CN111380767A - 一种双自由度调节的高温摩擦磨损实验仪及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及材料表面性能试验设备,具体涉及一种双自由度调节的高温摩擦磨损实验仪及其使用方法,包括机座、测力机头、机头支架和加热炉组件,机头支架和加热炉组件固定连接在机座上方,测力机头连接在机头支架上,测力机头设置在机头支架和加热炉组件上方,所述的测力机头包括加载杆,加载杆插入加热炉组件内,所述的机座内设置有电机、转轴、齿轮齿带、摩擦盘和检测件,转轴转动连接在机座内,转轴竖直设置,转轴贯穿机座,摩擦盘固定连接在转轴上端,摩擦盘设置在加热炉组件内,检测件夹装在摩擦盘和加载杆之间,电机通过齿轮齿带带动转轴转动。
Description
技术领域
本发明涉及材料表面性能试验设备,具体涉及一种双自由度调节的高温摩擦磨损实验仪及其使用方法。
背景技术
高温摩擦磨损实验仪是一种材料表面性能试验用的仪器设备,在材料科学技术领域得到广泛应用,我国专利201310311447.6公开了一种高温摩擦磨损试验机,该试验机公开了:所述机架沿自身高度方向设置有一个支架,所述支架沿水平方向设置有一根横梁,所述横梁上设置有一个用于检测横梁侧面所受压力大小的力值传感器,所述横梁一端垂直设置有加载杆,所述加载杆底端设置有试样夹头;上述内容解决了摩擦磨损实验测力的基本要求,但存在以下问题:
一是由横梁和支架的结构及连接方式可知,检测件相对于横梁的高低向的距离是固定的,但每一次试验用的检测件必然不可能是统一的厚度,而与检测件的接触只能通过加载杆来调节,如果加载杆向下调节过多,必然使得加载杆相对于检测件产生了一定的压力,而试验时增加砝码的压力,其实际试验的压力是大于砝码的压力的,因此试验数据必然是不准确的,如果加载杆调节不到位,未与检测件接触,那实际试验的压力是小于砝码的压力的,也会导致试验数据不准确;
二是由于加载杆与检测件的相对位置也是固定不变的,因此再同一检测件上如果需要多次试验进行对比的时候,就需要将检测件重新进行装夹,但这一过程会导致检测件的位置发生变化,同时不可保证再次装夹后的检测件与之前的状态是一致的,那这样所得出的试验数据是没有可比性的。
发明内容
为克服上述现有技术中存在的问题,本发明的目的是提供一种双自由度调节的高温摩擦磨损实验仪及其使用方法,将测力部整合为一个整体位测力机头,通过水平移动机构实现测力机头的水平移动,通过升降机构实现测力机头的上下移动,解决了现有技术中存在的问题。
本发明所采用的技术方案是:一种双自由度调节的高温摩擦磨损实验仪,包括机座、测力机头、机头支架和加热炉组件,机头支架和加热炉组件固定连接在机座上方,测力机头连接在机头支架上,测力机头设置在机头支架和加热炉组件上方,所述的测力机头包括加载杆,加载杆插入加热炉组件内,所述的机座内设置有电机、转轴、齿轮齿带、摩擦盘和检测件,转轴转动连接在机座内,转轴竖直设置,转轴贯穿机座,摩擦盘固定连接在转轴上端,摩擦盘设置在加热炉组件内,检测件夹装在摩擦盘和加载杆之间,电机通过齿轮齿带带动转轴转动。
进一步所述的测力机头还包括横梁、力值传感器和壳体,横梁和力值传感器设置在壳体内,横梁水平转动连接在壳体内,加载杆贯穿壳体,加载杆连接在横梁上,力值传感器连接在横梁和壳体之间, 所述的机头支架包括水平移动机构和升降机构,升降机构固定连接在水平移动机构下方,升降机构固定连接在机座上,水平移动机构固定连接在测力机头下方。
进一步所述的水平移动机构包括滑块、固定块和丝杆,滑块固定连接在测力机头下方,固定块固定连接在升降机构上方,固定块内设置有滑槽,滑块设置在滑槽内,丝杆转动连接在固定块上,丝杆贯穿滑块和滑槽,丝杆通过螺纹与滑块连接,丝杆与横梁设置的方向一致。
进一步所述的固定块上设有位移刻度,位移刻度设置在固定块上表面,位移刻度与横梁设置的方向一致,所述的滑块侧面固定有指针,指针设置在位移刻度上方。
进一步所述的丝杆一端连接有圆盘把手,圆盘把手上设有角度刻度,固定块表面设有指示标记,指示标记指向角度刻度。
进一步所述的升降机构为泰达牌防静电工作台,型号为ZT408MS60。
进一步还包括垫块,垫块固定连接在机座和升降机构之间。
进一步一种双自由度调节的高温摩擦磨损实验仪的使用方法:
A.校准
将机座水平放置在工作台面上,然后调节升降机构使加载杆与摩擦盘接触,此时加载杆高低方向的位置为零位;
B.安装
通过升降机构升起加载杆,测量检测件的厚度,再将检测件夹装在摩擦盘和加载杆之间,此时加载杆的向上的位移量为检测件的厚度值;
C.实验
确定实验时的摩擦半径,通过水平移动机构调节加载杆和检测件的相对位置,进行单次或多次实验。
