CN106769579A - 一种小型摩擦磨损试验机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及摩擦磨损试验机设备领域，一种小型摩擦磨损试验机，包括底座、杠杆加载机构、单向微动机构、试件、试件活塞装置、微动架、压力加载装置、往复运动机构和转盘。所述的底座包括支柱、电机箱、地面基座、实验台桌面和联轴器；所述的往复运动机构包括传动摇杆、连接摇杆和行程调节架，所述的单向微动机构上端与杠杆加载机构相连接，单向微动机构下端安装在微动架上，所述的杠杆加载机构安装在底座的实验台桌面上；杠杆加载机构包括支撑架、杠杆横梁和载箱，本发明设计了单向微动机构的结构以及和微动架的配合，可以有效减小试验机工作时震动带来的对摩擦力系数测定的干扰，从而提高实验的模拟测试的准确性。

Description

一种小型摩擦磨损试验机

技术领域

本发明涉及摩擦磨损试验机设备领域，具体的说是一种小型摩擦磨损试验机。

背景技术

众所周知，如大家所知，摩擦现象是生活中最为普遍的现象之一，普遍而复杂，是工业生产中最常见的磨损现象。摩擦磨损是影响机械零件使用寿命的一个重要因素。相关研究机构的研究表明，全世界每年大约有30％—50％的能源以各种形式消耗在摩擦上，所导致的经济损失巨大，大约有80％的机械零件由于各种摩擦导致失效。如果加大摩擦机理方面的研究并且采取适当的措施，就可以大大节约能源资源的消耗。因此摩擦磨损试验的研究对于揭示摩擦磨损现象本质，正确地评价各种因素对摩擦磨损性能的影响，从而确定符合使用要求的摩擦副元件的最优参数具有指导作用。摩擦磨损试验机可以较为贴近地模拟实际工况环境，对于探索和验证实际工程机械当中的摩擦机理及其影响因素，从而采取适当的措施来减缓摩擦磨损现象具有重大意义。

已知现有摩擦磨损试验机设备在解决上述问题，但是仍有很多问题和不足需要继续改善，摩擦磨损试验机从上个世纪开始发展，随着科学技术的进步，试验机的种类功能越来越丰富，随着现代生产制造技术的发展和测试控制理论的成熟，现代摩擦磨损试验机得到了丰富的发展，其中包括，往复式试验机，旋转式试验机，多功能试验机等等。试验机上摩擦副的最基本运动形式一般有以下4种，即滑动、滚动、自旋和冲击。在试验机上，对运动形式都有明确的规定，往复式摩擦磨损试验机的主运动形式确定为相对滑动。目前，对往复式摩擦磨损试验机的研究主要存在以下三方面，第一个研究方向是往复式摩擦磨损试验机加载方式上，主要包括机械式、液压式、和电磁式三种加载方式，其中机械式加载又可以分为杠杆加载、弹簧加载和重物直接加载或以上三种加载形式的组合，第二个研究方向是高频往复式摩擦磨损试验机和交流伺服式电机驱动的摩擦磨损试验机，第三个研究方向是对摩擦磨损试验机试件表面组织材料的研究和疲劳特性的分析。研究者通过不断的思考改进，努力的提高往复式摩擦磨损试验机的性能，但是，在如何减小往复式摩擦磨损试验机自身工作震动现象给实验精度带来的影响方面，一直以来，提出改进办法的很小，存在的问题也颇多，也比较难以解决，所以需要改进改善的地方很多，尤其是采用杠杆加载的往复式摩擦磨损试验机，虽然杠杆加载方式相较其他加载方式，杠杆加载系统结构简单，载荷稳定，不存在负荷保持的问题，加载精度高，但当摩擦副运动不稳定时却会引起振动和冲击受震动影响，受震动的影响比较严重，通常采用杠杆加载的摩擦磨损试验机，是恒压加载，上试件不动，下试件做往复式运动，好处是加载稳定，但是在进行摩擦力测定时就需要根据上试件的微小形变来进行测定，常常要借助杠杆横梁来进行测定，因为杠杆在试验机工作时，其固定轴间必须可以微动，才能进行杠杆加载，所以导致受震动影响大，通过杠杆来帮助测定摩擦系数误差受震动影响严重，除此之外，本事试验机工作时会会产生不规则方向的运动，我们实验所测定的摩擦力只是在往复式运动方向上的，所以不规则方向上的震动，都会对实验精度产生影响。本发明提供一种小型摩擦磨损试验机，针对以上问题，设计了一套单向微动机构的结构，不需要借助杠杆横梁，通过设计的单向微动机构去进行对试件受摩擦力而产生的微小形变进行测定，此处，单向微动机构可以有效减小非往复式运动方向上的不规则震动，降低不规则方向上的震动对试验的影响，从而提高实验的模拟测试的准确性。

