CN107817459B - 一种往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统 - Google Patents
一种往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107817459B CN107817459B CN201711191457.5A CN201711191457A CN107817459B CN 107817459 B CN107817459 B CN 107817459B CN 201711191457 A CN201711191457 A CN 201711191457A CN 107817459 B CN107817459 B CN 107817459B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reciprocating
- base
- sample
- pin
- longitudinal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 title claims abstract description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 35
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 28
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 8
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 4
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/12—Measuring magnetic properties of articles or specimens of solids or fluids
- G01R33/1292—Measuring domain wall position or domain wall motion
Abstract
本发明提出一种往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统，包含：销‑块往复摩擦试验台，包括：试验台底座，包括纵向基台以及在横向上位于纵向基台一端前侧的立方基台；升降机构，其升降平台能上下移动的安装于纵向基台上；往复摩擦机构，包括纵向移动部、横向移动部及往复滑块，纵向移动部固定在升降平台上，横向移动部通过往复滑块底座安装于纵向移动部上，往复滑块设置于横向移动部上；加载机构，包括砝码销、滚轮、绳索及砝码托盘，砝码销固定于往复滑块的后端，绳索绕设于滚轮上；位移测量机构，包括位移传感器，位移传感器通过支架安装于升降平台上；试样夹持机构，设有沿横向放置的试样夹；显微观测系统，包括有显微镜、CCD图像传感器以及计算机。
Description
技术领域
本发明涉及一种摩擦磨损试验装置，尤其是一种往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统。
背景技术
材料摩擦学的一项近期研究揭示了材料接触表面的一种纳米摩擦学现象，当铁磁性材料进行摩擦时，材料表面的化学特性会改变，即铁磁材料表面会产生一种的自发磁场。为了对摩擦生磁的机理进行研究分析，就需要对不同摩擦载荷和不同摩擦速度条件下的金属材料摩擦表面磁畴组织进行观测分析。然而，现有的摩擦磨损试验机种类很多，但主要应用于对静止的试样磁畴组织进行观测。
有鉴于此，本发明人根据从事本领域和相关领域的生产设计经验，研制出一种往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统，以期解决现有技术存在的问题。
发明内容
本发明的目的是在于提供一种往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统，通过观测块试样摩擦接触区域内的磁畴变化，分析摩擦工况对于摩擦接触区域磁畴影响，从而探究摩擦过程中磁化效应的产生机理。
为此，本发明提出一种往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统，包含：
销-块往复摩擦试验台，包括：
试验台底座，包括一纵向基台以及一在横向上位于所述纵向基台一端前侧的立方基台，两者间连接固定；
升降机构，其升降平台能上下移动的安装于所述纵向基台上；
往复摩擦机构，包括纵向移动部、横向移动部及往复滑块，所述纵向移动部固定在所述升降平台上，所述横向移动部通过往复滑块底座安装于所述纵向移动部上，所述往复滑块设置于所述横向移动部上，其前端端面的盲孔处插接有销试样；
加载机构，包括砝码销、滚轮、绳索以及砝码托盘，所述砝码销固定于所述往复滑块的后端，所述滚轮能转动的安装于所述往复滑块底座后端处，所述绳索绕设于所述滚轮上，其两端分别与所述砝码销、所述砝码托盘相连接；
位移测量机构，包括位移传感器，所述位移传感器通过一支架安装于所述升降平台上；
试样夹持机构，其设有一沿横向放置的试样夹，所述试样夹的一端通过支撑部安装于所述立方基台上，其另一端通过拉压力传感器夹持有一试样盒，所述试样盒内安装有块试样，以供与所述销试样相接触；
