CN111947907A - 高温微动摩擦台架试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及微动摩擦技术领域，提供了一种高温微动摩擦台架试验装置，通过设置相配合的轴试样与轴套试样，以形成用于试验的摩擦副；通过设置加热炉，只需改变加热炉内的温度，就可使摩擦副处于不同的温度工况下进行试验；通过设置加载重物，只需改变加载重物的重量，就可使摩擦副处于不同的载荷工况下进行试验；通过设置驱动装置，以驱动摆动架绕第一转轴来回摆动，进而使摩擦副处于微动状态，以准确验证摩擦副在微动条件下的磨损情况。

Description

高温微动摩擦台架试验装置

技术领域

本发明涉及微动摩擦技术领域，尤其是一种高温微动摩擦台架试验装置。

背景技术

两个既直接接触而又产生相对摩擦运动的物体所构成的体系称为摩擦副。微动是相互接触表面发生的极小幅度的往复运动，通常都存在于近似“静止”的机械配合件之中，其位移幅度一般在微米量级。

在摩擦副中，由于微动引起的机械零部件接触表面的破坏，或引起的裂纹萌生、扩展与断裂，都可以导致整个运转系统失效，并且摩擦副的外部环境的温度越高，其使用寿命越小。因此，评价摩擦副在高温下的磨损情况，特别是微动状态下的磨损情况，是制造业及相关领域十分关注的课题。

而现有的评价摩擦副在高温下磨损情况的装置，如美国UMT-3高温摩擦磨损试验机、SRV-4微动摩擦磨损试验机、MM-200磨损试验机等。

虽然现有的试验装置的类型众多，但其试验温度均不超过800℃，摩擦副载荷不超过100MPa，因此，现有的试验装置无法对温度超过800℃，载荷超过100MPa的摩擦副的磨损情况进行试验。并且现有试验装置的试样尺寸均较小，试样的直径或宽度不超过10mm，试样的长度不超过30mm。当采用这种小尺寸试样模拟表面喷涂有涂层的摩擦副时，经常会由于试样表面涂层的质量不合格而造成其无法准确模拟摩擦副在高温、大载荷下的磨损情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高温微动摩擦台架试验装置，以准确验证摩擦副在微动条件下的磨损情况。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：高温微动摩擦台架试验装置，包括固定装置，通过水平设置的第一转轴与固定装置转动连接的摆动架，驱动摆动架绕第一转轴来回摆动的驱动装置；

所述摆动架的摆动底板上安装有加热炉，所述加热炉的底壁上设置有与其内腔连通的安装孔；所述安装孔内设置有与其相适配、且与摆动底板固定连接的承重座；所述承重座上安装有试样座；所述试样座上安装有与第一转轴同轴设置的轴试样；所述轴试样上套设有轴套试样，且轴套试样可相对于轴试样转动；

所述轴套试样的下方具有竖向设置的拉杆，所述拉杆的上端与轴套试样连接，所述拉杆的下端依次穿过承重座和摆动底板、并延伸至摆动底板的下方；所述承重座和摆动底板上均设置有供拉杆穿过的通孔，所述通孔为长度方向垂直于第一转轴轴线的长条形孔；所述拉杆的下端连接有加载重物。

进一步的，所述驱动装置包括电机、第二转轴、偏心轴和驱动臂；

所述第二转轴的端部安装有与其偏心设置的偏心轴；所述第二转轴平行于第一转轴设置、且转动安装在第一转轴的上方；所述电机与第二转轴传动连接，以驱动第二转轴绕自身轴线转动；

所述驱动臂与摆动架连接；所述驱动臂上具有上下设置的长条形槽；所述偏心轴位于该长条形槽内；所述偏心轴上具有圆环形的第一驱动面；所述长条形槽内具有位于第一驱动面的两侧、且与第一驱动面相接触的第二驱动面；两个第二驱动面平行设置。

进一步的，所述偏心轴上安装有与其同轴设置的第一轴承；所述第一轴承的外周面形成所述第一驱动面。

进一步的，所述长条形槽的两个侧壁上分别可拆卸地安装有驱动板；所述驱动板朝向偏心轴的侧面形成所述第二驱动面。

进一步的，所述试样座包括两个相对设置的立板；所述立板的下端与承重座的顶部固定连接；所述立板的上端可拆卸地安装有固定环；所述固定环具有圆形的内孔、且其内孔的直径与轴试样的外径相适配；两个固定环的内孔与第一转轴同轴设置。