发明内容

针对现有技术设备在解决上述问题，但是仍是有很多问题和不足需要继续改善，本发明提供一种小型摩擦磨损试验机，设计了一套单向微动机构的结构，不需要借助杠杆横梁，通过设计的单向微动机构去进行对试件受摩擦力而产生的微小形变进行测定，此处，单向微动机构可以有效减小非往复式运动方向上的不规则震动，降低不规则方向上的震动对试验的影响，从而提高实验的模拟测试的准确性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种小型摩擦磨损试验机，包括底座、杠杆加载机构、单向微动机构、试件、试件活塞装置、微动架、压力加载装置、往复运动机构和转盘。

所述的底座包括支柱、电机箱、地面基座、实验台桌面和联轴器；所述的支柱设置在地面基座和实验台桌面之间，支柱的数量了为四个，且支柱的截面形状为圆形；所述的电机箱设置在地面基座和实验台桌面之间，电机箱的形状为长方体，电机箱内部为空心结构；所述的联轴器安装在实验台桌面上，联轴器下端与电机箱内电动机连接，联轴器上端与转盘连接；底座的作用是固定和支撑，电机箱内安装电动机的，地面基座比实验台桌面稍大，以提高试验机工作时的稳定性，联轴器是连接电机和转盘的。

所述的转盘安装在联轴器上，转盘上设有移动条和调节槽；移动条的作用是让试验机的运动行程可以调节，调节槽的作用是让行程调节架在移动条上固定的比较牢固。

所述的往复运动机构包括传动摇杆、连接摇杆和行程调节架，往复运动机构的行程调节架安装在转盘的移动条上，往复运动机构的连接摇杆与试件活塞装置相连接；往复运动机构的作用是将转盘的旋转运动转换为往复式运动，并带动试件活塞装置运动。

所述的试件活塞装置包括活塞、夹具和六角螺丝，试件活塞装置上的活塞安装在试件内；所述的活塞上设有一号方槽、安装槽和四号安装孔，一号方槽的截面形状为矩形，安装槽的截面形状为圆形，四号安装孔的数量为两个，且四号安装孔设置在安装槽内；活塞是需要进行摩擦系数测试的的元件，需要设计试件活塞装置既能让活塞在运动是被固定，当活塞磨损时有可以进行拆卸更换，所以的夹具的作用就是起到对活塞的固定和方便更换。

所述的试件安装在单向微动机构上，试件上设有圆槽和二号方槽，试件的形状为圆柱状，圆槽设置在试件的内部，二号方槽设置试件表面，二号方槽的截面形状为矩形，且圆槽和二号方槽连通；试件上的圆槽是用来安装夹具的，试件上的二号方槽是用来安装压力架的。

所述的单向微动机构上端与杠杆加载机构相连接，单向微动机构下端安装在微动架上，单向微动机构包括主架、固定槽、固定臂、直线导轨、垫圈、固定螺丝、副架、弹簧和压力传感器；所述的主架内设置有固定槽，主架外侧设置有固定臂，主架的截面形状为矩形，主架的两个侧面设有三号固定孔，三号固定孔的数量为十个，主架底面设有四号固定孔，四号固定孔数量为两个，四号固定孔比三号固定孔直径大；所述的固定臂数量为四个，固定臂表面设有五号固定孔和组装槽，固定臂的一侧设有圆角，固定臂的另一侧设有圆顶；所述的直线导轨安装在固定臂表面的五号固定孔内，直线导轨的数量为四个，直线导轨上安装有垫圈、固定螺丝、弹簧和减震片；所述的垫圈安装在固定臂外表面和固定螺丝之间，且在固定臂外表面和固定螺丝之间安装两个垫圈；所述的弹簧安装在两个垫圈之间；所述的压力传感器安装在靠近固定臂外表面一侧安装的垫圈上，且压力传感器安装在安装在垫圈和弹簧之间；所述的减震片上设有一号定位孔(3411)；所述的副架上设有键和二号定位孔，键的截面形状为半圆形，键的数量为五个，五个键排列成两排，前排排列两个键，后排排列三个键，且键在每排呈线性排列，二号定位孔分布于副架的两侧，副架每侧分别分布四个二号定位孔，且键分布在二号定位孔之间；单向微动机构所起的作用有三个，第一是通过固定槽、三号固定孔和四号固定孔配合固定螺丝来固定试件，让试件和单向微动机构一起运动。直线导轨安装在固定臂表面的五号固定孔内，直线导轨的设计是测定微小形变时需要的；直线导轨上安装有垫圈、固定螺丝、弹簧和减震片，弹簧安装在两个垫圈之间，压力传感器安装在靠近固定臂外表面一侧安装的垫圈上，弹簧的作用是让单向微动机构可以微动，直线导轨和减震片的作用是限制单向微动机构非往复式运动方向上的运动，这就导致单向微动机构可以进行微动，但被限制在和试验机相同的运动方向上运动，而弹簧的刚度的选取，将影响微动范围的合理性，这是可以通过理论力学计算的出的。

