CN105699232B - 可控磨损载荷的试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可控磨损载荷的试验装置，包括：工作台、电机、磨盘、试样和可控磨损载荷实验装置；所述磨盘连接在所述电机上，所述电机固定在所述工作台上，所述试样一端置入所述可控磨损载荷实验装置上，另一端与所述磨盘接触，所述可控磨损载荷实验装置固定在工作台上；可控载荷加载范围为0～500N；磨损刻度磨损范围0～20mm，精度可达0.01mm。本发明结构简单，维修方便，并容易实现通过调换加载载荷弹簧来满足不同载荷下的测试。

Description

可控磨损载荷的试验装置

技术领域

本发明属于摩擦磨损测量技术领域，具体地说，涉及一种可控磨损载荷的试验装置。

背景技术

摩擦磨损在传动领域是材料失效的主要形式之一，通常发生在两相互接触并发生相对运动的材料表面，因此用于相互接触的材料及其表面的摩擦磨损性能十分重要。当下新材料飞速发展，耐磨材料的研发也日益受到重视，对于基体材料和涂层材料的抵抗摩擦磨损性能的检测是必不可少的，在研究基体材料耐磨性的检测领域，摩擦磨损试验机是一种常见且实用的测试设备。

现有摩擦磨损检测装置大多载荷加载或高或低，不利于未知摩擦磨损性能材料的初判，给后续检验工作造成不便，同时市上摩擦磨损实验装备大多价格昂贵，设备复杂，零部件更换不易，使用领域对于材料要求比较苛刻等，甚至一旦某部分软件或是零部件损坏，整个装置就无法使用，需要整体更换。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是现有摩擦磨损检测装置载荷量加载范围小的问题。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种可控磨损载荷的试验装置，包括：工作台、电机、磨盘、试样和可控磨损载荷实验装置；所述磨盘连接在所述电机上，所述电机固定在所述工作台上，所述试样一端置入所述可控磨损载荷实验装置上，另一端与所述磨盘接触，所述可控磨损载荷实验装置固定在工作台上；可控载荷加载范围为0～500N；磨损刻度磨损范围0～20mm，精度可达0.01mm。。

进一步的，所述可控磨损载荷实验装置包括：导套、滑块、弹簧、推块、丝杆座、丝杆、水平仪和导梁；所述滑块和推块位于所述导梁的导槽内并在所述导槽内移动，所述丝杆座固定在所述导槽内，所述水平仪嵌入在所述导梁的侧壁；所述滑块和推块通过所述弹簧紧密连接。

进一步的，所述导套的形状为圆柱体，所述导套一端设有沉孔，所述沉孔深度为所述导套长度的一半，所述导套另一端设有通孔；所述通孔带有螺纹。

进一步的，所述滑块的形状为正方体，所述滑块的两侧底部对称开有通槽，所述滑块的底部中心处设有定位孔；所述滑块的正面设有螺孔，背面中心处设有沉孔，靠近背面的顶部开有带螺纹的螺孔，所述螺孔贯穿所述沉孔；移动标尺紧贴垫块通过垫片和螺柱紧固在所述滑块一侧。

进一步的，所述推块的形状为长方体，所述推块两侧底部对称设有通槽，底部中心处设有定位孔；所述推块正面中心处设有弹簧固定孔，背面连接有铰接套，正面的顶部也设有带螺纹的螺孔，所述螺孔贯穿所述弹簧固定孔；指针紧贴垫块通过垫片和螺柱紧固在所述推块一侧。

进一步的，所述丝杆座的形状为倒置T形方块，所述丝杠座的竖直面上设有通孔，所述通孔带有螺纹，与所述丝杆的螺纹相匹配。

进一步的，所述导梁的形状为长方体，所述导梁上端设有T形槽，用于推块和滑块的移动；所述T形槽的中心对称线上设有两个定位螺孔，用于推块和滑块的初始定位；所述导梁设有三个内六角螺孔，用于所述导梁固定在工作台上；所述导槽的一端设有方形通孔，为所述丝杆座的固定孔；在所述导梁一侧的侧壁上印有载荷刻度和磨损刻度，并设有水平仪嵌入孔。

