CN110068516A - 一种回转式点接触摩擦磨损试验机 - Google Patents

一种回转式点接触摩擦磨损试验机 Download PDF

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潘承怡
李侠
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Abstract

本发明公开了一种回转式点接触摩擦磨损试验机，主包括机架、摩擦磨损试验装置和扭矩检测装置；摩擦磨损试验装置由砝码、钢球活动座、钢球、盘状试件、盘状试件旋转座和伺服电机组成，钢球固定，盘状试件转动，钢球与盘状试件之间为点接触滑动摩擦；扭矩检测装置由传力杆、力学传感器、传感器座、螺杆和螺杆手柄组成；传力杆将钢球与盘状试件之间的摩擦力转换为扭矩，并且可以通过转动螺杆手柄来调节钢球活动座与力学传感器之间的距离，从而调节由钢球与盘状试件之间的摩擦力所产生的扭矩的大小；本发明所述的球盘式摩擦磨损试验机体积小造价低，适用于钢球展开轮表面微结构的优选。

Description

一种回转式点接触摩擦磨损试验机
技术领域
本发明涉及一种摩擦磨损试验机，具体涉及一种回转式点接触摩擦磨损试验机。
背景技术
目前，日本、德国、瑞典等钢球生产强国及国内高精密钢球生产企业普遍采用捷克SOMET公司生产的AVIKO系列钢球表面质量自动检测仪对钢球表面缺陷进行无损检测，该检测仪的关键部件-展开轮，通过摩擦传动将钢球表面全面展开；然而，存在的问题是展开轮展开钢球的过程中打滑是客观存在的，降低了钢球检测效率，而且，展开轮极易因磨损而失效，增加了钢球检测成本；近年来有研究指出恰当的表面微结构能够改善材料摩擦表面的摩擦性能，可以在增大摩擦系数的同时降低磨损量，即增摩降磨；因此，利用摩擦磨损试验选择增摩降磨特性最佳的展开轮表面微结构对工程实际的意义尤为重要；由于钢球与展开轮之间为点接触，并且展开轮和钢球的尺寸相对较小，目前市场上现有的摩擦磨损试验机无法满足钢球展开轮表面微结构优选的试验要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种回转式点接触摩擦磨损试验机，用于钢球展开轮表面微结构优选。
为了实现以上目的，本发明的技术方案是：一种回转式点接触摩擦磨损试验机，主要包括机架、摩擦磨损试验装置和扭矩检测装置。
所述机架由试验机底座和螺杆支撑座组成；螺杆支撑座固定在试验机底座上方。
所述摩擦磨损试验装置由砝码、钢球活动座、钢球、盘状试件、盘状试件旋转座和伺服电机组成；砝码放置在钢球活动座上方，钢球活动座下方加工有半球形凹槽，用于安装固定钢球，砝码通过钢球活动座给钢球施加载荷；钢球下方为盘状试件，钢球与盘状试件之间为点接触滑动摩擦；盘状试件安装固定在盘状试件旋转座上方，盘状试件旋转座由试验机底座下方的伺服电机驱动。
所述扭矩检测装置由传力杆、力学传感器、传感器座、螺杆和螺杆手柄组成；传力杆的一端套装有钢球活动座，钢球活动座能够在传力杆上移动；传力杆的另一端安装在力学传感器上，传力杆与力学传感器之间为铰链连接，传力杆与力学传感器之间能够相对转动；力学传感器的另一端用螺钉固定在传感器座上，传感器座通过螺杆传动机构安装在试验机底座上方；转动螺杆手柄能够调节钢球活动座与力学传感器之间的距离。
附图说明
附图1：本发明所述回转式点接触摩擦磨损试验机的结构示意图。
附图2：本发明所述回转式点接触摩擦磨损试验机的三视图。
附图3：钢球活动座与传力杆之间的套装连接示意图。
附图4：传力杆与力学传感器之间的铰链连接示意图。
其中：1-砝码、2-钢球活动座、3-钢球、4-盘状试件、5-盘状试件旋转座、6-伺服电机、7-试验机底座、8-螺杆手柄、9-螺杆支撑座、10-螺杆、11-传感器座、12-螺钉、13-力学传感器、14-传力杆。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的进一步说明如下。
如附图1、2所示，砝码1通过钢球活动座2在钢球3上方施加压力，伺服电机6通过盘状试件旋转座5带动盘状试件4转动，钢球3与盘状试件4之间相对滑动产生摩擦力，钢球3与盘状试件4之间为点接触滑动摩擦；摩擦力带动钢球活动座2向后移动，通过传力杆14将摩擦力产生的扭矩传递给力学传感器13；利用计算机通过一定的算法能够将力学传感器13所测得的扭矩转换为实时的摩擦系数；摩擦磨损试验后，利用超景深显微镜观察盘状试件4的磨损深度或利用高精密电子天平测量盘状试件4的磨损质量，获得盘状试件4的磨损量；使用加工有不同微结构的盘状试件进行多次摩擦磨损试验，从而优选出增摩降磨特性最优的钢球展开轮表面微结构。
如附图3所示，钢球活动座2上加工有通槽，传力杆14从中穿过，钢球活动座2套装在传力杆14上，钢球活动座2能在传力杆14上移动；如附图1所示，其目的是为了可以通过转动螺杆手柄8来调节钢球活动座2与力学传感器13之间的距离，即调节钢球2与盘状试件3之间的摩擦力所产生的扭矩的大小。
如附图4所示，传力杆14与力学传感器13之间为铰链连接，因此传力杆14与力学传感器13之间可以相对转动；因此，如附图1所示，传力杆14上套装的钢球活动座2能够和传力杆一起上下移动，传力杆14不会对砝码1施加给钢球3的压力产生太大的影响。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (1)

1.一种回转式点接触摩擦磨损试验机，包括机架、摩擦磨损试验装置和扭矩检测装置，其特征在于：所述摩擦磨损试验装置由砝码（1）、钢球活动座（2）、钢球（3）、盘状试件（4）、盘装试件旋转座（5）和伺服电机（6）组成；砝码（1）放置在钢球活动座（2）上方，钢球活动座（2）下方加工有半球形凹槽，用于安装固定钢球（3），砝码（1）通过钢球活动座（2）给钢球（3）施加压力；钢球（3）下方为盘状试件（4），钢球（3）与盘状试件（4）之间为点接触滑动摩擦；盘状试件（4）安装固定在盘状试件旋转座（5）上方，盘状试件旋转座（5）由试验机底座（7）下方的伺服电机（6）驱动；所述扭矩检测装置由传力杆（14）、力学传感器（13）、传感器座（11）、螺杆（10）和螺杆手柄（8）组成；传力杆（14）的一端套装有钢球活动座（2），钢球活动座（2）能够在传力杆（14）上移动；传力杆（14）的另一端安装在力学传感器（13）上，传力杆（14）与力学传感器（13）之间为铰链连接，传力杆（14）能够相对于力学传感器（13）转动；力学传感器（13）的另一端用螺钉（12）固定在传感器座（11）上，传感器座（11）通过螺杆传动机构安装在试验机底座（7）上方；转动螺杆手柄（8）能够调节钢球活动座（2）与力学传感器（13）之间的距离。
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