CN111707398B - 一种上摩擦副自动加载装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种上摩擦副自动加载装置，包括摩擦杆装置、自动变载装置、弹簧、螺母、空心螺管、力传感器、支撑板、侧臂装置和支撑架装置；所述摩擦杆装置包括实心螺杆、砝码盘、直柄延长杆、圆法兰直线轴承、刀柄和探针；所述自动变载装置包括丝杠、电机、砝码、支撑块和联轴器；所述电机输出轴通过联轴器为丝杠提供动力；所述支撑块内部为阶梯空腔，自上往下减小，每个阶梯装有与阶梯相配合的砝码；所述实心螺杆下端砝码盘穿过支撑块内部的阶梯空腔，所述阶梯空腔底部的砝码放置在砝码盘上，本发明利用弹簧消除摩擦杆自身重力的影响，同时利用阶梯空腔的自动变载装置实现真空环境下载荷的自动增减，减少了真空腔因变载荷抽真空的时间。

Description

一种上摩擦副自动加载装置

技术领域

本发明属于测量设备技术领域，具体涉及一种上摩擦副自动加载装置。

背景技术

目前测量摩擦力的装置，一般采用应变式传感器测量恒定载荷条件下的摩擦力的大小，但此过程中无法消除摩擦杆自身的重量，从而导致测量结果有误差，而且在真空环境中调节载荷大小的方式比较困难。针对目前的发展状况，为了研究真空变载荷条件下摩擦力的大小，本发明设计了一种上摩擦副自动加载装置，其特点是利用弹簧消除摩擦杆自身重力的影响，以及利用自动变载装置实现真空环境下载荷的自动增减，减少了真空腔因变载荷抽真空的时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种上摩擦副自动加载装置，以解决上述背景技术中提出的问题，本发明采取如下技术方案：

一种上摩擦副自动加载装置，包括摩擦杆装置、自动变载装置、弹簧、螺母、空心螺管、力传感器、支撑板、侧臂装置和支撑架装置；所述摩擦杆装置包括实心螺杆、砝码盘、直柄延长杆、圆法兰直线轴承、刀柄和探针；所述直柄延长杆穿过圆法兰直线轴承底部的中心孔，顶端与砝码盘连接，底端与刀柄连接；所述探针固定在刀柄上；所述砝码盘的上端与实心螺杆连接，另一端与直柄延长杆连接；

所述自动变载装置包括丝杠、电机、砝码、支撑块和联轴器；所述电机输出轴通过联轴器为丝杠提供动力；所述支撑块内部为阶梯空腔，自上往下减小，每个阶梯装有与阶梯相配合的砝码；所述实心螺杆下端砝码盘穿过支撑块内部的阶梯空腔，所述阶梯空腔底部的砝码放置在砝码盘上。

进一步地，所述空心螺管的顶部为带螺纹的空心螺杆轴，其底部为螺管底座；弹簧套在螺杆轴上，螺母固定在螺杆轴上并托住弹簧；空心螺管底部套入圆法兰直线轴承并通过螺管底座固定在支撑板上。

进一步地，所述支撑板包括安装孔、定位孔和固定孔，所述安装孔通过螺钉将支撑板固定在力传感器上；所述定位孔用于安装和定位摩擦杆装置；所述固定孔通过紧定螺钉与螺管底座固定相连。

进一步地，所述侧臂装置包括第一T型连接块、光杆、T型连接板、星型手柄螺丝、电子采集装置、第二T型连接块、防撞挡板、轴承、电子倍增器和第三T型连接块；所述轴承用于连接支撑架中间板与第一T型连接块；所述T型连接板包括螺丝安装孔和光杆安装孔，所述光杆安装孔用于固定光杆，所述螺丝安装孔用于安装星型手柄螺丝；所述电子采集装置用于固定静电计，并夹持在第二T型连接块上；所述防撞挡板包括护板和固定板，所述固定板通过紧定螺钉固定安装在支撑架中间板上，所述电子倍增器通过第三T型连接块固定安装在侧臂装置上。