进一步的，所述可控载荷加载范围为0～500N。

进一步的，所述磨损刻度磨损范围0～20mm，精度可达0.01mm。

与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：

1)本发明由滑块、推块、弹簧、标尺和带有刻度的导梁组装而成，结构简单，维修方便，并容易实现通过调换加载载荷弹簧来满足不同载荷下的测试。

2)导套不带螺纹的一端设有内径孔，用于安放圆柱形待测试样或是方形待测试样，同时该内径孔上方还带有一个小螺孔，能通过小螺钉对待测试样进行固定作用；导套带有螺纹的一侧用于将导套固定于滑块上，同时带有螺纹的一侧还开有一小内径通孔，用于将待测试样卸掉用。

3)滑块上固定的移动标尺，初始状态移动标尺“0”刻度与磨损刻度“0”对齐，随着待测试样不断的磨损，在弹簧推力作用下滑块沿导梁内部导槽移动，同时移动标尺也对应在磨损刻度上滑动，首先读出移动标尺“0”对应磨损刻度上的数值，然后找到移动标尺上的刻度与磨损刻度对应最齐的一条刻度线，即可读出该时刻待测试样的磨损量，如此设计便方便快捷地实时测量试样磨损量。

4)推块上固定的指针，初始状态指针与导梁上的载荷刻度“0”对齐，通过调节丝杆推动推块在导梁的导槽内移动，指针在载荷刻度上一一对应移动。本装置中设计有两组弹簧，一组弹簧对应于大载荷，采用500N载荷量程；一组对应小载荷，采用100N量程，使用过程中先使用大载荷量程初步确定加载载荷和磨损量的关系后，再选取载荷量程；同时通过丝杆的调节可选取磨损时不同的加载载荷。磨损过程中，由于材料的长度发生变化，使得弹簧所产生的载荷也会有误差，如此可通过移动标尺中“0”的移动刻度与指针的相对移动刻度来进行补偿，使得在磨损过程中，能实时保证载荷的均匀加载的稳定性。

5)装置在使用之前为避免弹簧倾斜或是不平而加载力时产生误差，必须要进行水平调节，因此在导梁侧壁上装有水平仪，保障安装在电机工作台上的本实验装置是水平的，从而保证了弹簧加载力的可靠性，也提高了测量的精确性。

6)本发明不仅可实现摩擦实验时载荷的加载，也能实时测量出在加载载荷下材料的磨损量；根据初步判断材料抗磨损性能，可选择100N载荷和500N载荷的磨损加载载荷量程，提高了测量的精确性；移动标尺最小刻度为0.04mm，实现磨损量测量精度可达到0.01mm，故实现了材料磨损的载荷和磨损量的实时调节，装置设计简单而不失精度，对于材料的外形可同时满足方形和圆形要求，达到多样化，通用性强，降低了实验成本，和设备的生产成本。

当然，实施本发明的任一产品必不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明可控磨损载荷的试验装置实施例的结构示意图；

图2是图1中可控磨损载荷实验装置的放大结构示意图；

图3是图2中导套的结构示意图；

图4是图2中丝杆座的结构示意图；

图5是图2中滑块的结构示意图；

图6是图2中推块的结构示意图；

图7是图2中导梁的结构示意图。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

本发明提供了一种可控磨损载荷的试验装置，如图1所示，由工作台1、电机2、磨盘3、试样4和可控磨损载荷实验装置5组成；磨盘3连接在电机2上，电机2固定在工作台上，试样4一端置入可控磨损载荷实验装置5上，另一端与磨盘3接触，可控磨损载荷实验装置5固定在工作台1上；可控载荷加载范围为0～500N；磨损刻度磨损范围0～20mm，精度可达0.01mm。

本实施例中，如图2所示，所述可控磨损载荷实验装置5由导套6、滑块7、弹簧8、推块9、丝杆座10、丝杆11、水平仪12和导梁13组成；滑块7和推块9位于导梁13的导槽内并且可以再导槽内移动，丝杆座10是固定在导梁的导槽内，水平仪12是嵌入在导梁13的侧壁；滑块7和推块9通过弹簧8紧密连接。

如图3所示，所述导套6的形状和结构是，从圆柱体一端挖一个沉孔，沉孔深度为圆柱体长度的一半，再从圆柱体另一端钻一个小孔，为通孔，便于试验完后卸下试样；对圆柱体上有通孔的一端进行攻丝，使圆柱体带有螺纹可固定在螺孔上。