显微观测系统，包括有显微镜、CCD图像传感器以及计算机，所述显微镜位于所述销-块往复摩擦试验台上方，所述CCD图像传感器设置于所述显微镜上，其与所述计算机通过数据线连接。
如上所述的往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统，其中，所述升降机构另设有一升降调节杆以及至少一升降导杆，所述升降调节杆的上端与所述升降平台的底面相接触，其下端与所述纵向基台上嵌设的螺纹铜套相螺接，所述升降导杆的上端连接于所述升降平台，其下端对应插接于所述纵向基台上形成的导引孔内。
如上所述的往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统，其中，所述纵向基台为一U形基台，其凹底中心处形成有一沉孔，所述螺纹铜套嵌设固定于所述沉孔内。
如上所述的往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统，其中，所述立方基台与所述纵向基台之间插接有一连接杆，两者的上端之间安装有一连接板。
如上所述的往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统，其中，所述试样夹的另一端相对于所述往复滑块的前端形成有一夹持凹口，所述试样盒放置于所述夹持凹口处，两者周侧之间形成有间隙，所述拉压力传感器沿横向穿设于所述夹持凹口的一侧，并与所述试样盒的一端相抵接，支撑螺栓沿横向螺接于所述夹持凹口的另一侧，并抵接于所述试样盒的另一端。
如上所述的往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统，其中，所述支撑部包括有一支撑平台以及至少一支撑立杆，所述试样夹的一端固定在所述支撑平台上，所述支撑立杆上端穿设于所述支撑平台及所述试样夹，其下端插接于所述立方基台上，紧固螺钉穿设于所述支撑平台，并与所述支撑立杆相连接。
如上所述的往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统，其中，所述往复滑块的后端面凹设有一沿竖向贯通的穿绳槽，所述砝码销固定于所述穿绳槽的槽口处，其套设有一上铁环；
所述往复滑块底座的后端面凹设有一沿竖向贯通的容槽，所述容槽位于所述穿绳槽的下侧，所述滚轮沿竖向放置于所述容槽内，其中心处穿设有一滚轮销，所述滚轮销的两端与所述容槽的侧壁相枢接；
其中，所述绳索沿逆时针方向绕设于所述滚轮的外周缘形成的环凹部处，其上端连接于所述上铁环处，其下端与所述砝码托盘上端的下铁环相连接。
如上所述的往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统，其中，所述纵向移动部为一电动滑移台，所述横向移动部为一导轨机构，所述电动滑移台沿纵向固定在所述升降平台上，其滑块上安装有所述往复滑块底座，所述导轨机构沿横向固定于所述往复滑块底座上，所述往复滑块能沿横向移动的设置于所述导轨机构上。
如上所述的往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统，其中，所述导轨机构包括有一直线导轨以及一能在所述直线导轨上往复移动的导块，所述直线导轨沿横向固定于所述往复滑块底座上，其两侧沿横向形成有滑槽，所述导块的下端能移动的卡合在两所述滑槽上，所述往复滑块则固定于所述导块上。
如上所述的往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统，其中，所述电动滑移台与所述升降平台之间、所述往复滑块底座与所述滑块之间、所述位移传感器与所述支架之间、所述支架与所述升降平台之间分别通过螺栓连接固定。
本发明的往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统，利用设置销-块往复摩擦试验台与显微观测系统，通过观测块试样摩擦接触区域内的磁畴变化，分析摩擦工况对于摩擦接触区域磁畴影响，从而探究摩擦过程中磁化效应的产生机理。另外，在具体应用时，本发明可实现对不同工况(包括载荷和速度)的调节和控制，并能够对摩擦过程中的摩擦力、摩擦销的位移进行实时采集，运行稳定，使用可靠。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1为本发明的往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统的立体示意图(一)；
图2为本发明的往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统的立体示意图(二)；
图3为本发明中销-块往复摩擦试验台的立体示意图(一)；
图4为本发明中销-块往复摩擦试验台的立体示意图(二)；
图5为本发明的试验台底座的立体示意图；
图6为本发明中试验台底座的纵向基台的剖视图；
图7为本发明中升降机构的剖视图；
图8为本发明中试样夹持机构与立方基台的连接示意图；
图9为本发明中加载机构与往复滑块、往复滑块底座的连接示意图。
主要元件标号说明：