进一步地，所述支撑架中间板底部设有两个孔，并通过螺栓与支撑架底座固定；所述支撑架中间板顶部设有两个孔，通过紧定螺钉将力传感器固定在上面；所述支撑架中间板两侧顶部设有轴承孔，用于固定安装轴承；所述支撑架中间板两侧中部设有内凹缺口，所述支撑架底座设有四个安装孔，将支撑架底座通过螺栓固定在试验台上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

提供一种摩擦力测力装置，利用弹簧消除摩擦杆自身重力的影响，同时利用阶梯空腔地自动变载装置实现真空环境下载荷的自动增减，减少了真空腔因变载荷抽真空的时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的一种上摩擦副自动加载装置的整体结构示意图；

图2是图1中摩擦杆装置1的结构示意图；

图3是图2中直柄延长杆13的具体零件示意图；

图4是图1中自动变载装置2的平剖示意图；

图5是图1中空心螺管5的具体零件示意图；

图6是图1中支撑板7的具体零件示意图；

图7是图1中侧臂装置8的结构示意图；

图8是图7中T型连接板82的具体零件示意图；

图9是图7中支撑架中间板91、支撑架底座92的结构示意图；

图10是图7中防撞挡板86的具体零件示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-摩擦杆装置，2-自动变载装置，3-弹簧，4-螺母，5-空心螺管，6-力传感器，7-支撑板，8-侧臂装置，9-支撑架装置，11-实心螺杆，12-砝码盘，13-直柄延长杆，14-圆法兰直线轴承，15-刀柄，16-探针，21-丝杠，22-电机，23-第一砝码，24-第二砝码，25-第三砝码，26-支撑块，27-联轴器，51-螺杆轴，52-螺管底座，71-安装孔，72-定位孔，73-固定孔，80-第一T型连接块，81-光杆，82-T型连接板，83-星型手柄螺丝，84-电子采集装置，85-第二T型连接块，86-防撞挡板，87-轴承，88-电子倍增器，821-螺丝安装孔，822-光杆安装孔，89-第三T型连接块，861-护板，862-固定板，91-支撑架中间板，92-支撑架底座，891-探头夹持孔，892-光杆安装孔。

具体的实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明的一种上摩擦副自动加载装置，其中图1是上摩擦副自动加载装置的整体结构示意图，其结构由摩擦杆装置1，自动变载装置2、弹簧3、螺母4、空心螺管5、力传感器6、支撑板7、侧臂装置8、支撑架装置9组成。转动螺母4，使螺母4向下运动，为保持弹簧3压缩量不变，此时砝码盘12带动直柄延长杆13向下运动，力传感器6示数保持初始值不变。当探针16恰好接触到试样时，继续转动螺母4，弹簧3伸长，弹簧3对支撑板7的作用力减小，力传感器6示数减小。在力变形曲线中找出零界点，从而确定螺母4的零界位置，即载荷为零，此过程利用弹簧调零。此后，通过自动变载装置2来改变载荷，即改变摩擦正压力，从而测出变载荷条件下的摩擦力大小。

如图2、图3所示，摩擦杆装置1整体结构由实心螺杆11、砝码盘12、直柄延长杆13、圆法兰直线轴承14、刀柄15、探针16组成。所述直柄延长杆13从圆法兰直线轴承14底部中心孔穿过，采用间隙配合，其顶端与砝码盘12采用过盈配合的方式固定连接，其底端与刀柄15通过螺纹连接。所述探针16固定在刀柄15上；所述砝码盘12的大圆盘底部中心孔与实心螺杆11采用螺纹连接，其上部与直柄延长杆13采用过盈配合。