进一步的，所述承重座包括从下向上依次设置、且通过螺栓相连接的第一固定板、第二调节板、第三固定板。

进一步的，所述第一固定板与摆动底板焊接连接，所述第三固定板与立板焊接连接。

进一步的，所述承重座还包括设置在第二调节板与第三固定板之间的至少一个云母垫；所述第三固定板的下表面的高度低于所述安装孔顶部的高度。

进一步的，所述拉杆的上端一体成型有安装环；所述轴套试样固定在所述安装环的内孔中。

进一步的，还包括与加热炉的外壁固定连接的热电偶；所述热电偶的测量端穿过加热炉的外壁、且伸至加热炉的内腔中；所述热电偶的测量端依次穿过安装环、轴套试样后与轴试样的外壁接触。

本发明的有益效果是：

1、通过设置相配合的轴试样与轴套试样，以形成用于试验的摩擦副；通过设置加热炉，只需改变加热炉内的温度，就可使摩擦副处于不同的温度工况下进行试验；通过设置加载重物，只需改变加载重物的重量，就可使摩擦副处于不同的载荷工况下进行试验；通过设置驱动装置，以驱动摆动架绕第一转轴来回摆动，这样就可使摩擦副处于微动状态，以准确验证摩擦副在微动条件下的磨损情况。

2、针对表面喷涂有涂层的摩擦副，采用本发明实施例的试验装置进行试验时，其试样尺寸与实际产品尺寸可以一致，这样就可保证试样表面涂层的质量，进而准确验证摩擦副在微动条件下的磨损情况。

3、本发明实施例的高温微动摩擦台架试验装置，可以验证摩擦副在温度为室温至1000℃，载荷在0至300MPa的不同工况状态下的微动磨损情况。尤其是对不便于观察和检测的高温工况情况、恶劣工况状态下的产品，通过本发明实施例的试验装置模拟其实际使用工况，可准确获得摩擦副真实有效的磨损情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面对实施例描述中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说，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是本发明实施例的高温微动摩擦台架试验装置的结构示意图；

图2是本发明实施例中加热炉安装至摆动底板上的结构示意图；

图3是本发明实施例中驱动装置的结构示意图；

图4是图3中A-A剖视图；

图5是本发明实施例中试样座、承重座与摆动底板连接后的结构示意图。

图中附图标记为：1-固定装置，2-第一转轴，3-摆动架，4-驱动装置，5-加热炉，6-承重座，7-试样座，8-轴试样，9-轴套试样，10-拉杆，11-通孔，12-加载重物，13-热电偶，31-摆动底板，32-摆动臂，41-电机，42-第二转轴，43-偏心轴，44-驱动臂，45-长条形槽，51-安装孔，52-炉体，53-炉盖，61-第一固定板，62-第二调节板，63-第三固定板，64-云母垫，71-立板，72-固定环，101-安装环，431-第一驱动面，432-第一轴承，451-第二驱动面，452-驱动板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

本发明实施例的高温微动摩擦台架试验装置，包括固定装置1，通过水平设置的第一转轴2与固定装置1转动连接的摆动架3，驱动摆动架3绕第一转轴2来回摆动的驱动装置4；

所述摆动架3的摆动底板31上安装有加热炉5，所述加热炉5的底壁上设置有与其内腔连通的安装孔51；所述安装孔51内设置有与其相适配、且与摆动底板31固定连接的承重座6；所述承重座6上安装有试样座7；所述试样座7上安装有与第一转轴2同轴设置的轴试样8；所述轴试样8上套设有轴套试样9，且轴套试样9可相对于轴试样8转动；

所述轴套试样9的下方具有竖向设置的拉杆10，所述拉杆10的上端与轴套试样9连接，所述拉杆10的下端依次穿过承重座6和摆动底板31、并延伸至摆动底板31的下方；所述承重座6和摆动底板31上均设置有供拉杆10穿过的通孔11，所述通孔11为长度方向垂直于第一转轴2轴线的长条形孔；所述拉杆10的下端连接有加载重物12。