如图4所示，所述丝杆座10的形状和结构是，倒置“T”形方块，在方块竖直面上钻有通孔，并将通孔攻丝，要求与丝杆的螺纹相匹配，便于丝杆在丝杆座上旋动。

如图5所示，所述滑块7的形状和结构是，正方体15两侧近底部对称开有通槽，同时底部中心处钻有定位孔14；正方体15正面开有螺孔18，背面中心处挖有沉孔19，靠近背面的顶部开有带螺纹的螺孔18，螺孔18贯穿沉孔19，装上螺柱16后可对弹簧8起到固定作用；移动标尺22紧贴垫块20通过垫片23和螺柱21紧固在正方体15一侧。

如图6所示，所述推块9的形状和结构是，长方体25两侧近底部对称开有通槽，同时底部中心处钻有定位孔24；方体15正面中心处挖有弹簧固定孔26，背面连接有铰接套32，靠近正面的顶部也开有带螺纹的螺孔，螺孔贯穿弹簧固定孔26，装上螺柱27后可对弹簧8起到固定作用，其结构与推块相同；指针29紧贴垫块28通过垫片30和螺柱31紧固在长方体25一侧。

如图7所示，所述导梁13的形状和结构是，长方体上开有“T”形槽，用于推块9和滑块7的移动；在槽的中心对称线上钻有两个定位螺孔36和39，并攻丝，用于推块9和滑块7的初始定位；同时加工有三个内六角螺孔37、38和41，用于将导梁固定在工作台1上；在导槽的一端开有方形通孔40，为丝杆座固定孔；在导梁一侧的侧壁上印有载荷刻度34和磨损刻度35，加工有水平仪嵌入孔33。

所述水平仪12确保可控磨损载荷实验装置5的水平性，实验过程中旋动丝杆11顶住推块9向前移动压缩弹簧8，弹簧8抵抗压缩变形挤压滑块7前进，试样装夹在紧固于滑块7上的导套6内，受到滑块7的挤压与磨盘3接触并被磨损；推块9上面的指针29移动的距离对应了相应的加载载荷，滑块7上移动标尺22在导梁13上的磨损刻度对应移动的距离可测出磨损量。

具体应用时：

调节完毕，启动电机，磨损测试结束后，指针29和移动标尺22分别对应载荷刻度34和磨损刻度35上的不同数字。加载弹簧选择100N型号，那么加载刻度上就对应读取100N量程的数值，譬如加载时指针29对应的刻度数字是40，那表示当前的加载载荷是40N；加载弹簧选择500N型号，那么加载刻度上就对应读取500N量程的数值，譬如加载时指针29对应的刻度数字是150，那表示当前的加载载荷是150N。由于加载是依靠弹簧长度变形获得，而在磨损过程中材料的长度随着时间增加逐渐被磨损减少，扭动丝杆11上的手柄使指针29及时对应到加载载荷刻度处，保证加载过程中载荷的稳定性。

移动标尺22的“0”刻度对应磨损刻度35的第5刻度线与第6刻度线之间，再看移动标尺22上的刻度线与磨损刻度35上的刻度线对应最齐的一条，如果移动标尺22上的刻度线刚好是第5条，那么此时的磨损量计算方式为：5mm+5×0.04mm＝5.2mm；再如，移动标尺22上的刻度线刚好第1条，也就是“0”刻度线与磨损刻度35的第5条对应最齐，那么此时的磨损量计算为：5mm+0×0.04mm＝5.0mm；再如，移动标尺22的“0”刻度对应磨损刻度35的第5刻度线与第6刻度线之间，移动标尺22上的刻度线刚好第2条对应最齐，那么此时的磨损量计算为：5mm+1×0.04mm＝5.04mm。

本发明提供的可控磨损载荷的试验装置由滑块、推块、弹簧、标尺和带有刻度的导梁组装而成，结构简单，维修方便，并容易实现通过调换加载载荷弹簧来满足不同载荷下的测试。

导套不带螺纹的一端设有内径孔，用于安放圆柱形待测试样或是方形待测试样，同时该内径孔上方还带有一个小螺孔，能通过小螺钉对待测试样进行固定作用；导套带有螺纹的一侧用于将导套固定于滑块上，同时带有螺纹的一侧还开有一小内径通孔，用于将待测试样卸掉用。

