CN106404579A - 一种可变重力取向的摩擦磨损试验机及试验方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可变重力取向的摩擦磨损试验机及试验方法；在一转轴上固定安装有一真空箱；真空箱内设置有支撑架，支撑架上并排安装有一杠杆机构和一旋转机构；杠杆机构与旋转机构之间自上而下放置上试样和下试样；杠杆机构为试验过程中对上试样提供下压力，旋转机构为试验过程中对下试样提供旋转力矩；当驱动机构带动转轴转动时，真空箱、杠杆机构和旋转机构跟随其同步转动。实验过程中，通过两个杠杆机构及与其配合的压力及摩擦力传感器，获得试样间的摩擦系数。实验过程中通过对试样加热、冷却，可模拟试样在高温和/或低温交变复杂环境下的摩擦实验；本摩擦磨损试验机可获得不同重力下的摩擦系数，实现重力取向可变。

Description

一种可变重力取向的摩擦磨损试验机及试验方法
技术领域
本发明涉及材料摩擦磨损试验领域，尤其涉及一种可变重力取向的摩擦磨损试验机及试验方法。
背景技术
在航天领域，空间机构长期处于微重力、高真空、交变温度、粒子辐射等环境条件中，材料在此条件下的摩擦磨损特性与在地面上的摩擦磨损性能必然有区别。然而，要在地面实现太空环境，尤其是微重力环境，非常困难。现常见的地面模拟微重力的方法有落塔法、飞机抛物线法等，虽能实现微重力环境，但持续时间短暂、而且造价非常高。因此，想利用上述方法在地面探究重力对材料摩擦磨损性能的影响，难以实现。
另外，在汽车发动机领域，常见的气缸排列形式有V型、直列型以及水平对置型。不同的气缸排列形式中，活塞与缸套的摩擦磨损过程受重力的影响也有差别。
目前，以探究重力对材料摩擦磨损性能影响为中心的研究相对较少，在航空领域，国外可以进行材料在轨试验，即直接在太空环境中进行试验，但是成本昂贵，过程繁琐、冗长，而国内没有进行在轨试验的条件。
在汽车发动机领域，缸套与活塞摩擦磨损性能研究多以整机试验为主，操作繁琐，成本高，时间长。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，更好的在地面地探究重力对材料摩擦磨损性能的影响，掌握材料在不同重力取向下的磨损特性，本发明提供了一种结构简单、操作便捷的可变重力取向的摩擦磨损试验机及试验方法。既可以很好的模拟空间环境，实现高真空、高低交变温度，以及不同的重力取向，为探究空间机构材料在地面模拟空间环境中的摩擦磨损性能提供有效途径，同时，也可以研究其他工况下，比如不同气缸排列类型的发动机活塞与缸套材料在工作过程中的摩擦磨损情况。
本发明通过下述技术方案实现：
一种可变重力取向的摩擦磨损试验机，主机支架1、转轴3；转轴3由分别安装在主机支架1上两侧的支撑柱4支撑在主机支架1的上方，转轴3由安装在主机支架1下方的驱动机构带动其旋转；
所述转轴3上固定安装有一真空箱10；所述真空箱10内设置有支撑架5，支撑架5上并排安装有一杠杆机构和一旋转机构；杠杆机构与旋转机构之间自上而下放置上试样29和下试样28；杠杆机构为试验过程中对上试样29提供下压力，旋转机构为试验过程中对下试样28提供旋转力矩；
当驱动机构带动转轴3转动时，真空箱10、杠杆机构和旋转机构跟随其同步转动。
所述杠杆机构的工作端和旋转机构的工作端相对，且均置于加热炉34内部，加热炉34的外部覆盖可通入液氮的液氮罩31；加热炉34和液氮罩31的顶部为敞口；上试样29和下试样28自上而下依次安放在杠杆机构的工作端和旋转机构的工作端之间。
所述杠杆机构包括电动缸22、推杆15、推杆套17、压力传感器14、用于对上试样29施加压力的加压杆8、用于传递上试样29与下试样28之间摩擦力矩的摆杆9；
所述推杆15置于推杆套17内，推杆套17固定在支撑架5上；电动缸22固定安装在真空箱10的外部，推杆15与电动缸22连接；