所述的杠杆加载机构安装在底座的实验台桌面上；杠杆加载机构包括支撑架、杠杆横梁和加载箱；所述的支撑架上设有一号安装孔、二号安装孔、三号安装孔和矩形槽，且支撑架的数量为两个，所述的一号安装孔设置在支撑架的上部，一号安装孔的数量为两个，二号安装孔在支撑架的中部，二号安装孔数量为八个，三号安装孔设置在支撑架的下部，三号安装孔安装孔数量为八个；所述的杠杆横梁安装在支撑架上，杠杆横梁包括加载孔、加载轴、加载块和平衡端，加载孔设置在杠杆横梁的中心处，加载轴和平衡端分别设置在杠杆横梁的两端，加载块安装在加载轴上，加载轴的截面形状为圆形；杠杆加载机构的作用主要是给活塞提供加载。加载块安装在加载轴上，压力杆安装在加载孔处，通过杠杆原理，加载块的重力会被杠杆臂放大，然后通过压力杆传递给压力加载装置，从而作用到活塞上。

所述的微动架安装在底座的实验台桌面上，微动架上设有减震槽、一号固定孔和二号固定孔；微动架的作用是从下方限定单向微动机构的震动。

所述的压力加载装置的下端安装在试件活塞装置的活塞上，压力加载装置的上端与杠杆加载机构连接，压力加载装置包括压力架、压力杆、加载盘、加载固定圈、加载砝码和压力球；所述的压力架安装在活塞的安装槽内，压力架上设有圆孔，所述的压力杆下端安装有压力球，压力球与压力架相接触，所述的加载盘与压力杆同轴心安装，且加载盘下表面与压力架上表面相接触，所述的加载固定圈安装在加载盘上方，所述的加载砝码安装在压力杆上，且加载砝码的安装位置介于加载盘和加载固定圈之间。压力加载装置的设计是一个优化设计，在该装置上的压力架的作用是使活塞受到的力更均匀，加载盘的设计使更装置可以做一些更精细的加载，尤其是在进行轻加载时，不要再通过杠杆去加载，直接在加载盘加上加载砝码就可以，而且这个加载比杠杆加载还要稳定。

优选的，所述的移动条截面形状为矩形，且移动条的数量为两个；所述的调节槽截面为锯齿状，且调节槽设置在移动条的内外表面。调节槽的作用是防止行程调节架滑动。

优选的，所述的传动摇杆安装在连接摇杆和行程调节架之间，传动摇杆上设有五号安装孔，五号安装孔的数量为两个，两个五号安装孔分别设置在传动摇杆的两端；所述的连接摇杆上设有六号安装孔，六号安装孔和五号安装孔大小相同；所述的行程调节架上设有七号安装孔和行程调节孔，七号安装孔设置在行程调节架的轴心位置，行程调节孔设置在行程调节架的两侧外表面。行程调节架的设计是可以调价往复式试验机的行程。

优选的，所述的夹具安装在活塞的安装槽内，且夹具的另一端与往复运动机构的连接摇杆相连接；所述的六角螺丝为内凹型六角螺丝。内凹型六角螺丝的设计是防止干扰加载架的运动。

优选的，所述的加载箱设置在杠杆横梁的正前方，加载箱形状为长方体，其内部为空心结构，加载箱内部安装有小型电机和曲柄摇杆机构，加载箱前端设置有箱盖，所述的箱盖形状为矩形，箱盖上设有四号安装孔，四号安装孔的数量为三个，一个四号安装孔设在箱盖的上方，另外两个四号安装孔设置在箱盖的下方。加载箱内部安装有小型电机和曲柄摇杆机构，把曲柄摇杆机构和压力杆进行连接，可以给活塞提供周期性的压力，和恒力加载有所区别，更全面的研究试件的摩擦性能。

优选的，所述的减震槽的数量为5个，减震槽排列成两排，前排两个减震槽，后排三个减震槽，且减震槽在每排呈线性排列，减震槽为凹槽，且减震槽的截面形状为半圆形；所述的一号固定孔数量为三个；所述的二号固定孔的数量为两个，一号固定孔和二号固定孔分别分布在微动架的两端，且减震槽分布在一号固定孔和二号固定孔之间。减震槽的作用是减小单向微动机构的不规则震动，一号固定孔和二号固定孔是帮助微动架固定到底座上。