如图1所示，所述固定装置1用于安装在基础上，并对摆动架3进行支撑。所述固定装置1可以为由型钢焊接而成的框架结构，也可以为由碳钢、不锈钢等金属材料制成的方箱，当然还可以为其它结构，在此不做具体的限定。

如图2所示，所述摆动架3包括摆动底板31，设置在摆动底板31上方的两个摆动臂32。两个摆动臂32相对设置，且每个摆动臂32的下端与摆动底板31的端部焊接连接。为了提高摆动底板31的强度和刚度，优选的，所述摆动底板31的下表面焊接有至少两个加强筋板。所述摆动臂32可以由一个竖向设置的钢板或型钢制成，也可以由两个或两个以上竖向设置、且焊接在一起的钢板或型钢制成。

如图1、图2所示，每个摆动臂32的上端通过第一转轴2与固定装置1转动连接，两个第一转轴2同轴设置，这样不仅实现了摆动架3与固定装置1的连接，而且可使摆动架3绕第一转轴2来回摆动。作为一种实施方式，所述固定装置1包括设置在摆动架3左右两侧的方箱；所述第一转轴2的一端通过第一轴承座与方箱转动连接，以使第一转轴2可在第一轴承座内绕自身轴线转动；所述第一转轴2的另一端插入摆动臂32上的孔中、并通过焊接的方式与摆动臂32固定连接。如图1所示，所述驱动装置4与摆动架3传动连接，进而驱动摆动架3绕第一转轴2来回摆动。

所述加热炉5用于对摩擦副进行加热；优选的，所述加热炉5上设置有温度控制装置和温度显示装置；通过温度控制装置以控制加热炉5内的温度，通过温度显示装置以实时显示加热炉5内的温度。如图1、图2所示，所述加热炉5包括炉体52和炉盖53，所述炉体52为顶部开口结构，所述炉盖53用于盖合在炉体52的顶部。当将炉盖53盖合在炉体52的顶部后，它们之间形成一个加热腔室，用于对设置在其内的摩擦副进行加热。如图2所示，所述炉体52外表面的下端具有向外突出的凸台，所述炉体52放置在摆动底板31的上表面上，若干个螺栓沿炉体52的圆周均布设置，且每个螺栓向下穿过炉体52的凸台上的螺栓孔、并与摆动底板31上的螺纹孔螺纹连接，进而将炉体52安装在摆动底板31上。当然，所述炉体52还可以通过其他连接结构与摆动底板31连接，在此不做具体的限定。

所述炉体52的炉壁包括从内向外依次设置的耐火层和保护层，所述耐火层由耐火材料制成，其上设置有用于加热的电加热元件；所述保护层由碳钢或不锈钢等板材制成。所述耐火材料指的是耐火度不低于1580℃的无机非金属材料，其包括但不仅限于硅砖、刚玉、陶瓷等。

虽然耐火材料具有较好的耐火性，但是其具有较差的承压性。本发明中，若将承重座6安装在加热炉5内腔的底部，则承重座6上的载荷会直接传递到加热炉5底部的炉壁上，当承重座6上的载荷超过加热炉5底部的炉壁所能承受的最大载荷时，不仅会造成加热炉5底部的炉壁损坏，而且还会造成承重座6的安装位置发生变化，进而引起由轴试样8与轴套试样9构成的摩擦副的位置发生变化，影响试验结果的准确性。

为了防止损坏加热炉3，保证试验结果的准确性，作为优选的实施方式，如图1、图2所示，所述加热炉5的底壁上设置有与其内腔连通的安装孔51，所述安装孔51内设置有与其相适配、且与摆动底板31固定连接的承重座6。这样就可使承重座6上的载荷直接传递至摆动底座31上，以防止加热炉3的炉壁承受较大的载荷而损坏。所述安装孔51与承重座6相适配指的是，安装孔51的横截面形状和尺寸与承重座6的横截面形状和尺寸相适配，这样就可尽量减小安装孔51与承重座6之间的安装间隙，提高加热炉5内腔的保温性能。优选的，所述承重座6顶部的高度高于安装孔51顶部的高度。