所述支撑架5的中部设有一支柱12，加压杆8的中部通过轴承安装在支柱12的端部，推杆15的上端与加压杆8的左端部相抵，并在推杆15与加压杆8之间设置压力传感器14；支柱12与加压杆8构成1:1的第一杠杆；
所述摆杆9的中部铰接在加压杆8的右端部，摆杆9的下端安装有用于夹持上试样29的上夹具30；所述摆杆9上端部的左侧面与安装在支撑架5上的摩擦力传感器11相抵；压杆8与摆杆9构成1:1的第二杠杆；
所述旋转机构包括固定安装在真空箱10外部的电机23、连接在电机23轴端的旋转主轴7、安装在旋转主轴7轴端的用于夹持下试样28下夹具27；旋转主轴7通过轴套6安装在支撑架5上；
当电动缸22推动推杆15上行时，通过第一杠杆将压力施加在上试样29上，从而在上试样29与下试样28接触处产生压力，经压力传感器14得出压力数据；与此同时，当电机23带动旋转主轴7及下夹具27旋转时，下试样28跟随旋转主轴7旋转；不旋转的上试样29与旋转的下试样28接触处产生的摩擦力，经第二杠杆传递至摩擦力传感器11，得出摩擦力数据。
所述驱动机构包括安装在主机支架1下方的步进电机24和同步带2；步进电机24转动时，由同步带2带动转轴3转动，进而使真空箱10、杠杆机构和旋转机构在支撑柱4上绕转轴3以0°～360°转动。
所述液氮罩31的侧壁通过管路13连通固定在真空箱10外部的液氮缸21，在液氮缸21的出口出设置有用于控制液氮流量的阀门38，液氮用于对上试样29和下试样28进行冷却。
所述加热炉34为电加热炉，在炉壁的内侧设有温度传感器32及用于对上试样29和下试样28进行加热的电阻丝33。
一种材料摩擦磨损实验方法，其包括如下步骤：
步骤一：将上试样29安装在上夹具30上，下试样28安装在下夹具27上；
步骤二：对真空箱10进行抽真空，待真空度达到设定值时，启动电动缸22，推杆15向上运动，第一杆杆转变为向下的压力载荷，通过摆杆9，将压力载荷施加在上试样29和下试样28之间的接触面，由压力传感器14检测压力值大小，待载荷达到设定载荷值，电动缸22停止向上运动，并保持该设定载荷值；与此同时，对加热炉34的电阻丝通电，加热上试样29和下试样28周围温度，由温度传感器32检测温度值，待温度达到设定值后启动电机23，下试样28跟随旋转主轴7旋转，开始模拟上试样29和下试样28在高温环境下的摩擦试验；
步骤三：当高温环境下的摩擦试验结束后，关闭加热炉34，待加热炉34内温度降低至室温后，开启液氮缸21的阀门38，使液氮通入液氮罩31内并对上试样29和下试样28继续进行降温，温度由温度传感器32监测，阀门38控制液氮的流量，当上试样29和下试样28的温度达到设定值时，开始模拟上试样29和下试样28在低温环境下的摩擦试验；
步骤四：由于上试样29与下试样28之间在动态过程中存在摩擦力，上试样29相对于旋转中的下试样28摩擦力作用下，向一侧产生滑动，在第二杠杆的作用下，将上试样29相对于下试样28的摩擦力转化为摆杆9动力臂的摆动力矩，进一步转化成阻力臂相对于摩擦力传感器11的压力，从而测出上试样29与下试样28之间的摩擦力数据。
上述步骤一至步骤四的实验过程中，该下试样28的端面与重力方向的夹角保持在0°～180°，即旋转主轴7的轴线与重力方向在0°～360°范围内，以模拟上试样29和下试样28处于多个倾斜角度的状态，从而使上试样29和下试样28在可变重力取向的环境下进行试验；
也或者，上述步骤一至步骤四的实验过程中，该下试样28的端面与重力方向保持垂直或者平行；具体是实验开始前，启动步进电机24，使旋转主轴7的轴线方向转动至正向竖直或者平行状态后步进电机24停止转动，进而使下试样28的端面与重力方向定位在垂直或者平行状态。
对上述步骤二所述真空箱10泄压，并关闭步骤三所述液氮缸21的阀门38，以模拟上试样29和下试样28在不同环境工况下的试验。