1、销-块往复摩擦试验台；11、试验台底座；111、纵向基台；112、立方基台；113、螺纹铜套；114、导引孔；115、沉孔；116、连接杆；117、连接板；12、升降机构；121、升降平台；122、升降调节杆；123、升降导杆；13、往复摩擦机构；131、电动滑移台；1311、滑块；132、导轨机构；1321、直线导轨；1322、导块；1323、滑槽；133、往复滑块底座；1331、容槽；134、往复滑块；1341、穿绳槽；1342、上铁环；135、销试样；14、加载机构；141、砝码销；142、滚轮；143、绳索；144、砝码托盘；1441、下铁环；145、滚轮销；15、位移测量机构；151、位移传感器；152、支架；16、试样夹持机构；161、试样夹；1611、夹持凹口；162、拉压力传感器；163、试样盒；164、块试样；165、支撑螺栓；166、支撑平台；167、支撑立杆；168、紧固螺钉；2、显微观测系统；21、显微镜。
具体实施方式
本发明提出一种往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统，包含：销-块往复摩擦试验台，包括：试验台底座，包括一纵向基台以及一在横向上位于所述纵向基台一端前侧的立方基台，两者间连接固定；升降机构，其升降平台能上下移动的安装于所述纵向基台上；往复摩擦机构，包括纵向移动部、横向移动部及往复滑块，所述纵向移动部固定在所述升降平台上，所述横向移动部通过往复滑块底座安装于所述纵向移动部上，所述往复滑块设置于所述横向移动部上，其前端端面的盲孔处插接有销试样；加载机构，包括砝码销、滚轮、绳索以及砝码托盘，所述砝码销固定于所述往复滑块的后端，所述滚轮能转动的安装于所述往复滑块底座后端处，所述绳索绕设于所述滚轮上，其两端分别与所述砝码销、所述砝码托盘相连接；位移测量机构，包括位移传感器，所述位移传感器通过一支架安装于所述升降平台上；试样夹持机构，其设有一沿横向放置的试样夹，所述试样夹的一端通过支撑部安装于所述立方基台上，其另一端通过拉压力传感器夹持有一试样盒，所述试样盒内安装有块试样，以供与所述销试样相接触；显微观测系统，包括有显微镜、CCD图像传感器以及计算机，所述显微镜位于所述销-块往复摩擦试验台上方，所述CCD图像传感器设置于所述显微镜上，其与所述计算机通过数据线连接。
本发明的往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统，通过观测块试样摩擦接触区域内的磁畴变化，分析摩擦工况对于摩擦接触区域磁畴影响，从而探究摩擦过程中磁化效应的产生机理。
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，以下结合附图及较佳实施例，对本发明提出的往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统的具体实施方式、结构、特征及功效，详细说明如后。另外，通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入具体的了解，然而所附图仅是提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
图1为本发明的往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统的立体示意图(一)；图2为本发明的往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统的立体示意图(二)；图3为本发明中销-块往复摩擦试验台的立体示意图(一)；图4为本发明中销-块往复摩擦试验台的立体示意图(二)；图5为本发明的试验台底座的立体示意图；图6为本发明中试验台底座的纵向基台的剖视图；图7为本发明中升降机构的剖视图；图8为本发明中试样夹持机构与立方基台的连接示意图；图9为本发明中加载机构与往复滑块、往复滑块底座的连接示意图。
如图1至图4所示，本发明提出的往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统，包含销-块往复摩擦试验台以及显微观测系统，其中，所述销-块往复摩擦试验台1，包括：
试验台底座11，包括一纵向基台111以及一在横向上位于所述纵向基台111一端前侧的立方基台112，两者间连接固定，以使所述试验台底座呈L型结构，需要说明的是，此处所采用的方位词如“横向”、“纵向”，并非是对本发明技术方案的具体限定，而是为了结合附图更清楚的表述技术内容，如在图中所示，所述纵向是沿所述纵向基台111的长度方向，所述横向是沿所述纵向基台111的宽度方向，在具体应用时不限于此，反之亦然；
升降机构12，其升降平台121能上下移动的安装于所述纵向基台111上；
往复摩擦机构13，包括纵向移动部、横向移动部及往复滑块134，所述纵向移动部固定在所述升降平台121上，所述横向移动部通过往复滑块底座133安装于所述纵向移动部上，所述往复滑块134设置于所述横向移动部上，其前端端面的盲孔处插接有销试样135，通过操作纵向移动部以及横向移动部，使得所述往复滑块134能在横向及纵向上移动，可满足多样化的实验需要，方便实用；
加载机构14，包括砝码销141、滚轮142、绳索143以及砝码托盘144，所述砝码销141固定于所述往复滑块134的后端，所述滚轮142能转动的安装于所述往复滑块底座133后端处，所述绳索143绕设于所述滚轮142上，其两端分别与所述砝码销141、所述砝码托盘144相连接；
位移测量机构15，包括位移传感器151，所述位移传感器151优选为激光位移传感器，其通过一支架152安装于所述升降平台121上，当所述往复滑块134产生纵向移动时，所述位移传感器151用于测量所述往复滑块134的移动距离；
