CN110160953B - 一种模块化摩擦磨损试验机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种模块化摩擦磨损试验机，包括基座A、基座B、壳体A和壳体B；所述动力夹持装置通过四只螺钉固定安装在壳体B的一侧；所述固定夹紧体与壳体A的一侧内壁之间还固定设置有一个大弹簧；所述试样的一侧还固定设置有一个温度传感器；所述壳体A的一侧还嵌入安装有一根加载螺柱，且加载螺柱的外侧通过螺纹安装有一个加载螺母；所述壳体A的一侧还固定设置有一个电化学站接入孔；所述基座A和基座B的底部均固定设置有三组固定孔。本摩擦磨损试验机操作方便，拆装简单，载荷平稳，后期可进行二次开发，功能多样化，模块化设计，适应多种条件下的摩擦润滑腐蚀磨损特性的研究，应用范围广泛，可作为摩擦学领域研究的可靠试验设备。

Description

一种模块化摩擦磨损试验机

技术领域

本发明属于摩擦实验装置技术领域，更具体地说，特别涉及一种模块化摩擦磨损试验机。

背景技术

摩擦磨损是指两接触面在相对运动时发生的物理化学现象，其具体可拓展至盐雾腐蚀磨损，液体浸蚀磨损，间浸工况磨损等。在这些情况下的摩擦运动具有隐蔽性和测量的不确定性，其危害在生产中显而易见，摩擦磨损会引起材料接触表面破坏，产生裂纹，甚至导致整个系统的失效。相关研究机构的研究表明，全世界每年大约有四分之一的能源消耗在摩擦磨损及其附带作用上，导致国民经济的大量浪费，有五分之四的运动副失效是由于摩擦磨损。为了更好的研究摩擦磨损的内部机理和规律，模块化摩擦磨损试验机的发明显得尤为重要。摩擦磨损试验的研究可以揭示摩擦磨损现象本质，并且能较为真实地模拟实际工况，获取最为有效的实验数据，进而采取实际有效的措施来减缓甚至消除磨损，对于研究摩擦磨损现象具有重大意义。

基于上述，本发明人发现，现在的摩擦磨损试验机多为整体式设备，内部零件不容易进行拆卸清洗，在试验时容易有不规则方向的振动干扰对结果造成影响，对实验准确性造成不利影响，而且使用功能单一。

于是，有鉴于此，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供一种模块化摩擦磨损试验机，以期达到更具有更加实用价值性的目的。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种模块化摩擦磨损试验机，以解决现在的摩擦磨损试验机多为整体式设备，内部零件不容易进行拆卸清洗，在试验时容易有不规则方向的振动干扰对结果造成影响，对实验准确性造成不利影响，而且使用功能单一的问题。

本发明模块化摩擦磨损试验机的目的与功效，由以下具体技术手段所达成：

一种模块化摩擦磨损试验机，包括动力夹持装置、步进电机、扭矩传感器、传动轴、横向微动机构、压力传感器、摩擦棒、摩擦棒固定旋钮、顶部接入孔、试样、活动夹紧体、夹紧体旋钮、定位杆、大弹簧、小弹簧、微调螺母、加载螺母、加载螺柱、温度传感器、固定夹紧体、电化学站接入孔、壳体A、基座A、固定孔、余液收集孔、基座B和壳体B；所述动力夹持装置通过四只螺钉固定安装在壳体B的一侧；所述壳体B的另一侧通过螺栓固定连接有一个壳体A；所述壳体A的底部通过螺栓固定连接有一个基座A；所述壳体B的底部通过螺栓固定连接有一个基座B；所述壳体A和壳体B之间固定设置有一个余液收集孔；所述动力夹持装置上固定安装有一个步进电机；所述步进电机的转轴一端与扭矩传感器固定连接，且扭矩传感器的另一侧固定连接有一根传动轴；所述传动轴的另一端活动嵌入安装到摩擦盘一侧，且传动轴与摩擦盘之间还设置有一个横向微动机构；所述传动轴的这一端还固定安装有一个压力传感器；所述摩擦盘上通过摩擦棒固定旋钮固定安装有两个摩擦棒；所述壳体A和壳体B之间缝隙的顶部位置固定设置有一个顶部接入孔；所述试样设置在活动夹紧体和固定夹紧体内侧，并通过夹紧体旋钮夹紧；四根所述定位杆的一端嵌入壳体A中并与固定夹紧体固定连接；所述定位杆的外侧还设置有四个小弹簧，且定位杆的外侧还均安装有一个微调螺母；所述固定夹紧体与壳体A的一侧内壁之间还固定设置有一个大弹簧；所述试样的一侧还固定设置有一个温度传感器；所述壳体A的一侧还嵌入安装有一根加载螺柱，且加载螺柱的外侧通过螺纹安装有一个加载螺母；所述壳体A的一侧还固定设置有一个电化学站接入孔；所述基座A和基座B的底部均固定设置有三组固定孔。