本发明在实验过程中，通过两个杠杆机构及与其配合的压力及摩擦力传感器，获得试样(上试样29和下试样28)间的摩擦力系数。
本发明在实验过程中，通过对试样加热、冷却，可模拟试样在高温和/或低温交变复杂环境下的摩擦实验。
本发明在实验过程中，通过驱动机构带动转轴3转动，使真空箱10、杠杆机构和旋转机构跟随其同步转动；通过改变转轴3的转动角度，以结合实验要求改变下试样28端面与重力方向的夹角(即倾斜角度)，以获得不同重力方向下的摩擦系数，实现重力取向可变。
本发明在实验过程中，可通过真空泵对真空箱10内抽取真空，以模拟更为复杂的环境，为试样提供更为复杂多样的工况。
本发明既可以应用于航天领域材料的摩擦磨损性能测定，也可以完成发动机相关材料的摩擦磨损性能测试，极易实现不同重力取向下材料的摩擦磨损性能测试。
本发明技术手段简便易行、造价低廉，便于控制，能很好的模拟空间环境，为在地面探究重力对材料摩擦磨损性能的影响提供了有利依据及条件。
附图说明
图1为本发明可变重力取向的摩擦磨损试验机的结构示意图。
图2为本发明杠杆机构与旋转机构的工作端的局部结构示意图。
图3为本发明杠杆机构与旋转机构的工作端的全局结构示意图。
图4为本发明旋转主轴7的轴线方向处于平行状态的举例示意图。
图5为本发明旋转主轴7的轴线方向处于竖直状态的举例示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
实施例
如图1至5所示。本发明公开了一种可变重力取向的摩擦磨损试验机，主机支架1、转轴3；转轴3由分别安装在主机支架1上两侧的支撑柱4支撑在主机支架1的上方，转轴3由安装在主机支架1下方的驱动机构带动其旋转；
所述转轴3上固定安装有一真空箱10；所述真空箱10内设置有支撑架5，支撑架5上并排安装有一杠杆机构和一旋转机构；杠杆机构与旋转机构之间自上而下放置上试样29和下试样28；杠杆机构为试验过程中对上试样29提供下压力，旋转机构为试验过程中对下试样28提供旋转力矩；
当驱动机构带动转轴3转动时，真空箱10、杠杆机构和旋转机构跟随其同步转动。
所述杠杆机构的工作端和旋转机构的工作端相对，且均置于加热炉34内部，加热炉34的外部覆盖可通入液氮的液氮罩31，以模拟低温环境；加热炉34和液氮罩31的顶部为敞口；上试样29和下试样28自上而下依次安放在杠杆机构的工作端和旋转机构的工作端之间。
所述杠杆机构包括电动缸22、推杆15、推杆套17、压力传感器14、用于对上试样29施加压力的加压杆8、用于传递上试样29与下试样28之间摩擦力的摆杆9；该摆杆9的摆幅随摩擦力大小变化而变化。
所述推杆15置于推杆套17内，推杆套17固定在支撑架5上；电动缸22固定安装在真空箱10的外部，推杆15与电动缸22连接；
所述支撑架5的中部设有一支柱12，加压杆8的中部通过轴承安装在支柱12的端部，推杆15的上端与加压杆8的左端部相抵，并在推杆15与加压杆8之间设置压力传感器14；支柱12与加压杆8构成1:1的第一杠杆；
所述摆杆9的中部铰接在加压杆8的右端部，摆杆9的下端安装有用于夹持上试样29的上夹具30；所述摆杆9上端部的左侧面与安装在支撑架5上的摩擦力传感器11相抵；压杆8与摆杆9构成1:1的第二杠杆；
所述旋转机构包括固定安装在真空箱10外部的电机23、连接在电机23轴端的旋转主轴7、安装在旋转主轴7轴端的用于夹持下试样28下夹具27；旋转主轴7通过轴套6安装在支撑架5上；
当电动缸22推动推杆15上行时，通过第一杠杆将压力施加在上试样29上，从而在上试样29与下试样28接触处产生压力，经压力传感器14得出压力数据；与此同时，当电机23带动旋转主轴7及下夹具27旋转时，下试样28跟随旋转主轴7旋转；不旋转的上试样29与旋转的下试样28接触处产生的摩擦力，经第二杠杆传递至摩擦力传感器11，得出摩擦力数据。