本发明的有益效果是:通过升降机构实现测力机头的上下移动,保证了检测件与加载杆的接触,既不会过度接触也不会不接触,通过水平移动机构实现测力机头的水平移动,解决了改变加载杆和检测件之间相对位置改变的问题,再不重复装夹的情况下,改变试验位置,进而保证了试验数据的准确和稳定性。
附图说明
图1是本发明结构示意图;
图2是本发明半剖结构示意图;
图3是图1本发明A-A截面局部结构示意图;
图4是图1本发明A向局部结构示意图。
图中:1.机座,101.电机,102.转轴,103.齿轮齿带,104.摩擦盘,105.检测件,2.测力机头,201.加载杆,202.横梁,203.力值传感器,204.壳体,3.机头支架,4.加热炉组件,5.水平移动机构,501.滑块,502.固定块,503.丝杆,504.滑槽,505.位移刻度,506.圆盘把手,507.角度刻度,508.指示标记,509.指针,6.升降机构,7.垫块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明:一种双自由度调节的高温摩擦磨损实验仪,包括机座1、测力机头2、机头支架3和加热炉组件4,机头支架3和加热炉组件4固定连接在机座1上方,测力机头2连接在机头支架3上,测力机头2设置在机头支架3和加热炉组件4上方,所述的测力机头2包括加载杆201,加载杆201插入加热炉组件4内,所述的机座1内设置有电机101、转轴102、齿轮齿带103、摩擦盘104和检测件105,转轴102转动连接在机座1内,转轴102竖直设置,转轴102贯穿机座1,摩擦盘104固定连接在转轴102上端,摩擦盘104设置在加热炉组件4内,检测件105夹装在摩擦盘104和加载杆201之间,电机101通过齿轮齿带103带动转轴102转动;
进一步所述的测力机头2还包括横梁202、力值传感器203和壳体204,横梁202和力值传感器203设置在壳体204内,横梁202水平转动连接在壳体204内,加载杆201贯穿壳体204,加载杆201连接在横梁202上,力值传感器203连接在横梁202和壳体204之间, 所述的机头支架3包括水平移动机构5和升降机构6,升降机构6固定连接在水平移动机构5下方,升降机构6固定连接在机座1上,水平移动机构5固定连接在测力机头2下方,通过壳体204将测力部件整合为一个整体的测力机头2,方便测力机头2的整体移动,同时壳体204对横梁202、力值传感器203等部件形成防护作用,避免了外部对其的碰撞等情况而造成的设备损坏或试验数据不准确,增加水平移动机构5和升降机构6,通过水平移动机构5实现测力机头2的整体水平移动功能,从而解决了加载杆201和检测件105之间的相对位置,从而改变了摩擦半径,可以在不重复装夹的前提下,保证对比实验的先决条件一致,从而保证了试验的准确、可靠性,通过升降机构6实现测力机构2的整体上下移动功能,从而保证了加载杆201与检测件105之间的接触,既不形成压力,也不会造成不接触的情况,从而保证的试验数据的精准性。
进一步所述的水平移动机构5包括滑块501、固定块502和丝杆503,滑块501固定连接在测力机头2下方,固定块502固定连接在升降机构6上方,固定块502内设置有滑槽504,滑块501设置在滑槽504内,丝杆503转动连接在固定块502上,丝杆503贯穿滑块501和滑槽504,丝杆503通过螺纹与滑块501连接,丝杆503与横梁202设置的方向一致,通过丝杆503和滑块501配合,实现了滑块501在滑槽504内的移动,从而实现测力机头2的左右移动功能。
进一步所述的固定块502上设有位移刻度505,位移刻度505设置在固定块502上表面,位移刻度505与横梁202设置的方向一致,所述的滑块501侧面固定有指针509,指针509设置在位移刻度505,指针509指示在0点位置时加载杆201处于检测件105转动中心位置,即为初始位置,移动滑块501,通过位移刻度505即可清晰反映出加载杆201相对于检测件105中心点的相对距离,从而可准确定位试验参数,同时再进行对比实验时,也可准确直观的改变摩擦半径。
进一步所述的丝杆503一端连接有圆盘把手506,圆盘把手506上设有角度刻度507,固定块502表面设有指示标记508,指示标记508指向角度刻度507,也可通过指示标记508和角度刻度507,通过丝杆503的螺距进行准确的位移测算。
进一步所述的升降机构6为泰达牌防静电工作台,型号为ZT408MS60,采用现有的技术成熟稳定的防静电工作台,便于更换和维护,更具有更高的经济效益,节约成本。
进一步还包括垫块7,垫块7固定连接在机座1和升降机构6之间,增加垫块7一方面是为了隔绝基座1运作时与测力机头2之间的部分振动传递,另一方面是为了方便升降机构6的操作。