如图1所示，所述承重座6上安装有支撑试样的试样座7，所述试样座7上安装有与第一转轴2同轴设置的轴试样8；当摆动架3绕第一转轴2来回摆动时，所述轴试样8绕自身的轴线摆动。所述轴试样8上套设有轴套试样9，且轴套试样9可相对于轴试样8转动；这样，就由轴试样8与轴套试样9构成用于微动摩擦试验的摩擦副。

如图1所示，所述轴套试样9的下方具有竖向设置的拉杆10，所述承重座6和摆动底板31上均设置有供拉杆10穿过的通孔11。所述拉杆10的上端与轴套试样9连接，拉杆10的下端依次穿过承重座6和摆动底板31上的通孔11、并延伸至摆动底板31的下方。所述通孔11为长度方向垂直于第一转轴2轴线的长条形孔；所述通孔11在长度方向上的长度应根据摆动架3的摆动幅度而设置，以保证摆动架3在摆动的过程中，拉杆10与摆动底板31和承重座6不发生干涉。拉杆10的下端连接有加载重物12；试验时，只要调整加载重物12的重量，就可使摩擦副处于不同的载荷工况下进行试验。

下面结合图1对本发明实施例的高温微动摩擦台架试验装置的试验原理进行说明：如图1所示，打开炉盖53，安装轴试样8和轴套试样9，保证轴试样8与第一转轴2同轴，然后将炉盖53盖在炉体52的顶部；根据试验温度对加热炉5进行设置，启动加热炉5加热，加热到试验温度后保温一定时间，以保证由轴试样8和轴套试样9构成的摩擦副处于设定的试验温度下；然后将计算好重量的加载重物12挂在拉杆10的下端，以对摩擦副施加载荷；然后启动驱动装置4，驱动摆动架3绕第一转轴2来回摆动，进而带动轴试样8绕自身轴线来回摆动，这样就使由轴试样8与轴套试样9构成的摩擦副在设定的温度、设定的载荷下进行微动摩擦试验。

本发明实施例的高温微动摩擦台架试验装置，通过设置相配合的轴试样8与轴套试样9，以形成用于试验的摩擦副；通过设置加热炉5，只需改变加热炉5内的温度，就可使摩擦副处于不同的温度工况下进行试验；通过设置加载重物12，只需改变加载重物12的重量，就可使摩擦副处于不同的载荷工况下进行试验；通过设置驱动装置4，以驱动摆动架3绕第一转轴2来回摆动，进而使摩擦副处于微动摩擦状态，以准确验证摩擦副在微动条件下的磨损情况，进而科学有效的为产品研发、材料选择及其功能开发提供科学的试验依据。

针对表面喷涂有涂层的摩擦副，采用本发明实施例的试验装置进行试验时，其试样尺寸与实际产品尺寸可以一致，这样就可保证试样表面涂层的质量，进而准确验证摩擦副在微动条件下的磨损情况。当然，本发明实施例的高温微动摩擦台架试验装置，可以验证摩擦副在温度为室温至1000℃，载荷在0至300MPa的不同工况状态下的微动磨损情况。尤其是对不便于观察和检测的高温工况情况、恶劣工况状态下的产品，通过本发明实施例的试验装置模拟其实际使用工况，可准确获得摩擦副真实有效的磨损情况。

所述驱动装置4的作用是驱动摆动架3绕第一转轴2来回摆动。作为一种实施方式，所述驱动装置4可以包括气缸或液压缸，通过气缸或液压缸的直线往复运动来驱动摆动架3绕第一转轴2来回摆动。作为另一种实施方式，所述驱动装置4可以包括电机和曲柄滑块机构，通过电机驱动曲柄滑块机构中的连杆转动，进而带动滑块沿直线往复运动，通过滑块带动摆动架3绕第一转轴2来回摆动。

作为优选的实施方式，如图1、图3、图4所示，所述驱动装置4包括电机41、第二转轴42、偏心轴43和驱动臂44；

所述第二转轴42的端部安装有与其偏心设置的偏心轴43；所述第二转轴42平行于第一转轴2设置、且转动安装在第一转轴2的上方；所述电机41与第二转轴42传动连接，以驱动第二转轴42绕自身轴线转动；

所述驱动臂44与摆动架3连接；所述驱动臂44上具有上下设置的长条形槽45；所述偏心轴43位于该长条形槽45内；所述偏心轴43上具有圆环形的第一驱动面431；所述长条形槽45内具有位于第一驱动面431的两侧、且与第一驱动面431相接触的第二驱动面451；两个第二驱动面451平行设置。