所述驱动机构包括安装在主机支架1下方的步进电机24和同步带2；步进电机24转动时，由同步带2带动转轴3转动，进而使真空箱10、杠杆机构和旋转机构在支撑柱4上绕转轴3以0°～360°转动。
所述液氮罩31的侧壁通过管路13连通固定在真空箱10外部的液氮缸21，在液氮缸21的出口出设置有用于控制液氮流量的阀门38(开度越大，温度越低)，液氮用于对上试样29和下试样28进行冷却，以模拟低温环境，具体温度可根据试验所需要求设定。
所述加热炉34为电加热炉，在炉壁的内侧设有温度传感器32及用于对上试样29和下试样28进行加热的电阻丝33，以模拟高温环境，具体温度可根据试验所需要求设定。
根据实验要求上试样29可采用柱状结构，下试样28采用圆盘状结构。下试样28相对于上试样29转动，其接触处产生摩擦力。在上试样29与下试样28接触处产生的摩擦力经第二杠杆传递至摩擦力传感器11，从而测试出摩擦力，得出摩擦系数。
本发明材料摩擦磨损实验方法，可通过下述步骤实现：
步骤一：将上试样29安装在上夹具30上，下试样28安装在下夹具27上；
步骤二：对真空箱10进行抽真空，待真空度达到设定值时，启动电动缸22，推杆15向上运动，第一杆杆转变为向下的压力载荷，通过摆杆9，将压力载荷施加在上试样29和下试样28之间的接触面，由压力传感器14检测压力值大小，待载荷达到设定载荷值，电动缸22停止向上运动，并保持该设定载荷值；与此同时，对加热炉34的电阻丝通电，加热上试样29和下试样28周围温度，由温度传感器32检测温度值，待温度达到设定值后启动电机23，下试样28跟随旋转主轴7旋转，开始模拟上试样29和下试样28在高温环境下的摩擦试验；
步骤三：当高温环境下的摩擦试验结束后，关闭加热炉34，待加热炉34内温度降低至室温后，开启液氮缸21的阀门38，使液氮通入液氮罩31内并对上试样29和下试样28继续进行降温，温度由温度传感器32监测，阀门38控制液氮的流量，当上试样29和下试样28的温度达到设定值时，开始模拟上试样29和下试样28在低温环境下的摩擦试验；
步骤四：由于上试样29与下试样28之间在动态过程中存在摩擦力，上试样29相对于旋转中的下试样28摩擦力作用下，向一侧产生滑动，在第二杠杆的作用下，将上试样29相对于下试样28的摩擦力转化为摆杆9动力臂的摆动力矩，进一步转化成阻力臂相对于摩擦力传感器11的压力，从而测出上试样29与下试样28之间的摩擦力数据。
上述步骤一至步骤四的实验过程中，该下试样28的端面与重力方向的夹角保持在0°～180°，即旋转主轴7的轴线与重力方向在0°～360°范围内，以模拟上试样29和下试样28处于多个倾斜角度的状态，从而使上试样29和下试样28在可变重力取向的环境下进行试验；
也或者，上述步骤一至步骤四的实验过程中，该下试样28的端面与重力方向保持垂直或者平行；具体是实验开始前，启动步进电机24，使旋转主轴7的轴线方向转动至正向竖直或者平行状态后步进电机24停止转动，进而使下试样28的端面与重力方向定位在垂直或者平行状态。
对上述步骤二所述真空箱10泄压，并关闭步骤三所述液氮缸21的阀门38，以模拟上试样29和下试样28在不同环境工况下的试验。
如上所述，便可较好地实现本发明。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可变重力取向的摩擦磨损试验机，主机支架(1)、转轴(3)；转轴(3)由分别安装在主机支架(1)上两侧的支撑柱(4)支撑在主机支架(1)的上方，转轴(3)由安装在主机支架(1)下方的驱动机构带动其旋转；其特征在于：
所述转轴(3)上固定安装有一真空箱(10)；所述真空箱(10)内设置有支撑架(5)，支撑架(5)上并排安装有一杠杆机构和一旋转机构；杠杆机构与旋转机构之间自上而下放置上试样(29)和下试样(28)；杠杆机构为试验过程中对上试样(29)提供下压力，旋转机构为试验过程中对下试样(28)提供旋转力矩；