滑块上固定的移动标尺，初始状态移动标尺“0”刻度与磨损刻度“0”对齐，随着待测试样不断的磨损，在弹簧推力作用下滑块沿导梁内部导槽移动，同时移动标尺也对应在磨损刻度上滑动，首先读出移动标尺“0”对应磨损刻度上的数值，然后找到移动标尺上的刻度与磨损刻度对应最齐的一条刻度线，即可读出该时刻待测试样的磨损量，如此设计便方便快捷地实时测量试样磨损量。

推块上固定的指针，初始状态指针与导梁上的载荷刻度“0”对齐，通过调节丝杆推动推块在导梁的导槽内移动，指针在载荷刻度上一一对应移动。本装置中设计有两组弹簧，一组弹簧对应于大载荷，采用500N载荷量程；一组对应小载荷，采用100N量程，使用过程中先使用大载荷量程初步确定加载载荷和磨损量的关系后，再选取载荷量程；同时通过丝杆的调节可选取磨损时不同的加载载荷。磨损过程中，由于材料的长度发生变化，使得弹簧所产生的载荷也会有误差，如此可通过移动标尺中“0”的移动刻度与指针的相对移动刻度来进行补偿，使得在磨损过程中，能实时保证载荷的均匀加载的稳定性。

装置在使用之前为避免弹簧倾斜或是不平而加载力时产生误差，必须要进行水平调节，因此在导梁侧壁上装有水平仪，保障安装在电机工作台上的本实验装置是水平的，从而保证了弹簧加载力的可靠性，也提高了测量的精确性。

本发明不仅可实现摩擦实验时载荷的加载，也能实时测量出在加载载荷下材料的磨损量；根据初步判断材料抗磨损性能，可选择100N载荷和500N载荷的磨损加载载荷量程，提高了测量的精确性；移动标尺最小刻度为0.04mm，实现磨损量测量精度可达到0.01mm，故实现了材料磨损的载荷和磨损量的实时调节，装置设计简单而不失精度，对于材料的外形可同时满足方形和圆形要求，达到多样化，通用性强，降低了实验成本，和设备的生产成本。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (2)

1.一种可控磨损载荷的试验装置，其特征在于，包括：工作台、电机、磨盘、试样和可控磨损载荷实验装置；所述磨盘连接在所述电机上，所述电机固定在所述工作台上，所述试样一端置入所述可控磨损载荷实验装置上，另一端与所述磨盘接触，所述可控磨损载荷实验装置固定在工作台上；可控载荷加载范围为0～500N；磨损刻度磨损范围0～20mm，精度可达0.01mm；所述可控磨损载荷实验装置包括：导套、滑块、弹簧、推块、丝杆座、丝杆、水平仪和导梁；所述滑块和推块位于所述导梁的导槽内并在所述导槽内移动，所述丝杆座固定在所述导槽内，所述水平仪嵌入在所述导梁的侧壁；所述滑块和推块通过所述弹簧紧密连接；所述导套的形状为圆柱体，所述导套一端设有沉孔，所述沉孔深度为所述导套长度的一半，所述导套另一端设有通孔；所述通孔带有螺纹；

所述滑块的形状为正方体，所述滑块的两侧底部对称开有通槽，所述滑块的底部中心处设有定位孔；所述滑块的正面设有螺孔，背面中心处设有沉孔，靠近背面的顶部开有带螺纹的螺孔，所述螺孔贯穿所述沉孔；移动标尺紧贴垫块通过垫片和螺柱紧固在所述滑块一侧；

所述推块的形状为长方体，所述推块两侧底部对称设有通槽，底部中心处设有定位孔；所述推块正面中心处设有弹簧固定孔，背面连接有铰接套，正面的顶部也设有带螺纹的螺孔，所述螺孔贯穿所述弹簧固定孔；指针紧贴垫块通过垫片和螺柱紧固在所述推块一侧；

所述导梁的形状为长方体，所述导梁上端设有T形槽，用于推块和滑块的移动；所述T形槽的中心对称线上设有两个定位螺孔，用于推块和滑块的初始定位；所述导梁设有三个内六角螺孔，用于所述导梁固定在工作台上；所述导槽的一端设有方形通孔，为所述丝杆座的固定孔；在所述导梁一侧的侧壁上印有载荷刻度和磨损刻度，并设有水平仪嵌入孔。

2.如权利要求1所述的可控磨损载荷的试验装置，其特征在于，所述丝杆座的形状为倒置T形方块，所述丝杆座的竖直面上设有通孔，所述通孔带有螺纹，与所述丝杆的螺纹相匹配。