如图3所示，所述第二转轴42平行于第一转轴2设置、并转动安装在第一转轴2的上方。优选的，所述第二转轴42的轴线位于第一转轴2的轴线的正上方，且第二转轴42通过第二轴承座与第二安装座连接，以使第二转轴42在第二轴承座内可绕自身轴线转动，所述第二安装座与方箱固定连接。所述偏心轴43的轴线平行于第二转轴42的轴线，且偏心轴43设置在第二转轴42的端部。所述偏心轴43可以通过焊接的方式与第二转轴42连接，优选的，偏心轴43与第二转轴42为一体成型结构。所述第二转轴42距第一转轴2之间的距离，以及偏心轴43与第二转轴42之间的偏心距应根据摩擦副的微动状态下的位移幅度而设置。例如，作为一种实施方式，所述第二转轴42的轴线与第一转轴2的轴线之间的距离为295mm，偏心轴43与第二转轴42之间的偏心距为1mm。

所述电机42与第二转轴42传动连接，以驱动第二转轴42绕自身轴线转动，进而通过第二转轴42带动偏心轴43绕第二转轴42的轴线转动。

如图3所示，所述驱动臂44设置在摆动架3的上方、且与摆动架3固定连接，它们之间的连接方式可以为焊接、可拆卸连接或一体成型。所述驱动臂上具有上下设置的长条形槽45，所述偏心轴43位于该长条形槽45内；且偏心轴43上具有一个圆环形的第一驱动面431，长条形槽45内具有位于该第一驱动面431的两侧、且与第一驱动面431相接触的第二驱动面451。

作为优选的实施方式，如图3所示，所述第二转轴42的数量为两个，两个第二转轴42同轴设置、且分别与偏心轴43的两端连接。每个第二转轴42通过第二轴承座与第二安装座连接，以使第二转轴42在第二轴承座内可绕自身轴线转动。所述电机41安装在方箱上，所述电机41与第二转轴42之间的传动方式可以是链传动、齿轮传动、带传动或直联传动等。优选的，所述电机41的输出轴与第二转轴42同轴设置、并通过联轴器与第二转轴42连接。所述电机41优选为变频电机，这样就可以根据试验要求调节试验周期，以加速完成摩擦副的磨损数据，获得产品的失效周期。

所述第一驱动面431可以是偏心轴43的外表面。作为优选的实施方式，如图3、图4所示，所述偏心轴43上安装有与其同轴设置的第一轴承432；所述第一轴承432的外周面形成所述第一驱动面431。所述第一轴承432安装在偏心轴43上，以使第一轴承432的外圈可绕偏心轴43的轴线转动。通过在偏心轴43上设置第一轴承432，以降低驱动装置4中的摩擦阻力。

所述第二驱动面451可以是长条形槽45的两个侧面。作为优选的实施方式，如图3、图4所示，所述长条形槽45的两个侧壁上分别可拆卸地安装有驱动板452；所述驱动板452朝向偏心轴43的侧面形成所述第二驱动面451。当第二驱动面451由于磨损而无法满足试验要求时，只需更换驱动板452即可，降低了试验装置的维修费用。所述驱动板451通过螺钉等紧固件安装在长条形槽45的侧壁上。所述驱动板452与驱动臂44可以采用相同的材料制作，也可以采用不同的材料制作。作为优选的实施方式，所述驱动板452的强度和刚度高于所述驱动臂44的强度和刚度，这样可以在节约制造成本的前提下，有效提高驱动装置4的使用寿命。

下面结合图4对上述驱动装置4的工作原理进行说明。以图4中偏心轴43所处的位置为起始点，此时，偏心轴43处于长条形槽45内的最高位置；启动电机41，电机41驱动第二转轴42绕自身轴线顺时针转动，第二转轴42带动偏心轴43绕第二转轴42的轴线顺时针转动，以偏心轴43顺时针转动一圈为例进行说明：

1、偏心轴43顺时针转动90°：偏心轴43的第一驱动面431对右侧的第二驱动面451施加向右的作用力，偏心轴43向右移动，同时在长条形槽45内向下移动，使驱动臂44绕第一转轴2的轴线向右摆动，进而使摆动底板31绕第一转轴2的轴线向左摆动；