进一步的，所述活动夹紧体与固定夹紧体组成试样装夹装置，试样背面接温度传感器和电化学站，安装时旋转夹紧体旋钮将其固定夹紧，弹簧的刚度可以根据实际实验加载要求进行选择。

进一步的，所述压力传感器安装在传动轴的顶端，且传动轴可以横向移动。

进一步的，所述壳体A和壳体B采用塑化玻璃材料制成。

进一步的，所述壳体A和壳体B通过螺栓组装连接，可以进行拆卸。

进一步的，所述微调螺母在旋转时可推动定位杆左右移动。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本摩擦磨损试验机操作方便，拆装简单，载荷平稳，后期可进行二次开发，功能多样化，模块化设计，适应多种条件下的摩擦润滑腐蚀磨损特性的研究，应用范围广泛，可作为摩擦学领域研究的可靠试验设备。

本装置是通过刚性弹簧加载的方式将试验力加载到试样上，由于刚性弹簧具有一定的吸振性，因而可以保证有较高的测试精度。

壳体上预留的孔根据不同实验决定开启与闭合状态，整个壳体用四颗螺钉安装在底部的基体上，当做完一遍实验，可以选择性的对壳体进行清洗，保障下次实验时的不确定因素降到最低，整套系统座于基体上，连接处加有密封圈和垫片，保证了实验的准确性，与现有技术相比，本发明一种模块化摩擦磨损试验机减少了不规则方向的振动干扰，减小对结果的影响，从而提高实验中模拟测试的准确性，为摩擦学的研究提供了一种可靠的实验设备。

附图说明

图1是本发明的主剖视结构示意图。

图2是本发明的主视结构示意图。

图3是本发明的俯视结构示意图。

图4是本发明的轴侧结构示意图。

图5是本发明壳体A拆分后的轴侧结构示意图。

图中，部件名称与附图编号的对应关系为：

1、动力夹持装置；2、步进电机；3、扭矩传感器；4、传动轴；5、横向微动机构；6、压力传感器；7、摩擦棒；8、摩擦棒固定旋钮；9、顶部接入孔；10、试样；11、活动夹紧体；12、夹紧体旋钮；13、定位杆；14、大弹簧；15、小弹簧；16、微调螺母；17、加载螺母；18、加载螺柱；19、温度传感器；20、固定夹紧体；21、电化学站接入孔；22、壳体A；23、基座A；24、固定孔；25、余液收集孔；26、基座B；27、壳体B。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