试样夹持机构16，其设有一沿横向放置的试样夹161，所述试样夹161的一端通过支撑部安装于所述立方基台112上，其另一端通过拉压力传感器162夹持有一试样盒163，所述试样盒163上安装有块试样164，以供与所述销试样135相接触，也即，当所述往复滑块134沿横向移动，使所述销试样135与所述块试样164接触并摩擦时，所述拉压力传感器162用于检测两者之前拉压力；
显微观测系统2，包括有显微镜21、CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件、CCD图像传感器)以及计算机，所述显微镜21位于所述销-块往复摩擦试验台上方，所述CCD设置于所述显微镜上，其与所述计算机通过数据线连接，以将图像信号传输给所述计算机，并进行观测和记录，利于后续的研究。在实际应用时，该CCD图像传感器通常连接于所述显微镜21的CCD标准C接口处，由于两者的连接方式及工作原理等均为现有技术，在此不再赘述。
较佳地，请一并参见图7，所述升降机构12另设有一升降调节杆122以及至少一升降导杆123，所述升降调节杆122的上端与所述升降平台121的底面相接触，其下端与所述纵向基台111上嵌设的螺纹铜套113相螺接，所述升降导杆123的上端连接于所述升降平台121，其下端对应插接于所述纵向基台111上形成的导引孔114内。具体应用时，通过旋转所述升降调节杆122，改变其旋入所述螺纹铜套113的长度，即可调节所述升降平台121的高度，可操作性好。在实际应用时，该升降调节杆122还可以替换为液压缸等其它装置，具体可根据实际需要而定，在此不再限定。另外，在图示的结构中，优选设置了两个所述升降导杆123，并位于所述升降平台121的两端处，进一步提高了所述升降平台121在升降过程中的平稳性。
如图5、图6所示，所述纵向基台111为一U形基台，其凹底中心处形成有一沉孔115，所述螺纹铜套113嵌设固定于所述沉孔115内。这样，能降低所述升降机构12的整体高度，利于平稳工作。另外，优选所述立方基台112与所述纵向基台111之间插接有一连接杆116，两者的上端之间安装有一连接板117。
较佳地，所述试样夹161的另一端相对于所述往复滑块134的前端形成有一夹持凹口1611，所述试样盒163放置于所述夹持凹口1611处，两者周侧之间形成有间隙，所述拉压力传感器162沿横向穿设于所述夹持凹口1611的一侧，并与所述试样盒163的一端相抵接，支撑螺栓165沿纵向螺接于所述夹持凹口1611的另一侧，并抵接于所述试样盒163的另一端，由此，可以保证所述拉压力传感器162与所述试样盒163紧密接触，确保通过所述拉压力传感器162准确测量摩擦力。其中，如图所示，所述试样盒163上形成有一凹槽，在使用时是将所述块试样164嵌设固定于所述凹槽内，在工作时，将所述销试样135的端面与所述块试样164侧面形成的摩擦平面接触，并进行往复摩擦试验即可。
如图3、图4以及图8所示，所述支撑部包括有一支撑平台166以及至少一支撑立杆167，所述试样夹161的一端固定在所述支撑平台166上，所述支撑立杆167上端穿设于所述支撑平台166及所述试样夹161，其下端插接于所述立方基台112上，紧固螺钉168穿设于所述支撑平台166，并与所述支撑立杆167相连接。
其中，在图示的结构中，优选设置了两个所述支撑立杆167，以提高所述支撑平台166的平稳性。在具体工作时，所述紧固螺钉168可以通过紧密抵接的方式与所述支撑立杆167相连接，这样，当需要调节所述试样夹161的高度时，仅需松开所述紧固螺钉168即可，简单方便，当然，也可在所述支撑立杆167上沿长度方向设置多个螺孔或螺纹槽，使其与所述紧固螺钉168采用螺接的方式相固定。另外，在应用时，优先所述试样夹161的长度方向与所述块试样164的摩擦平面平行，且其中心线靠近摩擦平面，以减小摩擦力引起的扭矩，从而更好的保证所述块试样
164在摩擦过程中保持稳定。
请一并参见图9，所述往复滑块134的后端面凹设有一沿竖向贯通的穿绳槽1341，所述砝码销141固定于所述穿绳槽1341的槽口处，其套设有一上铁环1342；
所述往复滑块底座133的后端面凹设有一沿竖向贯通的容槽1331，所述容槽1331位于所述穿绳槽1341的下侧，所述滚轮142沿竖向放置于所述容槽1331内，其中心处穿设有一滚轮销145，所述滚轮销145的两端与所述容槽1331的侧壁相枢接；
其中，所述绳索143沿逆时针方向绕设于所述滚轮142的外周缘形成的环凹部处，其上端连接于所述上铁环1342处，其下端与所述砝码托盘144上端的下铁环1441相连接。当所述砝码托盘144上放置砝码时，所述绳索143在重力下下移并在所述滚轮142转动下释放，继而拉动所述砝码销141，并横向牵动所述往复滑块134连带所述销试样135在所述导轨机构132上移动，最终转化为所述销试样135对所述块试样164的摩擦平面施加压力。
优选地，所述纵向移动部为一电动滑移台(电动滑台)131，所述横向移动部为一导轨机构132，所述电动滑移台131沿纵向固定在所述升降平台121上，其滑块1311上安装有所述往复滑块底座133，从而将电动滑移台131上滑块1311的纵向位移传递给往复滑块底座133；
所述导轨机构132沿横向固定于所述往复滑块底座133上，所述往复滑块134能沿横向移动的设置于所述导轨机构132上。其中，在实施应用时，所述电动滑移台131及所述导轨机构132的位置，也可以相互调换，不限于上述内容描述的方式。