2、偏心轴43继续顺时针转动90°：偏心轴43的第一驱动面431对左侧的第二驱动面451施加向左的作用力，偏心轴43向左移动，同时在长条形槽45内向下移动，使驱动臂44绕第一转轴2的轴线向左摆动，进而使摆动底板31绕第一转轴2的轴线向右摆动；

3、偏心轴43继续顺时针转动90°：偏心轴43的第一驱动面431对左侧的第二驱动面451施加向左的作用力，偏心轴43向左移动，同时在长条形槽45内向上移动，使驱动臂44绕第一转轴2的轴线向左摆动，进而使摆动底板31绕第一转轴2的轴线向右摆动；

4、偏心轴43继续顺时针转动90°：偏心轴43的第一驱动面431对右侧的第二驱动面451施加向右的作用力，偏心轴43向右移动，同时在长条形槽45内向上移动，使驱动臂44绕第一转轴2的轴线向右摆动，进而使摆动底板31绕第一转轴2的轴线向左摆动。

所述试样座7用于安装轴试样9，且试样座7的材料应满足高温要求，以保证在试验温度下的稳定性。作为一种实施方式，所述试样座7可以包括两个相对设置的安装板，安装板的下端与承重座6固定连接，安装板的上端具有与第一转轴2同轴设置的圆孔，圆孔的尺寸与轴试样8的尺寸相适配。轴试样8插入两个圆孔中，以安装在试样座7上，轴套试样9设置在两个安装板之间的间隙中、且套在轴试样8上。但是这种试样座7仅适用于同一个尺寸的轴试样8的磨损试验，其适用范围较小。

为了能对不同尺寸的轴试样8进行试验，提高试样座7的适用范围。作为优选的实施方式，所述试样座7包括两个相对设置的立板71；所述立板71的下端与承重座6的顶部固定连接；所述立板71的上端可拆卸地安装有固定环72；所述固定环72具有圆形的内孔、且其内孔的直径与轴试样8的外径相适配；两个固定环72的内孔与第一转轴2同轴设置。

如图5所示，所述试样座7包括立板71和固定环72；两个立板71相对设置、且其下端与承重座6的顶部焊接连接，每个立板71的上端安装有固定环72。所述固定环72的底部支撑在立板71的顶部，且固定环72上具有向下延伸至立板71一侧的延伸部，螺栓穿过延伸部上的螺栓孔后拧入立板71上的螺纹孔中，以实现固定环72与立板71之间的连接。每个固定环72上具有圆形的内孔、且其内孔的直径与轴试样8的外径相适配，并且两个固定环72的内孔与第一转轴2同轴设置。

本发明实施例的试样座7，通过设置固定环72，当固定环72出现磨损而无法满足试验要求时，只需更换固定环72即可，降低了试验装置的维修费用。当需要对不同尺寸的轴试样8进行试验时，只需更换不同内孔尺寸的固定环72就可。所述固定环72与立板71可以采用相同的材料制作，也可以采用不同的材料制作。作为优选的实施方式，所述固定环72的强度和刚度高于所述立板71的强度和刚度，这样可以在节约制造成本的前提下，有效提高试样座7的使用寿命。

所述轴试样8包括呈圆柱形的本体，以及固定在本体一端的第一限位部，固定在本体另一端的第二限位部；所述第一限位部与本体为一体成型结构，第二限位部通过螺栓等紧固件与本体可拆卸地连接。轴试样8的安装过程如下：如图5所示，首先将第二限位部从本体上拆下，并将轴套试样9放置在两个固定环72之间，将轴试样8的本体从左向右依次穿过左侧的固定环72的内孔、轴套试样9的内孔、右侧的固定环72的内孔，然后将第二限位部通过螺栓等紧固件安装在轴试样8本体的端部；通过第一限位部和第二限位部对本体的两端进行限位，防止轴试样8沿其轴向移动。

所述承重座6的材料应满足高温要求，以保证在试验温度下的稳定性。所述承重座6可以由一块钢板构成。优选的，所述承重座6包括从下向上依次设置、且通过螺栓相连接的第一固定板61、第二调节板62、第三固定板63。为了提高承重座6的耐热性，优选的，所述承重座6还包括设置在第二调节板62与第三固定板63之间的至少一个云母垫64；所述第三固定板63的下表面的高度低于所述安装孔51顶部的高度。

