CN112781876A - 基于长圆柱销实现砝码加载的轴承摩擦磨损试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于长圆柱销实现砝码加载的轴承摩擦磨损试验装置，包括真空系统和加载系统，所述真空系统提供摩擦磨损试验所需的真空环境和放置试验样品的平台，所述加载系统提供摩擦磨损试验所需的加载平台；所述加载系统包括加载机构和升降机构；所述真空系统包括真空罐、摩擦磨损机构、抽气装置、承载组件和加载组件；抽气装置通过抽气管连接真空罐，磨损磨损装置设置在真空罐下方，加载组件设置在真空罐上方，加载机构的下表面压在加载组件上，试验样品连接在承载组件伸入真空罐内部的部分。本发明提供的真空系统和加载系统可进行模拟太空真空环境下对轴承的摩擦磨损试验，具有较高的应用价值。

Description

基于长圆柱销实现砝码加载的轴承摩擦磨损试验装置

技术领域

本发明涉及轴承摩擦磨损试验领域，更具体的说，尤其涉及一种基于长圆柱销实现砝码加载的轴承摩擦磨损试验装置。

背景技术

随着航空航天技术的发展，越来越多的航空设备都运行于高真空环境下(真空度10-5Pa～10-7Pa量级)，真空环境工况会带来特殊的摩擦学问题。例如，真空中缺乏氧和其它大气反应物，金属表面的氧化膜在摩擦过程中很快就被消耗去除，并且难以形成新的氧化膜，因此，摩擦表面很快处于“裸露”状态，新鲜金属表面间直接接触而发生严重的粘着；没有气体的扩散对流来及时带走摩擦热量，摩擦表面的温度将迅速升高，从而改变摩擦材料的物理性能和化学稳定性；液体润滑剂分子在真空中会以很大的速度挥发，造成润滑剂的迅速流失而使润滑失效。要解决真空环境中的润滑难题，开发各种新型润滑材料，必须进行大量的摩擦学实验。

轴承是航空机械设备中一种重要零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。轴承的工作寿命是在轴承在损坏之前可达到的实际寿命，轴承在实际工作中的损坏通常并非由疲劳所致，而是由磨损、腐蚀、密封损坏等原因造成。要确定轴承在航空设备中的工作寿命，轴承的真空摩擦磨损试验十分重要。

相比于轴承在实际工况下的摩擦磨损实验而言，实验室模拟试验的环境和工况因素相对容易控制，试验条件变化范围宽，试验成本比较低，可在短时间内获得比较系统的数据。因此，在摩擦学研究中，实验室模拟试验得到了广泛的应用，相应的试验测试设备和技术的开发显得非常重要。

真空摩擦磨损试验设备是进行真空环境工况中摩擦学设计及润滑材料选择的基本工具。由于真空摩擦磨损试验设备涉及到真空获得、动密封、实时信号采集等难度较大的关键技术，目前国内外用于真空环境下设备的摩擦磨损特性研究的定型产品还非常匮乏。

国内早期真空摩擦磨损试验设备的主要问题是设备所能提供的真空度太低，不能真实模拟航天器等所工作的宇航高真空环境，此外，设备虽配备了数据采集系统和相应的软件，但因当时技术水平所限，设备的操作维护相对复杂，稳定性也有待提高。而国外真空摩擦磨损试验设备的精度和安全性较高，操作也较方便，例如瑞士CSM公司生产的EA型号的真空摩擦磨损试验设备可提供高达10-7pa的真空环境，并且测试过程中摩擦力和磨损率可通过传感器及配套软件自动精确测量和计算。但该类设备目前的市场价格较高，采购和售后服务等都不太方便。此外，目前常规用于轴承的摩擦磨损试验装置只适用于常温常压环境，无法满足研究要求，因此需要设计出相应的真空摩擦磨损试验设备来研究轴承在真空使用条件下的摩擦磨损性能。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提出了一种基于长圆柱销实现砝码加载的轴承摩擦磨损试验装置，通过本发明能够进行模拟真空环境下轴承的摩擦磨损试验，具有较高的应用价值。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种基于长圆柱销实现砝码加载的轴承摩擦磨损试验装置，包括真空系统和加载系统，所述真空系统提供摩擦磨损试验所需的真空环境和放置试验样品的平台，所述加载系统提供摩擦磨损试验所需的加载平台；