当驱动机构带动转轴(3)转动时，真空箱(10)、杠杆机构和旋转机构跟随其同步转动。
2.根据权利要求1所述可变重力取向的摩擦磨损试验机，其特征在于：所述杠杆机构的工作端和旋转机构的工作端相对，且均置于加热炉(34)内部，加热炉(34)的外部覆盖可通入液氮的液氮罩(31)；加热炉(34)和液氮罩(31)的顶部为敞口；上试样(29)和下试样(28)自上而下依次安放在杠杆机构的工作端和旋转机构的工作端之间。
3.根据权利要求2所述可变重力取向的摩擦磨损试验机，其特征在于：所述杠杆机构包括电动缸(22)、推杆(15)、推杆套(17)、压力传感器(14)、用于对上试样(29)施加压力的加压杆(8)、用于传递上试样(29)与下试样(28)之间摩擦力的摆杆(9)；
所述推杆(15)置于推杆套(17)内，推杆套(17)固定在支撑架(5)上；电动缸(22)固定安装在真空箱(10)的外部，推杆(15)与电动缸(22)连接；
所述支撑架(5)的中部设有一支柱(12)，加压杆(8)的中部通过轴承安装在支柱(12)的端部，推杆(15)的上端与加压杆(8)的左端部相抵，并在推杆(15)与加压杆(8)之间设置压力传感器(14)；支柱(12)与加压杆(8)构成1:1的第一杠杆；
所述摆杆(9)的中部铰接在加压杆(8)的右端部，摆杆(9)的下端安装有用于夹持上试样(29)的上夹具(30)；所述摆杆(9)上端部的左侧面与安装在支撑架(5)上的摩擦力传感器(11)相抵；压杆(8)与摆杆(9)构成1:1的第二杠杆；
所述旋转机构包括固定安装在真空箱(10)外部的电机(23)、连接在电机(23)轴端的旋转主轴(7)、安装在旋转主轴(7)轴端的用于夹持下试样(28)的下夹具(27)；旋转主轴(7)通过轴套(6)安装在支撑架(5)上；
当电动缸(22)推动推杆(15)上行时，通过第一杠杆将压力施加在上试样(29)上，从而在上试样(29)与下试样(28)接触处产生压力，经压力传感器(14)得出压力数据；与此同时，当电机(23)带动旋转主轴(7)及下夹具(27)旋转时，下试样(28)跟随旋转主轴(7)旋转；不旋转的上试样(29)与旋转的下试样(28)接触处产生的摩擦力，经第二杠杆传递至摩擦力传感器(11)，得出摩擦力数据。
4.根据权利要求3所述可变重力取向的摩擦磨损试验机，其特征在于：所述驱动机构包括安装在主机支架(1)下方的步进电机(24)和同步带(2)；步进电机(24)转动时，由同步带(2)带动转轴(3)转动，进而使真空箱(10)、杠杆机构和旋转机构在支撑柱(4)上绕转轴(3)以0°～360°转动。
5.根据权利要求3所述可变重力取向的摩擦磨损试验机，其特征在于：所述液氮罩(31)的侧壁通过管路(13)连通固定在真空箱(10)外部的液氮缸(21)，在液氮缸(21)的出口出设置有用于控制液氮流量的阀门(38)，液氮用于对上试样(29)和下试样(28)进行冷却。
6.根据权利要求3所述可变重力取向的摩擦磨损试验机，其特征在于：所述加热炉(34)为电加热炉，在炉壁的内侧设有温度传感器(32)及用于对上试样(29)和下试样(28)进行加热的电阻丝(33)。
7.一种材料摩擦磨损实验方法，其特征在于采用权利要求1至6中任一项所述可变重力取向的摩擦磨损试验机实现，其包括如下步骤：
步骤一：将上试样(29)安装在上夹具(30)上，下试样(28)安装在下夹具(27)上；
步骤二：对真空箱(10)进行抽真空，待真空度达到设定值时，启动电动缸(22)，推杆(15)向上运动，第一杆杆转变为向下的压力载荷，通过摆杆(9)，将压力载荷施加在上试样(29)和下试样(28)之间的接触面，由压力传感器(14)检测压力值大小，待载荷达到设定载荷值，电动缸(22)停止向上运动，并保持该设定载荷值；与此同时，对加热炉(34)的电阻丝通电，加热上试样(29)和下试样(28)周围温度，由温度传感器(32)检测温度值，待温度达到设定值后启动电机(23)，下试样(28)跟随旋转主轴(7)旋转，开始模拟上试样(29)和下试样(28)在高温环境下的摩擦试验；
