所述的夹持件2呈T形，T形头部为一圆盘，T形后部为套装向心关节球轴承6的阶梯轴，阶梯轴尾部螺纹连接有固定向心关节球轴承6的六角螺母8，夹持件2头部圆盘无轴一端开有内凹槽，内凹槽内开有中心螺纹孔和销孔，围绕中心螺纹孔呈120°分布有三个螺栓通孔，夹持件2头部圆盘有轴一端外圆周上均布适应螺柱10位置的凹槽；

所述的杯式固定件7杆体一端插装在试验机9安装孔内，杯式固定件7杯体一端内孔呈阶梯状，端面圆周上均布有三个安装螺柱10的螺纹孔，杯体外壁上开有适应定位销4的螺钉孔。

所述夹持件2头部圆盘无轴一端的内凹槽上设有环试件1，环试件1上设有与夹持件2头部圆盘相连的开槽球面圆柱头螺钉3和定位销4；环试件1与盘试件11相接触，实现环-盘实验。

所述关节球轴承6与夹持件2的轴段紧配合，在轴段上安装六角螺母8固定球轴承6；球轴承6嵌入到固定件7中；固定件7通过三个沿圆周方向均匀分布的螺柱10与夹持件2联接，传递运动和力；关节球轴承6主要由一个外圈和一个内圈组成，外圈的内球面和内圈的外球面组成滚动摩擦副，滑动表面为球面形，可在一定角度范围内作倾斜运动(即调心运动)故可以实现摩擦表面自适应接触的要求。

实施例2、与实施例1基本相同，相同之处略。不同之处如图1(b)所示，所述夹持件2头部圆盘无轴一端的内凹槽下方设有垫块12，垫块12上设有与夹持件2头部圆盘上的三个螺栓孔相对应的三个通孔，通孔内设有从螺栓孔进入垫块12的销试件14，销试件14的顶部设有固定螺栓15，销试件14的侧面设有穿过夹持件2头部圆盘侧壁的下开槽锥端紧定螺钉13。根据实验需要，垫块12下方的试件可以是盘试件、也可以是销试件，通知销试件14与盘试件、或销试件接触可实现销-盘实验和销-环实验。

夹持件2上既有安装环试件1的安装槽也有安装销试件14的销孔，集二者于一身，这样的优势在于，用同一个夹具既可以做环-盘、环-环试验又可以做销-盘、销-环试验，避免了更换夹具的繁琐过程，在销-盘、销-环试验中采用三销模式避免了单销模式的局限性。

在环盘试验中，安装环试件1时，通过开槽球面圆柱头螺钉3和定位销4固定夹紧环试件1；在销盘试验中，安装销试件14时，通过调整与销试件14配合的螺栓10的高度保证三个销试件14与盘试件11均匀接触。

在销盘试验中，首先将杯式固定件7杆体一端插装在试验机9安装孔内，然后将销试件14通过夹持件2头部圆盘上的三个螺栓孔进入垫块12的通孔内与盘试件11接触，通过调整与销试件14配合的螺栓15保证销试件14与盘试件11均匀接触，最后拧紧销试件14的侧面穿过夹持件2头部圆盘侧壁的下开槽锥端紧定螺钉13。

Claims (3)

1.一种摩擦表面自适应接触的试件夹具，其特征在于：它包括夹持件（2）、设在夹持件（2）上的向心关节球轴承（6）和套装在向心关节球轴承（6）上的杯式固定件（7），杯式固定件（7）相配合的外壁上设有与向心关节球轴承（6）固定在一起的上开槽锥端紧定螺钉（5），杯式固定件（7）的端面上设有顶靠在夹持件（2）相对一端面上的螺柱（10）；

所述的夹持件（2）呈T形，T形头部为一圆盘，T形后部为套装向心关节球轴承（6）的阶梯轴，阶梯轴尾部螺纹连接有固定向心关节球轴承（6）的六角螺母（8），夹持件（2）头部圆盘无轴一端开有内凹槽，内凹槽内开有中心螺纹孔和销孔，围绕中心螺纹孔呈120°分布有三个螺栓通孔，夹持件（2）头部圆盘有轴一端外圆周上均布适应螺柱（10）位置的凹槽；

所述的杯式固定件（7）杆体一端插装在试验机（9）安装孔内，杯式固定件（7）杯体一端内孔呈阶梯状，端面圆周上均布有三个安装螺柱（10）的螺纹孔，杯体外壁上开有适应定位销（4）的螺钉孔。

2.根据权利要求1所述的摩擦表面自适应接触的试件夹具，其特征是：所述夹持件（2）头部圆盘无轴一端的内凹槽上设有环试件（1），环试件（1）上设有与夹持件（2）头部圆盘相连的开槽球面圆柱头螺钉（3）和定位销（4）。

3.根据权利要求1所述的摩擦表面自适应接触的试件夹具，其特征是：所述夹持件（2）头部圆盘无轴一端的内凹槽下方设有垫块（12），垫块（12）上设有与夹持件（2）头部圆盘上的三个螺栓孔相对应的三个通孔，通孔内设有从螺栓孔进入垫块（12）的销试件（14），销试件（14）的顶部设有固定螺栓（15），销试件（14）的侧面设有穿过夹持件（2）头部圆盘侧壁的下开槽锥端紧定螺钉（13）。