所述第一固定板61、第二调节板62、第三固定板63、云母垫64的横截面形状和尺寸均与所述安装孔51的横截面形状和尺寸相适配，且第一固定板61、第二调节板62、第三固定板63、云母垫64上均设置有供拉杆10穿过的孔，这些孔构成供拉杆10穿过承重座6的通孔11。如图5所示，所述第一固定板61与摆动底板31焊接连接，所述第三固定板63与立板71焊接连接。所述第二调节板62设置在第一固定板61与第三固定板63之间，所述云母垫64设置在第二调节板62与第三固定板63之间；通过设置第二调节板62和云母垫64，用于调节承重座6的厚度，进而达到调节轴试样8的安装高度的目的。若干个螺栓沿承重座6的周向设置，且每个螺栓从上向下依次穿过第三固定板63、云母垫64、第二调节板62、第一固定板61后，再与摆动底板31上的螺纹孔螺纹连接。

轴试样8安装后，若轴试样8与第一转轴2非同轴，则根据轴试样8的轴线与第一转轴2的轴线之间的偏差，可以直接选择合适厚度的第二调节板62进行安装，进而保证轴试样8与第一转轴2同轴；也可以先选择合适厚度的第二调节板64进行初步调节，然后再通过云母垫64进行精确调节，进而保证轴试样8与第一转轴2同轴。由于所述云母垫64具有良好的机械强度和耐热性，因此，设置云母垫64可以提高承重座6的耐热性。

所述拉杆10的上端可以通过卡箍结构与轴套试样9连接，也可以通过螺栓等紧固件与轴套试样9连接。作为优选的实施方式，所述拉杆10的上端一体成型有安装环101；所述轴套试样9固定在所述安装环101的内孔中。如图5所示，所述安装环101的内孔形状和尺寸与轴套试样9的外周面的形状和尺寸相适配，轴套试样9安装在安装环101的内孔中，还可以通过焊接或螺栓连接的方式实现安装环101与轴套试样9的连接。

所述加热炉5上设置有温度控制装置和温度显示装置，用于监测加热炉5内腔中的温度。由于加热炉5内腔的体积较小，例如本发明实施例中，所述加热炉5的内腔的形状为正方体形，其尺寸为300×300×300mm；因此，当加热炉5内的温度达到试验温度后，在保温一定时间后，摩擦副的温度也就可以达到试验温度。

为了精确测量摩擦副的试验温度，作为优选的实施方式，还包括与加热炉5的外壁固定连接的热电偶13；所述热电偶13的测量端穿过加热炉5的外壁、且伸至加热炉5的内腔中；所述热电偶13的测量端依次穿过安装环101、轴套试样9后与轴试样8的外壁接触。

所述热电偶13是温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换为热电动势信号，通过电气仪表转换成被测介质的温度。

本发明实施例中的热电偶13为接触式热电偶，其一端为测量端，另一端为接线端。如图1所示，所述热电偶13通过卡套螺纹与炉盖53固定连接，热电偶13的接线端位于加热炉5的外部，热电偶13的测量端从上向下穿过炉盖53的壁后伸入加热炉5的内腔中，热电偶13的测量端继续向下穿过安装环101、轴套试样9后与轴试样8的外壁接触，所述安装环101和轴套试样9上设置有供热电偶13的测量端穿过的孔。通过将热电偶13的测量端直接与轴试样8的外壁接触，这样可保证检测到的温度真实反应摩擦副的实际温度。由于本发明的试验装置是用于验证摩擦副在微动状态下的磨损情况，因此，虽然在摆动架3摆动的过程中，热电偶13会随着加热炉5摆动，但是由于热电偶13的摆动而造成热电偶13测量端的位移较小，且热电偶测量端的位移仍然在热电偶13的安装误差范围之内，因此热电偶13的摆动并不影响其对摩擦副的实际温度的测量。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.高温微动摩擦台架试验装置，其特征在于，包括固定装置(1)，通过水平设置的第一转轴(2)与固定装置(1)转动连接的摆动架(3)，驱动摆动架(3)绕第一转轴(2)来回摆动的驱动装置(4)；