步骤三：当高温环境下的摩擦试验结束后，关闭加热炉(34)，待加热炉(34)内温度降低至室温后，开启液氮缸(21)的阀门(38)，使液氮通入液氮罩(31)内并对上试样(29)和下试样(28)继续进行降温，温度由温度传感器(32)监测，阀门(38)控制液氮的流量，当上试样(29)和下试样(28)的温度达到设定值时，开始模拟上试样(29)和下试样(28)在低温环境下的摩擦试验；
步骤四：由于上试样(29)与下试样(28)之间在动态过程中存在摩擦力，上试样(29)相对于旋转中的下试样(28)摩擦力作用下，向一侧产生滑动，在第二杠杆的作用下，将上试样(29)相对于下试样(28)的摩擦力转化为摆杆(9)动力臂的摆动力矩，进一步转化成阻力臂相对于摩擦力传感器(11)的压力，从而测出上试样(29)与下试样(28)之间的摩擦力数据。
8.根据权利要求7所述材料摩擦磨损实验方法，其特征在于，所述步骤一至步骤四的实验过程中，该下试样(28)的端面与重力方向的夹角保持在0°～180°，即旋转主轴(7)的轴线与重力方向在0°～360°范围内，以模拟上试样(29)和下试样(28)处于多个倾斜角度的状态，从而使上试样(29)和下试样(28)在可变重力取向的环境下进行试验。
9.根据权利要求7所述材料摩擦磨损实验方法，其特征在于，所述步骤一至步骤四的实验过程中，该下试样(28)的端面与重力方向保持垂直或者平行；
具体是实验开始前，启动步进电机(24)，使旋转主轴(7)的轴线方向转动至正向竖直或者平行状态后步进电机(24)停止转动，进而使下试样(28)的端面与重力方向定位在垂直或者平行状态。
10.根据权利要求8所述材料摩擦磨损实验方法，其特征在于，对步骤二所述真空箱(10)泄压；关闭步骤三所述液氮缸(21)的阀门(38)，以模拟上试样(29)和下试样(28)在不同环境工况下的试验。
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Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107179252A (zh) * 2017-04-06 2017-09-19 华南理工大学 一种变重力取向典型摩擦副滑动磨损实验机及试验方法
CN107817185A (zh) * 2017-11-22 2018-03-20 华南理工大学 一种落塔摩擦磨损试验装置与方法
CN107831086A (zh) * 2017-11-22 2018-03-23 华南理工大学 一种模拟太空环境多功能摩擦磨损试验装置及方法
CN108051367A (zh) * 2017-12-27 2018-05-18 中国石油大学(北京) 一种硫磺摩擦行为研究试验系统及其试验方法
CN108220745A (zh) * 2017-12-13 2018-06-29 浙江灿根智能科技有限公司 一种高性能钢基铜合金石墨复合材料
CN108387509A (zh) * 2018-02-01 2018-08-10 合肥工业大学 一种高温条件下摩擦力检测装置
CN108398348A (zh) * 2018-06-06 2018-08-14 华东交通大学 一种含微颗粒介质环境下模拟橡胶密封磨损失效的试验装置
CN108827870A (zh) * 2018-03-29 2018-11-16 西北工业大学 一种可实现真空微重力环境模拟的摩擦试验装置及摩擦参数测试方法