进一步地，所述导轨机构132包括有一直线导轨1321以及一能在所述直线导轨上往复移动的导块1322，所述直线导轨1321沿横向固定于所述往复滑块底座133上，其两侧沿横向形成有滑槽1323，所述导块1322的下端能移动的卡合在两所述滑槽1323上，所述往复滑块134则固定于所述导块1322上，从而可通过所述导块1322进行横向移动。在使用时，对于该导轨机构132以及所述电动滑移台131，可以采用其它公知的形式，在此不再赘述。
在具体应用时，为了确保各部件之间的连接紧固性，优选所述电动滑移台131与所述升降平台121之间、所述往复滑块底座133与所述滑块1311之间、所述位移传感器151与所述支架152之间、所述支架152与所述升降平台121之间分别通过螺栓连接固定。另外，在实际组装时，对于所述升降导杆123与所述纵向基台111、所述支撑立杆167与所述立方基台112之间优选分别采用螺栓固定。
本发明提供的往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统，在实施应用时，其具体工作过程如下：
首先，将所述块试样164进行打磨、抛光并达到观测要求后，安装在所述试样盒163处，并均匀地将纳米级磁悬颗粒涂抹在摩擦接触区域，再将所述试样盒163安装在所述试样夹161的夹持凹口1611上，并由所述拉压力传感器162及支撑螺栓165固定；将所述销试样135安装在所述往复滑块134的盲孔上，并沿横向推动所述往复滑块134，使所述销试样135缓慢靠近所述块试样164，最终与所述块试样164轻微接触；
其次，调整所述升降机构12的高度，使所述销试样135和所述块试样164能够清楚地在显微镜21中观测到，同时，在所述砝码托盘144上放置砝码，以将载荷最终施加在所述销试样135上，其中，通过所述电动滑移台131，控制其滑块1311的往复速度及行程，继而通过所述导轨机构132、往复滑块底座133确定所述往复滑块134在纵向摩擦时的速度和行程；
最后，启动控制所述电动滑移台131，使其滑块1311带动所述往复滑块134沿纵向往复移动，实现所述销试样135在所述块试样164的摩擦平面往复移动，以进行摩擦实验，与此同时，通过所述拉压力传感器162监测两者之间的摩擦力，由所述位移传感器151检测所述往复滑块134的摩擦位移，所述CCD图像传感器将所述销试样135与所述块试样164摩擦时的图像传递至计算机，以观测和记录两者摩擦接触区域的磁畴变化，并且监测摩擦过程中摩擦系数变化，为后续探索摩擦过程中磁化效应的产生奠定基础。
其中，在实验中，优选所述往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统是通过Bitter粉纹法进行磁畴观测，也即，在实际应用时，首先制备磁悬液，然后对试件(如销试样、块试样)进行金相处理，使试件满足金相观察要求；再将配置好的磁悬液均匀涂抹于试件观察面，就可以通过显微镜及CCD图像传感器观测试样的磁畴结构及形貌。
另外，所述拉压力传感器、位移传感器可分别通过数据线连接至计算机，以将相关数据传输至计算机。
本发明的往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统，利用设置销-块往复摩擦试验台与显微观测系统，通过观测块试样摩擦接触区域内的磁畴变化，分析摩擦工况对于摩擦接触区域磁畴影响，从而探究摩擦过程中磁化效应的产生机理。另外，在具体应用时，本发明可实现对不同工况(包括载荷和速度)的调节和控制，并能够对摩擦过程中的摩擦力、摩擦销的位移进行实时采集，运行稳定，使用可靠。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
Claims (9)
1.一种往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统，其特征在于，所述往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统包含：
销-块往复摩擦试验台，包括：
试验台底座，包括一纵向基台以及一在横向上位于所述纵向基台一端前侧的立方基台，两者间连接固定；
升降机构，其升降平台能上下移动的安装于所述纵向基台上；
往复摩擦机构，包括纵向移动部、横向移动部及往复滑块，所述纵向移动部固定在所述升降平台上，所述横向移动部通过往复滑块底座安装于所述纵向移动部上，所述往复滑块设置于所述横向移动部上，其前端端面的盲孔处插接有销试样；
加载机构，包括砝码销、滚轮、绳索以及砝码托盘，所述砝码销固定于所述往复滑块的后端，所述滚轮能转动的安装于所述往复滑块底座后端处，所述绳索绕设于所述滚轮上，其两端分别与所述砝码销、所述砝码托盘相连接；
位移测量机构，包括位移传感器，所述位移传感器通过一支架安装于所述升降平台上；
试样夹持机构，其设有一沿横向放置的试样夹，所述试样夹的一端通过支撑部安装于所述立方基台上，其另一端通过拉压力传感器夹持有一试样盒，所述试样盒内安装有块试样，以供与所述销试样相接触；所述试样夹的另一端相对于所述往复滑块的前端形成有一夹持凹口，所述试样盒放置于所述夹持凹口处，两者周侧之间形成有间隙，所述拉压力传感器沿横向穿设于所述夹持凹口的一侧，并与所述试样盒的一端相抵接，支撑螺栓沿横向螺接于所述夹持凹口的另一侧，并抵接于所述试样盒的另一端；
显微观测系统，包括有显微镜、CCD图像传感器以及计算机，所述显微镜位于所述销-块往复摩擦试验台上方，所述CCD图像传感器设置于所述显微镜上，其与所述计算机通过数据线连接。