优选的，所述的副架上设有键和二号定位孔，键的截面形状为半圆形，键的数量为五个，五个键排列成两排，前排排列两个键，后排排列三个键，且键在每排呈线性排列；所述的二号定位孔分布于副架的两侧，副架每侧分别分布四个二号定位孔，且键分布在二号定位孔之间。键的设计是为了小单向微动机构的不规则震动。本发明提供一种小型摩擦磨损试验机，其工作原理是，电机提供动力，往复式运动机构将旋转运动转换为往复式运动，从而带动活塞做往复式运动，在杠杆加载结构和压力加载装置的作用下给活塞提供压力，活塞受到压力后，进行往复式运动的活塞和试件之间产生摩擦力，受摩擦力的影响，试件会和单向微动机构发生微小位移，此时弹簧会发生微小形变，产生弹力，压力传感器受弹力也会发生微小形变，将压力传感器接受到的信号传送给计算机，进行分析，即可测出所受到的摩擦力，摩擦力和正压力的比就是所要测定的摩擦系数。

本发明的有益效果是：本发明提供一种小型摩擦磨损试验机，设计了单向微动机构的结构以及和微动架的配合，可以有效减小试验机工作时震动带来的对摩擦力系数测定的干扰，同时减小了不规则方向上震动，使试件和单向微动机构都尽可能的沿往复试验机的运动方向上运动，使得测定的摩擦力更接近试件之间的摩擦力，能够减小往复式运动对试件摩擦和摩擦力测定的影响，从而提高实验的模拟测试的准确性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明转盘安装的结构示意图；

图3是本发明往复式运动机构的示意图；

图4是本发明活塞与试件安装的结构示意图；

图5是本发明活塞与试件安装的俯视图；

图6是本发明活塞与试件安装的前视图；

图7是本发明压力加载装置的结构示意图；

图8是本发明压力加载装置的结左视图；

图9是本发明恒力连续加载机构的安装示意图；

图10是本发明间断加载机构的安装示意图；

图11是本发明单向微动机构无导轨的示意图；

图12是本发明单向微动机构无导轨的上视图；

图13是本发明单向微动机构无导轨的下视图；

图14是本发明单向微动机构和微动架安装结构示意图；

图15是本发明单向微动机构和微动架安装结构的上视图；

图16是本发明单向微动机构和微动架安装结构的下视图；

图17是本发明单向微动机构和微动架分离结构的示意图；

图18是本发明单向微动机构和杠杆加载机构安装结构的示意图；

图中：底座(1)、杠杆加载机构(2)、单向微动机构(3)、试件(4)、试件活塞装置(5)、微动架(6)、压力加载装置(7)、往复运动机构(8)、转盘(9)、支柱(11)、电机箱(12)、地面基座(13)、实验台桌面(14)和联轴器(15)、支撑架(21)、杠杆横梁(22)、加载箱(23)、一号安装孔(211)、二号安装孔(212)、三号安装孔(213)、矩形槽(214)、加载孔(221)、加载轴(222)、加载块(223)、平衡端(224)、加载箱(23)、箱盖(231)、四号安装孔(2311)、主架(31)、固定槽(32)、固定臂(33)、直线导轨(34)、垫圈(35)、固定螺丝(36)、副架(37)、弹簧(38)、压力传感器(39)、三号固定孔(321)、四号固定孔(322)、五号固定孔(331)和组装槽(334)、一侧设有圆角(333)、圆顶(332)、一号定位孔(3411)、键(371)、二号定位孔(372)、圆槽(41)、二号方槽(42)、活塞(51)、夹具(52)、六角螺丝(53)、一号方槽(511)、安装槽(512)、四号安装孔(513)、减震槽(61)、一号固定孔(62)、二号固定孔(63)、压力架(71)、压力杆(72)、加载盘(73)、加载固定圈(74)、加载砝码(75)、压力球(76)、传动摇杆(81)、连接摇杆(82)、行程调节架(83)、五号安装孔(811)、六号安装孔(821)、七号安装孔(831)、行程调节孔(832)、移动条(91)、调节槽(92)。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1，一种小型摩擦磨损试验机，包括底座1、杠杆加载机构2、单向微动机构3、试件4、试件活塞装置5、微动架6、压力加载装置7、往复运动机构8和转盘9。

如图2，所述的底座1包括支柱11、电机箱12、地面基座13、实验台桌面14和联轴器15；所述的支柱11设置在地面基座13和实验台桌面14之间，支柱11的数量了为四个，且支柱11的截面形状为圆形；所述的电机箱12设置在地面基座13和实验台桌面14之间，电机箱12的形状为长方体，电机箱12内部为空心结构；所述的联轴器15安装在实验台桌面14上，联轴器15下端与电机箱12内电动机连接，联轴器15上端与转盘9连接；底座1的作用是固定和支撑，电机箱12内安装电动机的，地面基座13比实验台桌面14稍大，以提高试验机工作时的稳定性，联轴器是连接电机和转盘的。

如图2、图3，所述的转盘9安装在联轴器15上，转盘9上设有移动条91和调节槽92；移动条91的作用是让试验机的运动行程可以调节，调节槽92的作用是让行程调节架83在移动条91上固定的比较牢固。