使用时,先将设备进行校准,将加载杆201与摩擦盘104的位置进行校准,确保加载杆201与摩擦盘104相接触,此时升降机构6即为原点,记录此时的升降机构6的准确数据,然后对检测件105的厚度进行测量,并将测力机头2升起安装检测件105,调解升降机构6至原点的数值加上检测件105的厚度值,即可保证加载杆201与检测件105刚好接触,然后根据试验要求调解水平移动机构5,确定摩擦半径,即可开始试验,单次试验结束后,如果需要进行对比试验,调解水平移动机构5,改变摩擦半径,即可重复开始试验。
Claims (7)
1.一种双自由度调节的高温摩擦磨损实验仪,包括机座(1)、测力机头(2)、机头支架(3)和加热炉组件(4),机头支架(3)和加热炉组件(4)固定连接在机座(1)上方,测力机头(2)连接在机头支架(3)上,测力机头(2)设置在机头支架(3)和加热炉组件(4)上方,所述的测力机头(2)包括加载杆(201),加载杆(201)插入加热炉组件(4)内,所述的机座(1)内设置有电机(101)、转轴(102)、齿轮齿带(103)、摩擦盘(104)和检测件(105),转轴(102)转动连接在机座(1)内,转轴(102)竖直设置,转轴(102)贯穿机座(1),摩擦盘(104)固定连接在转轴(102)上端,摩擦盘(104)设置在加热炉组件(4)内,检测件(105)夹装在摩擦盘(104)和加载杆(201)之间,电机(101)通过齿轮齿带(103)带动转轴(102)转动;
其特征在于:所述的测力机头(2)还包括横梁(202)、力值传感器(203)和壳体(204),横梁(202)和力值传感器(203)设置在壳体(204)内,横梁(202)水平转动连接在壳体(204)内,加载杆(201)贯穿壳体(204),加载杆(201)连接在横梁(202)上,力值传感器(203)连接在横梁(202)和壳体(204)之间, 所述的机头支架(3)包括水平移动机构(5)和升降机构(6),升降机构(6)固定连接在水平移动机构(5)下方,升降机构(6)固定连接在机座(1)上,水平移动机构(5)固定连接在测力机头(2)下方。
2.根据权利要求1所述的一种双自由度调节的高温摩擦磨损实验仪,其特征在于:所述的水平移动机构(5)包括滑块(501)、固定块(502)和丝杆(503),滑块(501)固定连接在测力机头(2)下方,固定块(502)固定连接在升降机构(6)上方,固定块(502)内设置有滑槽(504),滑块(501)设置在滑槽(504)内,丝杆(503)转动连接在固定块(502)上,丝杆(503)贯穿滑块(501)和滑槽(504),丝杆(503)通过螺纹与滑块(501)连接,丝杆(503)与横梁(202)设置的方向一致。
3.根据权利要求2所述的一种双自由度调节的高温摩擦磨损实验仪,其特征在于:所述的固定块(502)上设有位移刻度(505),位移刻度(505)设置在固定块(502)上表面,位移刻度(505)与横梁(202)设置的方向一致,所述的滑块(501)侧面固定有指针(509),指针(509)设置在位移刻度(505)上方。
4.根据权利要求2所述的一种双自由度调节的高温摩擦磨损实验仪,其特征在于:所述的丝杆(503)一端连接有圆盘把手(506),圆盘把手(506)上设有角度刻度(507),固定块(502)表面设有指示标记(508),指示标记(508)指向角度刻度(507)。
5.根据权利要求1所述的一种双自由度调节的高温摩擦磨损实验仪,其特征在于:所述的升降机构(6)为泰达牌防静电工作台,型号为ZT408MS60。
6.根据权利要求5所述的一种双自由度调节的高温摩擦磨损实验仪,其特征在于:还包括垫块(7),垫块(7)固定连接在机座(1)和升降机构(6)之间。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种双自由度调节的高温摩擦磨损实验仪的使用方法,其特征在于:
A.校准
将机座(1)水平放置在工作台面上,然后调节升降机构(6)使加载杆(201)与摩擦盘(104)接触,此时加载杆(201)高低方向的位置为零位;
B.安装
通过升降机构(6)升起加载杆(201),测量检测件(105)的厚度,再将检测件(105)夹装在摩擦盘(104)和加载杆(201)之间,此时加载杆(201)的向上的位移量为检测件(105)的厚度值;
C.实验
确定实验时的摩擦半径,通过水平移动机构(5)调节加载杆(201)和检测件(105)的相对位置,进行单次或多次实验。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200707 |
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