CN109839350A (zh) * 2017-11-28 2019-06-04 常州中车铁马科技实业有限公司 多工况轮轨粘着系数测试装置及测试方法
CN111337424A (zh) * 2020-03-11 2020-06-26 中国科学院微小卫星创新研究院 一种测量润滑剂摩擦系数的装置和方法
CN112378803A (zh) * 2020-11-23 2021-02-19 合肥工业大学 一种可电磁感应快速加热的高温摩擦磨损试验机
CN112683677A (zh) * 2021-03-12 2021-04-20 中国科学院地质与地球物理研究所 模拟变重力、真空条件下岩土动力学的试验系统及方法
CN113176163A (zh) * 2021-04-19 2021-07-27 西安交通大学 一种静接触构件高低温表面微磨动试验机
CN113237776A (zh) * 2021-05-31 2021-08-10 青岛中和聚氨酯材料有限公司 一种聚氨酯高温光照形变检测装置及其检测方法
CN113984571A (zh) * 2021-10-27 2022-01-28 吉林大学 一种摆动式高温摩擦磨损试验装置
CN117686370B (zh) * 2024-02-02 2024-04-23 上海海事大学 一种金属件局部交变温度载荷模拟设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201107248Y (zh) * 2007-08-08 2008-08-27 中国矿业大学 振动摩擦磨损试验机
CN102759489A (zh) * 2011-04-27 2012-10-31 中国人民解放军装甲兵工程学院 多功能真空摩擦磨损试验机
CN102944512A (zh) * 2012-11-03 2013-02-27 中国矿业大学 一种实时动态观测摩擦界面的端面扭动摩擦磨损试验机及方法
CN203231962U (zh) * 2012-11-03 2013-10-09 中国矿业大学 一种实时动态观测摩擦界面的端面扭动摩擦磨损试验机
CN204495669U (zh) * 2015-01-28 2015-07-22 济南益华摩擦学测试技术有限公司 高低温端面摩擦磨损试验机

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201107248Y (zh) * 2007-08-08 2008-08-27 中国矿业大学 振动摩擦磨损试验机
CN102759489A (zh) * 2011-04-27 2012-10-31 中国人民解放军装甲兵工程学院 多功能真空摩擦磨损试验机
CN102944512A (zh) * 2012-11-03 2013-02-27 中国矿业大学 一种实时动态观测摩擦界面的端面扭动摩擦磨损试验机及方法
CN203231962U (zh) * 2012-11-03 2013-10-09 中国矿业大学 一种实时动态观测摩擦界面的端面扭动摩擦磨损试验机
CN204495669U (zh) * 2015-01-28 2015-07-22 济南益华摩擦学测试技术有限公司 高低温端面摩擦磨损试验机

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107179252B (zh) * 2017-04-06 2019-10-18 华南理工大学 一种变重力取向典型摩擦副滑动磨损实验机及试验方法
CN107179252A (zh) * 2017-04-06 2017-09-19 华南理工大学 一种变重力取向典型摩擦副滑动磨损实验机及试验方法
CN107817185A (zh) * 2017-11-22 2018-03-20 华南理工大学 一种落塔摩擦磨损试验装置与方法