2.如权利要求1所述的往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统，其特征在于，所述升降机构另设有一升降调节杆以及至少一升降导杆，所述升降调节杆的上端与所述升降平台的底面相接触，其下端与所述纵向基台上嵌设的螺纹铜套相螺接，所述升降导杆的上端连接于所述升降平台，其下端对应插接于所述纵向基台上形成的导引孔内。
3.如权利要求2所述的往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统，其特征在于，所述纵向基台为一U形基台，其凹底中心处形成有一沉孔，所述螺纹铜套嵌设固定于所述沉孔内。
4.如权利要求3所述的往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统，其特征在于，所述立方基台与所述纵向基台之间插接有一连接杆，两者的上端之间安装有一连接板。
5.如权利要求1所述的往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统，其特征在于，所述支撑部包括有一支撑平台以及至少一支撑立杆，所述试样夹的一端固定在所述支撑平台上，所述支撑立杆上端穿设于所述支撑平台及所述试样夹，其下端插接于所述立方基台上，紧固螺钉穿设于所述支撑平台，并与所述支撑立杆相连接。
6.如权利要求1或5所述的往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统，其特征在于，所述往复滑块的后端面凹设有一沿竖向贯通的穿绳槽，所述砝码销固定于所述穿绳槽的槽口处，其套设有一上铁环；
所述往复滑块底座的后端面凹设有一沿竖向贯通的容槽，所述容槽位于所述穿绳槽的下侧，所述滚轮沿竖向放置于所述容槽内，其中心处穿设有一滚轮销，所述滚轮销的两端与所述容槽的侧壁相枢接；
其中，所述绳索沿逆时针方向绕设于所述滚轮的外周缘形成的环凹部处，其上端连接于所述上铁环处，其下端与所述砝码托盘上端的下铁环相连接。
7.如权利要求1所述的往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统，其特征在于，所述纵向移动部为一电动滑移台，所述横向移动部为一导轨机构，所述电动滑移台沿纵向固定在所述升降平台上，其滑块上安装有所述往复滑块底座，所述导轨机构沿横向固定于所述往复滑块底座上，所述往复滑块能沿横向移动的设置于所述导轨机构上。
8.如权利要求7所述的往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统，其特征在于，所述导轨机构包括有一直线导轨以及一能在所述直线导轨上往复移动的导块，所述直线导轨沿横向固定于所述往复滑块底座上，其两侧沿横向形成有滑槽，所述导块的下端能移动的卡合在两所述滑槽上，所述往复滑块则固定于所述导块上。
9.如权利要求8所述的往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统，其特征在于，所述电动滑移台与所述升降平台之间、所述往复滑块底座与所述滑块之间、所述位移传感器与所述支架之间、所述支架与所述升降平台之间分别通过螺栓连接固定。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711191457.5A CN107817459B (zh) | 2017-11-24 | 2017-11-24 | 一种往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711191457.5A CN107817459B (zh) | 2017-11-24 | 2017-11-24 | 一种往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107817459A CN107817459A (zh) | 2018-03-20 |
| CN107817459B true CN107817459B (zh) | 2024-03-08 |
Family
ID=61608913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711191457.5A Active CN107817459B (zh) | 2017-11-24 | 2017-11-24 | 一种往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107817459B (zh) |
Citations (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005106598A (ja) * | 2003-09-30 | 2005-04-21 | Hitachi Kenki Fine Tech Co Ltd | 走査型プローブ顕微鏡の異方摩擦データ取得方法 |
| CN2849705Y (zh) * | 2005-11-30 | 2006-12-20 | 中国矿业大学 | 往复式股骨摩擦磨损试验机 |
| CN101551315A (zh) * | 2009-05-14 | 2009-10-07 | 上海交通大学 | 两用摩擦测试装置 |
| CN101581647A (zh) * | 2009-04-16 | 2009-11-18 | 济南益华摩擦学测试技术有限公司 | 高频往复式疲劳摩擦磨损试验机 |
| CN101750259A (zh) * | 2010-01-19 | 2010-06-23 | 西南交通大学 | 一种小位移往复滚动摩擦磨损试验装置 |