如图3，所述的往复运动机构8包括传动摇杆81、连接摇杆82和行程调节架83，往复运动机构8的行程调节架83安装在转盘9的移动条91上，往复运动机构8的连接摇杆82与试件活塞装置5相连接；往复运动机构8的作用是将转盘9的旋转运动转换为往复式运动，并带动试件活塞装置5运动。

如图4、图5、图6，所述的试件活塞装置5包括活塞51、夹具52和六角螺丝53，试件活塞装置5上的活塞51安装在试件4内；所述的活塞51上设有一号方槽511、安装槽512和四号安装孔513，一号方槽511的截面形状为矩形，安装槽512的截面形状为圆形，四号安装孔513的数量为两个，且四号安装孔513设置在安装槽512内；活塞51是需要进行摩擦系数测试的的元件，需要设计试件活塞装置5既能让活塞51在运动是被固定，当活塞51磨损时有可以进行拆卸更换，所以的夹具52的作用就是起到对活塞51的固定和方便更换。

如图4、图5,、图6、图18，所述的试件4安装在单向微动机构3上，试件4上设有圆槽41和二号方槽42，试件4的形状为圆柱状，圆槽41设置在试件4的内部，二号方槽42设置试件4表面，二号方槽42的截面形状为矩形，且圆槽41和二号方槽42连通；试件4上的圆槽41是用来安装夹具52的，试件4上的二号方槽42是用来安装压力架71的。

如图11、图12、图13，所述的单向微动机构3上端与杠杆加载机构2相连接，单向微动机构3下端安装在微动架6上，单向微动机构3包括主架31、固定槽32、固定臂33、直线导轨34、垫圈35、固定螺丝36、副架37、弹簧38和压力传感器39；所述的主架31内设置有固定槽32，主架31外侧设置有固定臂33，主架31的截面形状为矩形，主架31的两个侧面设有三号固定孔321，三号固定孔321的数量为十个，主架31底面设有四号固定孔322，四号固定孔322数量为两个，四号固定孔322比三号固定孔321直径大；所述的固定臂33数量为四个，固定臂33表面设有五号固定孔331和组装槽334，固定臂33的一侧设有圆角333，固定臂33的另一侧设有圆顶332；所述的直线导轨34安装在固定臂33表面的五号固定孔331内，直线导轨34的数量为四个，直线导轨34上安装有垫圈35、固定螺丝36、弹簧38和减震片341；所述的垫圈35安装在固定臂33外表面和固定螺丝36之间，且在固定臂33外表面和固定螺丝36之间安装两个垫圈35；所述的弹簧38安装在两个垫圈35之间；所述的压力传感器39安装在靠近固定臂33外表面一侧安装的垫圈35上，且压力传感器39安装在安装在垫圈35和弹簧38之间；所述的减震片341上设有一号定位孔3411；所述的副架37上设有键和二号定位孔372，键的截面形状为半圆形，键的数量为五个，五个键排列成两排，前排排列两个键，后排排列三个键，且键在每排呈线性排列，二号定位孔372分布于副架37的两侧，副架37每侧分别分布四个二号定位孔372，且键分布在二号定位孔372之间；单向微动机构3所起的作用有三个，第一是通过固定槽32、三号固定孔321和四号固定孔322配合固定螺丝来固定试件4，让试件4和单向微动机构3一起运动。直线导轨34安装在固定臂33表面的五号固定孔331内，直线导轨34的设计是测定微小形变时需要的；直线导轨34上安装有垫圈35、固定螺丝36、弹簧38和减震片341，弹簧38安装在两个垫圈35之间，压力传感器39安装在靠近固定臂33外表面一侧安装的垫圈35上，弹簧38的作用是让单向微动机构3可以微动，直线导轨34和减震片341的作用是限制单向微动机构3非往复式运动方向上的运动，这就导致单向微动机构3可以进行微动，但被限制在和试验机相同的运动方向上运动，而弹簧38的刚度的选取，将影响微动范围的合理性，这是可以通过理论力学计算的出的。

如图7、图8、图9、图10，所述的杠杆加载机构2安装在底座1的实验台桌面14上；杠杆加载机构2包括支撑架21、杠杆横梁22和加载箱23；所述的支撑架21上设有一号安装孔211、二号安装孔212、三号安装孔213和矩形槽214，且支撑架21的数量为两个，所述的一号安装孔211设置在支撑架21的上部，一号安装孔211的数量为两个，二号安装孔212在支撑架21的中部，二号安装孔212数量为八个，三号安装孔213设置在支撑架21的下部，三号安装孔213安装孔数量为八个；所述的杠杆横梁22安装在支撑架21上，杠杆横梁22包括加载孔221、加载轴222、加载块223和平衡端224，加载孔221设置在杠杆横梁22的中心处，加载轴222和平衡端224分别设置在杠杆横梁22的两端，加载块223安装在加载轴222上，加载轴222的截面形状为圆形；杠杆加载机构2的作用主要是给活塞51提供加载。加载块223安装在加载轴222上，压力杆72安装在加载孔221处，通过杠杆原理，加载块223的重力会被杠杆臂放大，然后通过压力杆72传递给压力加载装置7，从而作用到活塞51上。