如附图1至附图5所示：

本发明提供一种模块化摩擦磨损试验机，包括动力夹持装置1、步进电机2、扭矩传感器3、传动轴4、横向微动机构5、压力传感器6、摩擦棒7、摩擦棒固定旋钮8、顶部接入孔9、试样10、活动夹紧体11、夹紧体旋钮12、定位杆13、大弹簧14、小弹簧15、微调螺母16、加载螺母17、加载螺柱18、温度传感器19、固定夹紧体20、电化学站接入孔21、壳体A22、基座A23、固定孔24、余液收集孔25、基座B26和壳体B27；所述动力夹持装置1通过四只螺钉固定安装在壳体B27的一侧；所述壳体B27的另一侧通过螺栓固定连接有一个壳体A22；所述壳体A22的底部通过螺栓固定连接有一个基座A23；所述壳体B27的底部通过螺栓固定连接有一个基座B26；所述壳体A22和壳体B27之间固定设置有一个余液收集孔25；所述动力夹持装置1上固定安装有一个步进电机2；所述步进电机2的转轴一端与扭矩传感器3固定连接，且扭矩传感器3的另一侧固定连接有一根传动轴4；所述传动轴4的另一端活动嵌入安装到摩擦盘一侧，且传动轴4与摩擦盘之间还设置有一个横向微动机构5；所述传动轴4的这一端还固定安装有一个压力传感器6；所述摩擦盘上通过摩擦棒固定旋钮8固定安装有两个摩擦棒7；所述壳体A22和壳体B27之间缝隙的顶部位置固定设置有一个顶部接入孔9；所述试样10设置在活动夹紧体11和固定夹紧体20内侧，并通过夹紧体旋钮12夹紧；四根所述定位杆13的一端嵌入壳体A22中并与固定夹紧体20固定连接；所述定位杆13的外侧还设置有四个小弹簧15，且定位杆13的外侧还均安装有一个微调螺母16；所述固定夹紧体20与壳体A22的一侧内壁之间还固定设置有一个大弹簧14；所述试样10的一侧还固定设置有一个温度传感器19；所述壳体A22的一侧还嵌入安装有一根加载螺柱18，且加载螺柱18的外侧通过螺纹安装有一个加载螺母17；所述壳体A22的一侧还固定设置有一个电化学站接入孔21；所述基座A23和基座B26的底部均固定设置有三组固定孔24。

其中，所述活动夹紧体11与固定夹紧体20组成试样装夹装置，试样10背面接温度传感器19和电化学站，安装时旋转夹紧体旋钮12将其固定夹紧，弹簧的刚度可以根据实际实验加载要求进行选择。

其中，所述压力传感器6安装在传动轴4的顶端，且传动轴4可以横向移动，扭矩传感器3测量摩擦力矩，温度传感器19安装在试样10上，测量试样实验时因摩擦产生的温升。

其中，所述壳体A22和壳体B27采用塑化玻璃材料制成，可从外部实时观测实验机内部具体状况。

其中，所述壳体A22和壳体B27通过螺栓组装连接，可以进行拆卸，拆卸后可单独进行清洗，保证多种工况的正常使用，保证腐蚀磨损的外界干扰最小。

其中，所述微调螺母16在旋转时可推动定位杆13左右移动，而且外部可通过透明壳体进行观测，保证垂直精度。

本实施例的具体使用方式与作用：

本发明中，使用本装置时，应先检查各个部位的零件是否完整，然后将试样10安装在固定夹紧装置上，保证夹持可靠，然后安装四根定位杆13和加载螺柱18，并在加载螺柱18上安装大弹簧14，然后将整个试样装夹装置安装在左边的透明壳体上，并用壳体A22外部的加载螺母17进行预紧，再用校准装置中的微调螺母16进行试样正位，外部观测调整使其垂直，然后将装有压力传感器6的摩擦盘机构用装有扭矩传感器3的传动轴4安装到步进电机2上，然后将电化学工作站的接入点接入到温度传感器19位置，另一接入点通过电化学站接入孔21接入，最后将壳体A22和壳体B27用六颗螺栓连接在一起，并且将整个壳体用四颗螺钉安装在基座A23和基座B26顶部，然后将基座A23和基座B26用四颗螺栓通过固定孔24固定到工作平台上，当需要进行试样的摩擦磨损性能测试时，顺时针旋转加载螺母17，利用刚性弹簧产生的巨大弹力进行加载，由压力传感器6来读取加载力，实时控制加载大小，开启步进电机2，设定相应转速，由扭矩传感器3实时测试摩擦力矩，当需要进行盐雾腐蚀磨损研究时，将顶部接入孔9安装盐雾雾化器，余液收集孔25旋钮控制流出速度，保证壳体底部有一定深度的盐雾液体，进而测量试样和底部液体之间的电势差。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (6)