| JP2011232177A (ja) * | 2010-04-28 | 2011-11-17 | Hitachi Ltd | プローブ顕微鏡、およびこれを備える摩擦摺動・ｃｍｐ・ハードディスクの検査装置 |
| WO2011145292A1 (ja) * | 2010-05-20 | 2011-11-24 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | 走査型電子顕微鏡 |
| CN102305748A (zh) * | 2011-08-02 | 2012-01-04 | 西安交通大学 | 一种磨损原位测量的摩擦磨损试验机 |
| CN102519867A (zh) * | 2011-12-21 | 2012-06-27 | 中国石油大学(北京) | 一种直动式软摩擦试验装置 |
| CN102519868A (zh) * | 2011-12-21 | 2012-06-27 | 中国石油大学(北京) | 一种滑-滚复合式软摩擦试验装置 |
| CN102680083A (zh) * | 2012-06-11 | 2012-09-19 | 西南交通大学 | 一种摩擦噪声的试验分析方法及其试验装置 |
| CN102706765A (zh) * | 2012-05-22 | 2012-10-03 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 高速冲击薄膜摩擦学试验机及评价薄膜冲击摩擦性的方法 |
| CN103245727A (zh) * | 2012-02-10 | 2013-08-14 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种微米尺度材料内耗与模量测量装置 |
| CN104198369A (zh) * | 2014-09-11 | 2014-12-10 | 四川大学 | 滑滚摩擦学性能实验台 |
| CN105547662A (zh) * | 2015-12-03 | 2016-05-04 | 中国石油大学(北京) | 清管器非稳态摩擦在线测试实验装置 |
| CN105716981A (zh) * | 2016-04-13 | 2016-06-29 | 中国石油大学(北京) | 一种立式磁屏蔽往复摩擦磨损试验机 |
| CN107228629A (zh) * | 2017-07-17 | 2017-10-03 | 青岛理工大学 | 高副接触变滑滚比油膜厚度和摩擦力同时测量模拟装置 |
| CN207650375U (zh) * | 2017-11-24 | 2018-07-24 | 中国石油大学(北京) | 一种往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5714941B2 (ja) * | 2011-03-04 | 2015-05-07 | 株式会社日立ハイテクサイエンス | 摩擦力顕微鏡 |
-
2017
- 2017-11-24 CN CN201711191457.5A patent/CN107817459B/zh active Active
Patent Citations (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005106598A (ja) * | 2003-09-30 | 2005-04-21 | Hitachi Kenki Fine Tech Co Ltd | 走査型プローブ顕微鏡の異方摩擦データ取得方法 |
| CN2849705Y (zh) * | 2005-11-30 | 2006-12-20 | 中国矿业大学 | 往复式股骨摩擦磨损试验机 |
| CN101581647A (zh) * | 2009-04-16 | 2009-11-18 | 济南益华摩擦学测试技术有限公司 | 高频往复式疲劳摩擦磨损试验机 |
| CN101551315A (zh) * | 2009-05-14 | 2009-10-07 | 上海交通大学 | 两用摩擦测试装置 |
| CN101750259A (zh) * | 2010-01-19 | 2010-06-23 | 西南交通大学 | 一种小位移往复滚动摩擦磨损试验装置 |
| JP2011232177A (ja) * | 2010-04-28 | 2011-11-17 | Hitachi Ltd | プローブ顕微鏡、およびこれを備える摩擦摺動・ｃｍｐ・ハードディスクの検査装置 |
| WO2011145292A1 (ja) * | 2010-05-20 | 2011-11-24 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | 走査型電子顕微鏡 |
| CN102305748A (zh) * | 2011-08-02 | 2012-01-04 | 西安交通大学 | 一种磨损原位测量的摩擦磨损试验机 |
| CN102519867A (zh) * | 2011-12-21 | 2012-06-27 | 中国石油大学(北京) | 一种直动式软摩擦试验装置 |
| CN102519868A (zh) * | 2011-12-21 | 2012-06-27 | 中国石油大学(北京) | 一种滑-滚复合式软摩擦试验装置 |