如图4所示，自动变载装置2整体结构由丝杠21、电机22、第一砝码23、第二砝码24、第三砝码25、支撑块26和联轴器27组成。电机22输出轴通过联轴器27为丝杠21提供动力。所述支撑块26内部为阶梯空腔，每个阶梯安放有不同大小的砝码。当丝杠21带动支撑块26向上运动时，空腔内砝码与砝码盘12分离，实现减轻载荷的功能；当丝杠21带动支撑块26向下运动时，空腔内第一砝码23接触并落在砝码盘12上，随着支撑块26继续向下运动，第二、第三砝码逐渐堆叠在一起，实现增加载荷的功能。

如图5所示，空心螺管5的顶部为带螺纹的空心螺杆轴51，其底部为螺管底座52。弹簧3套在螺杆轴51上，螺母4固定在螺杆轴51上并托住弹簧3。空心螺管5底部套入圆法兰直线轴承14并通过螺管底座52固定在支撑板7上端面。

如图6所示，支撑板7结构包括安装孔71、定位孔72、固定孔73。其中安装孔71通过螺钉将支撑板7整体固定在力传感器6上；定位孔72用来安装定位摩擦杆装置1；固定孔73通过紧定螺钉与螺管底座52固定相连。支撑板7的作用是承受载重后发生弯曲变形，并将弯矩传递给力传感器6，从而测出载荷以及摩擦力的大小。

如图7所示，侧臂装置8的整体结构由第一T型连接块80、光杆81、T型连接板82、星型手柄螺丝83、电子采集装置84、第二T型连接块85、防撞挡板86、轴承87、电子倍增器88以及第三T型连接块89组成。轴承87用来连接支撑架中间板91与第一T型连接块80，并通过螺钉锁紧；T型连接板82结构包括螺丝安装孔821、光杆安装孔822。其中光杆安装孔822是用来连接固定光杆81；螺丝安装孔821用来安装星型手柄螺丝83，作用是调节光杆81连接的松紧程度。电子采集装置84用来固定静电计，并夹持在第二T型连接块85上，而第二T型连接块85可以通过与光杆81以及紧定螺钉来调节角度。如图10所示，防撞挡板86结构包括护板861、固定板862，其中护板861是为了防止侧臂装置8零件脱落碰撞试验台；固定板862通过紧定螺钉固定安装在支撑架中间板91上。电子倍增器88通过第三T型连接块89固定安装在侧臂装置8上。

如图9所示，支撑架中间板91底部设有两个孔，并通过螺栓与支撑架底座92固定相连；其顶部设有两个小孔，作用是通过紧定螺钉将力传感器6固定在上面；其两侧顶部设有轴承孔，用来固定安装轴承87；其两侧中部设有内凹缺口，作用是防止左右侧臂装置8在转动调节过程中产生相互干涉。支撑架底座92设有四个安装孔，作用是将支撑架底座92通过螺栓固定在试验台上。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (1)

1.一种上摩擦副自动加载装置，其特征在于，包括摩擦杆装置、自动变载装置、弹簧、螺母、空心螺管、力传感器、支撑板、侧臂装置和支撑架装置；所述摩擦杆装置包括实心螺杆、砝码盘、直柄延长杆、圆法兰直线轴承、刀柄和探针；所述实心螺杆下端依次连接砝码盘直柄延长杆、刀柄、探针，所述空心螺管底部通过螺母底座固定在支撑板上方，顶部设有螺纹与螺母连接，所述弹簧置于所述螺母与所述砝码盘底部之间，所述直柄延长杆穿过圆法兰直线轴承底部的中心孔，顶端与砝码盘连接，底端与刀柄连接；所述圆法兰直线轴承的下端固定在所述支撑板的下方，所述圆法兰直线轴承的上端套入所述空心螺管内，所述探针固定在刀柄上；所述砝码盘的上端与实心螺杆连接，另一端与直柄延长杆连接；

所述自动变载装置包括丝杠、电机、砝码、支撑块和联轴器；所述电机输出轴通过联轴器为丝杠提供动力；所述支撑块内部为阶梯空腔，自上往下减小，每个阶梯装有与阶梯相配合的砝码；所述砝码盘穿过支撑块内部的阶梯空腔，所述阶梯空腔底部的砝码放置在砝码盘上。

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