1.一种模块化摩擦磨损试验机，其特征在于：该模块化摩擦磨损试验机包括动力夹持装置(1）、步进电机(2）、扭矩传感器(3）、传动轴(4）、横向微动机构(5）、压力传感器(6）、摩擦棒(7）、摩擦棒固定旋钮(8）、顶部接入孔(9）、试样(10）、活动夹紧体(11）、夹紧体旋钮(12）、定位杆(13）、大弹簧(14）、小弹簧(15）、微调螺母(16）、加载螺母(17）、加载螺柱(18）、温度传感器(19）、固定夹紧体(20）、电化学站接入孔(21）、壳体A(22）、基座A(23）、固定孔(24）、余液收集孔(25）、基座B(26）和壳体B(27）；所述动力夹持装置(1）通过四只螺钉固定安装在壳体B(27）的一侧；所述壳体B(27）的另一侧通过螺栓固定连接有一个壳体A(22）；所述壳体A(22）的底部通过螺栓固定连接有一个基座A(23）；所述壳体B(27）的底部通过螺栓固定连接有一个基座B(26）；所述壳体A(22）和壳体B(27）之间固定设置有一个余液收集孔(25）；所述动力夹持装置(1）上固定安装有一个步进电机(2）；所述步进电机(2）的转轴一端与扭矩传感器(3）固定连接，且扭矩传感器(3）的另一侧固定连接有一根传动轴(4）；所述传动轴(4）的另一端活动嵌入安装到摩擦盘一侧，且传动轴(4）与摩擦盘之间还设置有一个横向微动机构(5）；所述传动轴(4）的这一端还固定安装有一个压力传感器(6）；所述摩擦盘上通过摩擦棒固定旋钮(8）固定安装有两个摩擦棒(7）；所述壳体A(22）和壳体B(27）之间缝隙的顶部位置固定设置有一个顶部接入孔(9）；所述试样(10）设置在活动夹紧体(11）和固定夹紧体(20）内侧，并通过夹紧体旋钮(12）夹紧；四根所述定位杆(13）的一端嵌入壳体A(22）中并与固定夹紧体(20）固定连接；所述定位杆(13）的外侧还设置有四个小弹簧(15），且定位杆(13）的外侧还均安装有一个微调螺母(16）；所述固定夹紧体(20）与壳体A(22）的一侧内壁之间还固定设置有一个大弹簧(14）；所述试样(10）的一侧还固定设置有一个温度传感器(19）；所述壳体A(22）的一侧还嵌入安装有一根加载螺柱(18），且加载螺柱(18）的外侧通过螺纹安装有一个加载螺母(17）；所述壳体A(22）的一侧还固定设置有一个电化学站接入孔(21）；所述基座A(23）和基座B(26）的底部均固定设置有三组固定孔(24）。

2.如权利要求1所述模块化摩擦磨损试验机，其特征在于：所述活动夹紧体(11）与固定夹紧体(20）组成试样装夹装置，试样(10）背面接温度传感器(19）和电化学站，安装时旋转夹紧体旋钮(12）将其固定夹紧，大弹簧(14）的刚度根据实际实验加载要求进行选择。

3.如权利要求1所述模块化摩擦磨损试验机，其特征在于：所述压力传感器(6）安装在传动轴(4）的顶端，且传动轴(4）可以横向移动。

4.如权利要求1所述模块化摩擦磨损试验机，其特征在于：所述壳体A(22）和壳体B(27）采用塑化玻璃材料制成。

5.如权利要求1所述模块化摩擦磨损试验机，其特征在于：所述壳体A(22）和壳体B(27）通过螺栓组装连接，可以进行拆卸。

6.如权利要求1所述模块化摩擦磨损试验机，其特征在于：所述微调螺母(16）在旋转时可推动定位杆(13）左右移动。

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