| CN103245727A (zh) * | 2012-02-10 | 2013-08-14 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种微米尺度材料内耗与模量测量装置 |
| CN102706765A (zh) * | 2012-05-22 | 2012-10-03 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 高速冲击薄膜摩擦学试验机及评价薄膜冲击摩擦性的方法 |
| CN102680083A (zh) * | 2012-06-11 | 2012-09-19 | 西南交通大学 | 一种摩擦噪声的试验分析方法及其试验装置 |
| CN104198369A (zh) * | 2014-09-11 | 2014-12-10 | 四川大学 | 滑滚摩擦学性能实验台 |
| CN105547662A (zh) * | 2015-12-03 | 2016-05-04 | 中国石油大学(北京) | 清管器非稳态摩擦在线测试实验装置 |
| CN105716981A (zh) * | 2016-04-13 | 2016-06-29 | 中国石油大学(北京) | 一种立式磁屏蔽往复摩擦磨损试验机 |
| CN107228629A (zh) * | 2017-07-17 | 2017-10-03 | 青岛理工大学 | 高副接触变滑滚比油膜厚度和摩擦力同时测量模拟装置 |
| CN207650375U (zh) * | 2017-11-24 | 2018-07-24 | 中国石油大学(北京) | 一种往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| In situ observation of the magnetic domainin the process of ferroalloy friction;高富民 等;TribologyInternational(第97期);371-378 * |
| 低频往复摆动式模拟平台摩擦特性及实验研究;王仲楠;王武义;张广玉;;哈尔滨工程大学学报(第04期);全文 * |
| 双工位往复式衬垫摩擦磨损试验机;郭玉铜;蔡盛宗;王文;;机械制造与自动化(第01期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107817459A (zh) | 2018-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110579418A (zh) | 一种可控磁场环境的杠杆加载式摩擦磨损试验机 | |
| Liu et al. | Experimental investigation on the penetration mechanism and kinematic behavior of drag anchors | |
| CN207923639U (zh) | 物体表面耐磨测试仪 | |
| CN203705322U (zh) | 果实表面摩擦系数测定仪 | |
| CN106706447A (zh) | 基于电磁力的流变直剪试验装置 | |
| CN201689023U (zh) | 小位移往复滚动摩擦磨损试验设备 | |
| CN108169047A (zh) | 一种用于测试薄膜材料的新型摩擦磨损试验机 | |
| CN212134391U (zh) | 一种圆柱型试样侧面硬度检测装具 | |
| CN107132183B (zh) | 一种卧式磁屏蔽往复式摩擦磨损试验机 | |
| CN107817459B (zh) | 一种往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统 | |
| CN211402089U (zh) | 一种仿生微结构摩擦磨损过程信息采集装置 | |
| CN207650375U (zh) | 一种往复式摩擦过程中磁畴原位观测系统 | |
| CN105891011A (zh) | 一种不同流体作用下岩石摩擦强度测量装置 | |
| CN108489838A (zh) | 接触面原位观测摩擦磨损实验台 | |
| CN115950729A (zh) | 黏性土单轴拉伸、制样一体化装置及使用方法 | |
| CN109883700A (zh) | 水润滑橡胶尾轴承摩擦振动测试系统及其方法 | |
| CN105716981B (zh) | 一种立式磁屏蔽往复摩擦磨损试验机 | |
| CN108398344A (zh) | 一种可原位观测材料内部疲劳裂纹生长的摩擦磨损试验装置 | |
| CN215180813U (zh) | 一种磁铁吸力测试装置 | |
| CN108414381B (zh) | 一种结合摩擦界面原位观测的微型线性往复式摩擦磨损试验机 | |
| CN108169048B (zh) | 一种薄膜的新型摩擦磨损试验机 | |
| CN206410988U (zh) | 一种印刷品表面摩擦系数测试仪 | |
| CN107607624A (zh) | 适配高频运动摩擦副表面的声发射检测装置及方法 | |
| CN113433016B (zh) | 一种动态周期加载的往复式摩擦磨损试验装置 | |
| CN207066959U (zh) | 一种卧式磁屏蔽往复式摩擦磨损试验机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |