CN109932264A - 多功能摩擦磨损真空实验机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能摩擦磨损真空实验机，包括真空箱，所述真空箱内设置有底座，所述底座内连接有回转台；所述回转台的下端伸出真空箱外与变频电机相连接并由其驱动转动，所述回转台上固定有试样盘；所述试样盘上方接触设置有试样球，所述试样球通过三轴力传感器与砝码盘相连接，所述三轴力传感器与数据采集处理系统相连接；所述砝码盘的下部与支架通过间隙配合连接，使得砝码盘能沿支架内的配合孔上下升降实现试样球与试样盘的相对滑动；所述砝码盘上设置有砝码，通过砝码对试样球施加载荷。本发明实验机结构简单、运行可靠，其在工作时，可直接得到压力、摩擦力、摩擦系数随时间变化的关系，数据准确、可重复性好，具有较高的应用价值。

Description

多功能摩擦磨损真空实验机

技术领域

本发明涉及实验装置，特别涉及一种真空条件下摩擦磨削的实验、检测装置。

背景技术

随着航天事业的发展，越来越多的设备将工作于真空条件下，在不久的将来，建立太空工厂将成为可能，而模拟太空真空条件下的摩擦磨削实验是一个重要的摩擦学问题。目前，缺乏结构简单、运行可靠的多功能摩擦磨损真空实验设备，这是因为太空的高真空环境难以实现并保持，常规的摩擦磨削实验设备难以模拟太空的实际真空环境，同时，常规的摩擦磨削实验机的压力和摩擦力一般是通过两个独立的传感器测得的，存在数据误差，实验可重复性差。

发明内容

为了克服当前条件下真空摩擦磨削试验设备测得数据不准确，可重复性差的问题，本发明提供一种多功能摩擦磨损真空实验机，本发明实验机能进行模拟太空真空环境下的摩擦磨损实验，为将来太空工厂提供实验平台，具有较高的应用价值。

本发明所采用的技术方案是：一种多功能摩擦磨损真空实验机，包括真空箱，所述真空箱内设置有底座，所述底座内连接有回转台；所述回转台的下端伸出所述真空箱外与变频电机相连接并由所述变频电机驱动转动，所述回转台上固定有随所述回转台转动的试样盘；所述试样盘上方接触设置有试样球，所述试样球通过三轴力传感器与砝码盘相连接，所述三轴力传感器与数据采集处理系统相连接；所述砝码盘的下部与固定在所述底座上的支架通过间隙配合连接，使得所述砝码盘能沿所述支架内的配合孔上下升降实现所述试样球与所述试样盘的相对滑动；所述砝码盘上设置有砝码，通过所述砝码对所述试样球施加载荷。

进一步的，所述底座用于连接所述回转台的部分的截面呈回字形结构，所述回转台通过两个滚动轴承与所述底座相连接以保证所述回转台的旋转稳定性。

进一步的，所述回转台与所述真空箱通过O型密封圈以实现旋转密封。

进一步的，所述真空箱的侧壁上设置有观察窗，通过所述观察窗实时观测所述真空箱内的情况。

进一步的，本发明实验机还包括真空系统，通过所述真空系统为实验机提供真空环境。

进一步的，所述砝码的重量和所述试样球的材质与形状根据实验需求确定，以实现多种载荷和摩擦配副条件下的摩擦磨削实验。

本发明的有益效果是：

常规实验机多采用焊接结构，而本实验机采用螺栓连接，使得本实验机结构简单、可拆卸性好；同时，常规的摩擦磨削实验机的压力和摩擦力一般是通过两个独立的传感器测得的，本实验机采用一个三轴力传感器，无需平衡调节机构，其在工作时，可直接得到压力、摩擦力、摩擦系数随时间变化的关系，使得本发明实验机运行可靠，数据准确、可重复性好；并且，本发明的实验机具有体积小的优点，便于在空间站等较狭小的空间条件下使用，也可用于在实验室进行模拟真空条件下的摩擦磨削实验，具有较高的应用价值。

附图说明

图1：本发明多功能摩擦磨损真空实验机的结构示意图。

附图标注：1-真空箱，2-支架，3-试样球，4-试样盘，5-回转台，6-底座，7-联轴器，8-变频电机，9-真空系统，10-观察窗，11-数据采集处理系统，12-三轴力传感器，13-砝码盘，14-砝码。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如附图1所示，一种多功能摩擦磨损真空实验机，包括真空箱1、支架2、试样球3、试样盘4、回转台5、底座6、联轴器7、变频电机8、真空系统9、观察窗10、数据采集处理系统11、三轴力传感器12、砝码盘13、砝码14等。

所述真空箱1的侧壁上设置所述观察窗10，通过所述观察窗10实时观测所述真空箱1内的情况。

所述底座6设置在所述真空箱1内；所述底座6上设置所述支架2和回转台5，所述底座6用于连接所述回转台5的部分的截面呈回字形结构，所述回转台5通过两个滚动轴承与所述底座6相连接以保证所述回转台5的旋转稳定性；所述支架2通过螺栓固定在所述底座6上。

所述回转台5的主体部分位于所述真空箱1内，所述回转台5的下端伸出所述真空箱1外，所述回转台5与所述真空箱1通过O型密封圈以实现旋转密封。所述回转台5的下端通过所述联轴器7与所述变频电机8相连接并由所述变频电机8驱动转动。

所述试样盘4通过螺钉固定在所述回转台5上并随所述回转台5转动。

所述试样球3设置在所述试样盘4的上方，并与所述试样盘4接触。所述试样球3通过所述三轴力传感器12与所述砝码盘13相连接，所述三轴力传感器12与所述数据采集处理系统11相连接。

所述砝码盘13的下部与所述支架2通过间隙配合连接，使得所述砝码盘13能沿所述支架2内的配合孔自由上下升降，实现所述试样球3与所述试样盘4的相对滑动。所述砝码盘13上设置所述砝码14，通过所述砝码14对所述试样球3施加载荷。

所述真空系统9为实验机提供真空环境。

本发明实验机可通过所述三轴力传感器12与数据采集处理系统11直接记录压力、摩擦力、摩擦系数随时间变化的关系。

改变所述砝码14的重量、或者所述试样球3的材质与形状，可实现多种载荷和摩擦配副条件下的摩擦磨削实验。

本发明实验机能进行模拟太空真空环境下的摩擦磨损实验，将来可为太空工厂提供摩擦磨损实验平台。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多功能摩擦磨损真空实验机，包括真空箱(1)，其特征在于，所述真空箱(1)内设置有底座(6)，所述底座(6)内连接有回转台(5)；所述回转台(5)的下端伸出所述真空箱(1)外与变频电机(8)相连接并由所述变频电机(8)驱动转动，所述回转台(5)上固定有随所述回转台(5)转动的试样盘(4)；所述试样盘(4)上方接触设置有试样球(3)，所述试样球(3)通过三轴力传感器(12)与砝码盘(13)相连接，所述三轴力传感器(12)与数据采集处理系统(11)相连接；所述砝码盘(13)的下部与固定在所述底座(6)上的支架(2)通过间隙配合连接，使得所述砝码盘(13)能沿所述支架(2)内的配合孔上下升降实现所述试样球(3)与所述试样盘(4)的相对滑动；所述砝码盘(13)上设置有砝码(14)，通过所述砝码(14)对所述试样球(3)施加载荷。

2.根据权利要求1所述的一种多功能摩擦磨损真空实验机，其特征在于，所述底座(6)用于连接所述回转台(5)的部分的截面呈回字形结构，所述回转台(5)通过两个滚动轴承与所述底座(6)相连接以保证所述回转台(5)的旋转稳定性。

3.根据权利要求1所述的一种多功能摩擦磨损真空实验机，其特征在于，所述回转台(5)与所述真空箱(1)通过O型密封圈以实现旋转密封。

4.根据权利要求1所述的一种多功能摩擦磨损真空实验机，其特征在于，所述真空箱(1)的侧壁上设置有观察窗(10)，通过所述观察窗(10)实时观测所述真空箱(1)内的情况。

5.根据权利要求1所述的一种多功能摩擦磨损真空实验机，其特征在于，还包括真空系统(9)，通过所述真空系统(9)为实验机提供真空环境。

6.根据权利要求1所述的一种多功能摩擦磨损真空实验机，其特征在于，所述砝码(14)的重量和所述试样球(3)的材质与形状根据实验需求确定，以实现多种载荷和摩擦配副条件下的摩擦磨削实验。