所述摆动架(3)的摆动底板(31)上安装有加热炉(5)，所述加热炉(5)的底壁上设置有与其内腔连通的安装孔(51)；所述安装孔(51)内设置有与其相适配、且与摆动底板(31)固定连接的承重座(6)；所述承重座(6)上安装有试样座(7)；所述试样座(7)上安装有与第一转轴(2)同轴设置的轴试样(8)；所述轴试样(8)上套设有轴套试样(9)，且轴套试样(9)可相对于轴试样(8)转动；

所述轴套试样(9)的下方具有竖向设置的拉杆(10)，所述拉杆(10)的上端与轴套试样(9)连接，所述拉杆(10)的下端依次穿过承重座(6)和摆动底板(31)、并延伸至摆动底板(31)的下方；所述承重座(6)和摆动底板(31)上均设置有供拉杆(10)穿过的通孔(11)，所述通孔(11)为长度方向垂直于第一转轴(2)轴线的长条形孔；所述拉杆(10)的下端连接有加载重物(12)。

2.根据权利要求1所述的高温微动摩擦台架试验装置，其特征在于，所述驱动装置(4)包括电机(41)、第二转轴(42)、偏心轴(43)和驱动臂(44)；

所述第二转轴(42)的端部安装有与其偏心设置的偏心轴(43)；所述第二转轴(42)平行于第一转轴(2)设置、且转动安装在第一转轴(2)的上方；所述电机(41)与第二转轴(42)传动连接，以驱动第二转轴(42)绕自身轴线转动；

所述驱动臂(44)与摆动架(3)连接；所述驱动臂(44)上具有上下设置的长条形槽(45)；所述偏心轴(43)位于该长条形槽(45)内；所述偏心轴(43)上具有圆环形的第一驱动面(431)；所述长条形槽(45)内具有位于第一驱动面(431)的两侧、且与第一驱动面(431)相接触的第二驱动面(451)；两个第二驱动面(451)平行设置。

3.根据权利要求2所述的高温微动摩擦台架试验装置，其特征在于，所述偏心轴(43)上安装有与其同轴设置的第一轴承(432)；所述第一轴承(432)的外周面形成所述第一驱动面(431)。

4.根据权利要求2所述的高温微动摩擦台架试验装置，其特征在于，所述长条形槽(45)的两个侧壁上分别可拆卸地安装有驱动板(452)；所述驱动板(452)朝向偏心轴(43)的侧面形成所述第二驱动面(451)。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的高温微动摩擦台架试验装置，其特征在于，所述试样座(7)包括两个相对设置的立板(71)；所述立板(71)的下端与承重座(6)的顶部固定连接；所述立板(71)的上端可拆卸地安装有固定环(72)；所述固定环(72)具有圆形的内孔、且其内孔的直径与轴试样(8)的外径相适配；两个固定环(72)的内孔与第一转轴(2)同轴设置。

6.根据权利要求5所述的高温微动摩擦台架试验装置，其特征在于，所述承重座(6)包括从下向上依次设置、且通过螺栓相连接的第一固定板(61)、第二调节板(62)、第三固定板(63)。

7.根据权利要求6所述的高温微动摩擦台架试验装置，其特征在于，所述第一固定板(61)与摆动底板(31)焊接连接，所述第三固定板(63)与立板(71)焊接连接。

8.根据权利要求5所述的高温微动摩擦台架试验装置，其特征在于，所述承重座(6)还包括设置在第二调节板(62)与第三固定板(63)之间的至少一个云母垫(64)；所述第三固定板(63)的下表面的高度低于所述安装孔(51)顶部的高度。

9.根据权利要求1所述的高温微动摩擦台架试验装置，其特征在于，所述拉杆(10)的上端一体成型有安装环(101)；所述轴套试样(9)固定在所述安装环(101)的内孔中。

10.根据权利要求9所述的高温微动摩擦台架试验装置，其特征在于，还包括与加热炉(5)的外壁固定连接的热电偶(13)；所述热电偶(13)的测量端穿过加热炉(5)的外壁、且伸至加热炉(5)的内腔中；所述热电偶(13)的测量端依次穿过安装环(101)、轴套试样(9)后与轴试样(8)的外壁接触。

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