如图12、图13、图14，所述的微动架6安装在底座1的实验台桌面14上，微动架6上设有减震槽61、一号固定孔62和二号固定孔63；微动架的作用是从下方限定单向微动机构3的震动。

如图7、图8，所述的压力加载装置7的下端安装在试件活塞装置5的活塞51上，压力加载装置7的上端与杠杆加载机构2连接，压力加载装置7包括压力架71、压力杆72、加载盘73、加载固定圈74、加载砝码75和压力球76；所述的压力架71安装在活塞51的安装槽512内，压力架71上设有圆孔，所述的压力杆72下端安装有压力球76，压力球76与压力架71相接触，所述的加载盘73与压力杆72同轴心安装，且加载盘73下表面与压力架71上表面相接触，所述的加载固定圈74安装在加载盘73上方，所述的加载砝码75安装在压力杆72上，且加载砝码75的安装位置介于加载盘73和加载固定圈74之间。压力加载装置7的设计是一个优化设计，在该装置上的压力架71的作用是使活塞51受到的力更均匀，加载盘73的设计使更装置可以做一些更精细的加载，尤其是在进行轻加载时，不要再通过杠杆去加载，直接在加载盘73加上加载砝码75就可以，而且这个加载比杠杆加载还要稳定。

如图3，所述的移动条91截面形状为矩形，且移动条91的数量为两个；所述的调节槽92截面为锯齿状，且调节槽92设置在移动条91的内外表面。调节槽92的作用是防止行程调节架83滑动。

如图3，所述的传动摇杆81安装在连接摇杆82和行程调节架83之间，传动摇杆81上设有五号安装孔811，五号安装孔811的数量为两个，两个五号安装孔811分别设置在传动摇杆81的两端；所述的连接摇杆82上设有六号安装孔821，六号安装孔821和五号安装孔811大小相同；所述的行程调节架83上设有七号安装孔831和行程调节孔832，七号安装孔831设置在行程调节架83的轴心位置，行程调节孔832设置在行程调节架83的两侧外表面。行程调节架83的设计是可以调价往复式试验机的行程。

如图4、图5、图6，所述的夹具52安装在活塞51的安装槽512内，且夹具52的另一端与往复运动机构8的连接摇杆82相连接；所述的六角螺丝53为内凹型六角螺丝。内凹型六角螺丝的设计是防止干扰加载架71的运动。

如图9、图10，所述的加载箱23设置在杠杆横梁22的正前方，加载箱23形状为长方体，其内部为空心结构，加载箱23内部安装有小型电机和曲柄摇杆机构，加载箱23前端设置有箱盖231，所述的箱盖231形状为矩形，箱盖231上设有四号安装孔2311，四号安装孔2311的数量为三个，一个四号安装孔2311设在箱盖231的上方，另外两个四号安装孔2311设置在箱盖231的下方。加载箱23内部安装有小型电机和曲柄摇杆机构，把曲柄摇杆机构和压力杆72进行连接，可以给活塞51提供周期性的压力，和恒力加载有所区别，更全面的研究试件的摩擦性能。

如图13、图14、图15、图16、图17，所述的减震槽61的数量为5个，减震槽61排列成两排，前排两个减震槽61，后排三个减震槽61，且减震槽61在每排呈线性排列，减震槽61为凹槽，且减震槽61的截面形状为半圆形；所述的一号固定孔62数量为三个；所述的二号固定孔63的数量为两个，一号固定孔62和二号固定孔63分别分布在微动架6的两端，且减震槽61分布在一号固定孔62和二号固定孔63之间。减震槽61的作用是减小单向微动机构3的不规则震动，一号固定孔62和二号固定孔63是帮助微动架6固定到底座上。

如图1、图3、图5、图6、图8、图10、图12、图15、图18，所述的副架37上设有键371和二号定位孔372，键371的截面形状为半圆形，键371的数量为五个，五个键371排列成两排，前排排列两个键371，后排排列三个键，且键在每排呈线性排列；所述的二号定位孔372分布于副架37的两侧，副架37每侧分别分布四个二号定位孔372，且键371分布在二号定位孔372之间。键371的设计是为了小单向微动机构3的不规则震动。本发明提供一种小型摩擦磨损试验机，其工作原理是，电机提供动力，往复式运动机构8将旋转运动转换为往复式运动，从而带动活塞51做往复式运动，在杠杆加载结构2和压力加载装置7的作用下给活塞51提供压力，活塞51受到压力后，进行往复式运动的活塞51和试件4之间产生摩擦力，受摩擦力的影响，试件4会和单向微动机构3发生微小位移，此时弹簧38会发生微小形变，产生弹力，压力传感器39受弹力也会发生微小形变，将压力传感器39接受到的信号传送给计算机，进行分析，即可测出所受到的摩擦力，摩擦力和正压力的比就是所要测定的摩擦系数。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种小型摩擦磨损试验机，包括底座(1)、杠杆加载机构(2)、单向微动机构(3)、试件(4)、试件活塞装置(5)、微动架(6)、压力加载装置(7)、往复运动机构(8)和转盘(9)，其特征在于：