CN107831086A (zh) * 2017-11-22 2018-03-23 华南理工大学 一种模拟太空环境多功能摩擦磨损试验装置及方法
CN107817185B (zh) * 2017-11-22 2023-10-10 华南理工大学 一种落塔摩擦磨损试验装置与方法
CN109839350A (zh) * 2017-11-28 2019-06-04 常州中车铁马科技实业有限公司 多工况轮轨粘着系数测试装置及测试方法
CN109839350B (zh) * 2017-11-28 2023-12-08 常州中车铁马科技实业有限公司 多工况轮轨粘着系数测试装置及测试方法
CN108220745A (zh) * 2017-12-13 2018-06-29 浙江灿根智能科技有限公司 一种高性能钢基铜合金石墨复合材料
CN108051367B (zh) * 2017-12-27 2024-01-30 中国石油大学(北京) 一种硫磺摩擦行为研究试验系统及其试验方法
CN108051367A (zh) * 2017-12-27 2018-05-18 中国石油大学(北京) 一种硫磺摩擦行为研究试验系统及其试验方法
CN108387509A (zh) * 2018-02-01 2018-08-10 合肥工业大学 一种高温条件下摩擦力检测装置
CN108387509B (zh) * 2018-02-01 2020-09-04 合肥工业大学 一种高温条件下摩擦力检测装置
CN108827870A (zh) * 2018-03-29 2018-11-16 西北工业大学 一种可实现真空微重力环境模拟的摩擦试验装置及摩擦参数测试方法
CN108827870B (zh) * 2018-03-29 2020-11-06 西北工业大学 一种可实现真空微重力环境模拟的摩擦试验装置及摩擦参数测试方法
CN108398348A (zh) * 2018-06-06 2018-08-14 华东交通大学 一种含微颗粒介质环境下模拟橡胶密封磨损失效的试验装置
WO2021179341A1 (zh) * 2020-03-11 2021-09-16 中国科学院微小卫星创新研究院 一种测量润滑剂摩擦系数的装置和方法
CN111337424A (zh) * 2020-03-11 2020-06-26 中国科学院微小卫星创新研究院 一种测量润滑剂摩擦系数的装置和方法
CN112378803A (zh) * 2020-11-23 2021-02-19 合肥工业大学 一种可电磁感应快速加热的高温摩擦磨损试验机
CN112683677A (zh) * 2021-03-12 2021-04-20 中国科学院地质与地球物理研究所 模拟变重力、真空条件下岩土动力学的试验系统及方法
CN113176163A (zh) * 2021-04-19 2021-07-27 西安交通大学 一种静接触构件高低温表面微磨动试验机
CN113237776A (zh) * 2021-05-31 2021-08-10 青岛中和聚氨酯材料有限公司 一种聚氨酯高温光照形变检测装置及其检测方法
CN113237776B (zh) * 2021-05-31 2022-03-25 青岛中和聚氨酯材料有限公司 一种聚氨酯高温光照形变检测装置及其检测方法
CN113984571A (zh) * 2021-10-27 2022-01-28 吉林大学 一种摆动式高温摩擦磨损试验装置
CN113984571B (zh) * 2021-10-27 2023-12-29 吉林大学 一种摆动式高温摩擦磨损试验装置
CN117686370B (zh) * 2024-02-02 2024-04-23 上海海事大学 一种金属件局部交变温度载荷模拟设备

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