所述的底座(1)包括支柱(11)、电机箱(12)、地面基座(13)、实验台桌面(14)和联轴器(15)；所述的支柱(11)设置在地面基座(13)和实验台桌面(14)之间，支柱(11)的数量了为四个，且支柱(11)的截面形状为圆形；所述的电机箱(12)设置在地面基座(13)和实验台桌面(14)之间，电机箱(12)的形状为长方体，电机箱(12)内部为空心结构；所述的联轴器(15)安装在实验台桌面(14)上，联轴器(15)下端与电机箱(12)内电动机连接，联轴器(15)上端与转盘(9)连接；

所述的转盘(9)安装在联轴器(15)上，转盘(9)上设有移动条(91)和调节槽(92)；

所述的往复运动机构(8)包括传动摇杆(81)、连接摇杆(82)和行程调节架(83)，往复运动机构(8)的行程调节架(83)安装在转盘(9)的移动条(91)上，往复运动机构(8)的连接摇杆(82)与试件活塞装置(5)相连接；

所述的试件活塞装置(5)包括活塞(51)、夹具(52)和六角螺丝(53)，试件活塞装置(5)上的活塞(51)安装在试件(4)内；所述的活塞(51)上设有一号方槽(511)、安装槽(512)和四号安装孔(513)，一号方槽(511)的截面形状为矩形，安装槽(512)的截面形状为圆形，四号安装孔(513)的数量为两个，且四号安装孔(513)设置在安装槽(512)内；

所述的试件(4)安装在单向微动机构(3)上，试件(4)上设有圆槽(41)和二号方槽(42)，试件(4)的形状为圆柱状，圆槽(41)设置在试件(4)的内部，二号方槽(42)设置试件(4)表面，二号方槽(42)的截面形状为矩形，且圆槽(41)和二号方槽(42)连通；

所述的单向微动机构(3)上端与杠杆加载机构(2)相连接，单向微动机构(3)下端安装在微动架(6)上，单向微动机构(3)包括主架(31)、固定槽(32)、固定臂(33)、直线导轨(34)、垫圈(35)、固定螺丝(36)、副架(37)、弹簧(38)和压力传感器(39)；所述的主架(31)内设置有固定槽(32)，主架(31)外侧设置有固定臂(33)，主架(31)的截面形状为矩形，主架(31)的两个侧面设有三号固定孔(321)，三号固定孔(321)的数量为十个，主架(31)底面设有四号固定孔(322)，四号固定孔(322)数量为两个，四号固定孔(322)比三号固定孔(321)直径大；所述的固定臂(33)数量为四个，固定臂(33)表面设有五号固定孔(331)和组装槽(334)，固定臂(33)的一侧设有圆角(333)，固定臂(33)的另一侧设有圆顶(332)；所述的直线导轨(34)安装在固定臂(33)表面的五号固定孔(331)内，直线导轨(34)的数量为四个，直线导轨(34)上安装有垫圈(35)、固定螺丝(36)、弹簧(38)和减震片(341)；所述的垫圈(35)安装在固定臂(33)外表面和固定螺丝(36)之间，且在固定臂(33)外表面和固定螺丝(36)之间安装两个垫圈(35)；所述的弹簧(38)安装在两个垫圈(35)之间；所述的压力传感器(39)安装在靠近固定臂(33)外表面一侧安装的垫圈(35)上，且压力传感器(39)安装在安装在垫圈(35)和弹簧(38)之间；所述的减震片(341)上设有一号定位孔(3411)；所述的副架(37)上设有键(371)和二号定位孔(372)，键(371)的截面形状为半圆形，键(371)的数量为五个，五个键(371)排列成两排，前排排列两个键(371)，后排排列三个键(371)，且键(371)在每排呈线性排列，二号定位孔(372)分布于副架(37)的两侧，副架(37)每侧分别分布四个二号定位孔(372)，且键(371)分布在二号定位孔(372)之间；

所述的杠杆加载机构(2)安装在底座(1)的实验台桌面(14)上；杠杆加载机构(2)包括支撑架(21)、杠杆横梁(22)和加载箱(23)；所述的支撑架(21)上设有一号安装孔(211)、二号安装孔(212)、三号安装孔(213)和矩形槽(214)，且支撑架(21)的数量为两个，所述的一号安装孔(211)设置在支撑架(21)的上部，一号安装孔(211)的数量为两个，二号安装孔(212)在支撑架(21)的中部，二号安装孔(212)数量为八个，三号安装孔(213)设置在支撑架(21)的下部，三号安装孔(213)安装孔数量为八个；所述的杠杆横梁(22)安装在支撑架(21)上，杠杆横梁(22)包括加载孔(221)、加载轴(222)、加载块(223)和平衡端(224)，加载孔(221)设置在杠杆横梁(22)的中心处，加载轴(222)和平衡端(224)分别设置在杠杆横梁(22)的两端，加载块(223)安装在加载轴(222)上，加载轴(222)的截面形状为圆形；

所述的微动架(6)安装在底座(1)的实验台桌面(14)上，微动架(6)上设有减震槽(61)、一号固定孔(62)和二号固定孔(63)；

所述的压力加载装置(7)的下端安装在试件活塞装置(5)的活塞(51)上，压力加载装置(7)的上端与杠杆加载机构(2)连接，压力加载装置(7)包括压力架(71)、压力杆(72)、加载盘(73)、加载固定圈(74)、加载砝码(75)和压力球(76)；所述的压力架(71)安装在活塞(51)的安装槽(512)内，压力架(71)上设有圆孔，所述的压力杆(72)下端安装有压力球(76)，压力球(76)与压力架(71)相接触，所述的加载盘(73)与压力杆(72)同轴心安装，且加载盘(73)下表面与压力架(71)上表面相接触，所述的加载固定圈(74)安装在加载盘(73)上方，所述的加载砝码(75)安装在压力杆(72)上，且加载砝码(75)的安装位置介于加载盘(73)和加载固定圈(74)之间。

2.根据权利要求1所述的一种小型摩擦磨损试验机，其特征在于：所述的移动条(91)截面形状为矩形，且移动条(91)的数量为两个；所述的调节槽(92)截面为锯齿状，且调节槽(92)设置在移动条(91)的内外表面。

3.根据权利要求1所述的一种小型摩擦磨损试验机，其特征在于：所述的传动摇杆(81)安装在连接摇杆(82)和行程调节架(83)之间，传动摇杆(81)上设有五号安装孔(811)，五号安装孔(811)的数量为两个，两个五号安装孔(811)分别设置在传动摇杆(81)的两端；所述的连接摇杆(82)上设有六号安装孔(821)，六号安装孔(821)和五号安装孔(811)大小相同；所述的行程调节架(83)上设有七号安装孔(831)和行程调节孔(832)，七号安装孔(831)设置在行程调节架(83)的轴心位置，行程调节孔(832)设置在行程调节架(83)的两侧外表面。

4.根据权利要求1所述的一种小型摩擦磨损试验机，其特征在于：所述的夹具(52)安装在活塞(51)的安装槽(512)内，且夹具(52)的另一端与往复运动机构(8)的连接摇杆(82)相连接；所述的六角螺丝(53)为内凹型六角螺丝。

5.根据权利要求1所述的一种小型摩擦磨损试验机，其特征在于：所述的加载箱(23)设置在杠杆横梁(22)的正前方，加载箱(23)形状为长方体，其内部为空心结构，加载箱(23)内部安装有小型电机和曲柄摇杆机构，加载箱(23)前端设置有箱盖(231)，所述的箱盖(231)形状为矩形，箱盖(231)上设有四号安装孔(2311)，四号安装孔(2311)的数量为三个，一个四号安装孔(2311)设在箱盖(231)的上方，另外两个四号安装孔(2311)设置在箱盖(231)的下方。

6.根据权利要求1所述的一种小型摩擦磨损试验机，其特征在于：所述的减震槽(61)的数量为5个，减震槽(61)排列成两排，前排两个减震槽(61)，后排三个减震槽(61)，且减震槽(61)在每排呈线性排列，减震槽(61)为凹槽，且减震槽(61)的截面形状为半圆形；所述的一号固定孔(62)数量为三个；所述的二号固定孔(63)的数量为两个，一号固定孔(62)和二号固定孔(63)分别分布在微动架(6)的两端，且减震槽(61)分布在一号固定孔(62)和二号固定孔(63)之间。

7.根据权利要求1所述的一种小型摩擦磨损试验机，其特征在于：所述的副架(37)上设有键(371)和二号定位孔(372)，键(371)的截面形状为半圆形，键(371)的数量为五个，五个键(371)排列成两排，前排排列两个键(371)，后排排列三个键(371)，且键(371)在每排呈线性排列；所述的二号定位孔(372)分布于副架(37)的两侧，副架(37)每侧分别分布四个二号定位孔(372)，且键(371)分布在二号定位孔(372)之间。