所述加载系统包括加载机构和升降机构；所述升降机构包括升降机架、中间连接板、拉力机、传动杆支座和升降板，所述拉力机固定在所述升降机架顶部，升降板设置在拉力机下方，拉力机的传动杆通过传动杆支座连接升降板，拉力机工作时通过传动杆驱动升降板的升降；所述中间连接板水平固定在升降板下方的升降机架上，升降机构的中间连接板上设置有一个中心通孔和三个承载组件安装孔，摩擦磨损机构设置在中间连接板下方，真空罐固定安装在中间连接板的上表面上；

所述加载机构包括承载盘、砝码防护外壳、导杆、导杆支座、加载砝码和长圆柱销，所述导杆设置有三根，导杆支座设置有三个且三个导杆支座均固定在在升降机构的升降板上，三根导杆均竖直设置，三根导杆围绕所述承载盘的中心均匀分布，三根导杆的下端固定在承载盘上，承载盘的下表面放置在承载组件的加载端上，三个导杆的上端穿过三个导杆支座；多个加载砝码依次套装在三根导杆上，砝码防护外壳套装在导杆和加载砝码外侧，砝码防护外壳的上端与三个导杆支座固定连接，砝码防护外壳的侧面设置有与加载砝码数量一致且位置一一对应的通孔，长圆柱销穿过砝码防护外壳上的通孔并将加载砝码依次固定在砝码防护外壳上；所述导杆在相邻两块加载砝码之间开设有通孔，圆柱销穿过导杆上的通孔将上下的加载砝码分隔开；

所述真空系统包括真空罐、摩擦磨损机构、抽气装置、承载组件和加载组件；

所述真空罐包括真空罐体，真空罐体上设置有加载端口、承载端口、观察窗、电连接输入端口、电连接输出端口、抽气端口和底部通孔，所述真空罐体的顶部罐盖上绕其中心均匀开设有三个加载端口，真空罐体的底部中心设置有底部通孔，真空罐体的底部绕其中心均匀开设有三个承载端口，观察窗设置在真空罐体的侧面，观察窗用于观察摩擦磨损实验时真空罐内实际情况；电连接输入端口设置在真空罐体的侧面，电连接输入端口用于连接外部设备的输入电缆；所述电连接输出端口设置在真空罐体的侧面，电连接输出端口用于连接外部设备的输出电缆；所述抽气端口设置在真空罐体的侧面，抽气端口通过抽气管连接抽气装置，抽气装置抽取所述真空罐内的气体并达到摩擦磨损试验所需的真空条件；

所述摩擦磨损机构包括旋转实验平台、转接台、轴承组、第一磁流体密封轴、第一联轴器、扭矩传感器、第二联轴器、减速器、伺服电机、减速器支架、扭矩传感器支架和驱动底板，所述旋转实验平台固定在转接台上，旋转实验平台的上表面与加载组件的底部接触，旋转实验平台的下表面上设置有一圈环形的摩擦区域，旋转实验平台的摩擦区域与试验样品的上表面直接接触；所述转接台的底面上设置有底部安装孔，转接台通过底部安装孔连接第一磁流体密封轴的输出轴上端，转接台能够跟随第一磁流体密封轴的输出轴做轴向运动，所述第一磁流体密封轴的轴套上端通过法兰固定在真空罐的底部通孔外围，第一磁流体密封轴的轴套外侧固定在中间连接板的中心通孔上；所述第一磁流体密封轴的输出轴下端依次连接第一联轴器、扭矩传感器、第二联轴器和减速器，所述减速器的输入端连接伺服电机；所述第一磁流体密封轴的上端设置在固定在真空罐底部的中心部位，第一磁流体密封轴的上表面覆盖真空罐的底部通孔；所述伺服电机固定在减速器上，减速器通过减速器支架固定在驱动底板上，所述扭矩传感器通过扭矩传感器支架固定在驱动底板上，所述驱动底板固定在升降机构的升降机架上；

所述加载组件设置有三个，三个加载组件安装在三个加载端口上；所述加载组件包括第二磁流体密封轴、防护外壳和封盖，第二磁流体密封轴的外壳固定在所述真空罐的加载端口上，第二磁流体密封轴的输出轴上端与承载盘的底部接触，第二磁流体密封轴的输出轴下端穿过加载端口后接触旋转试验平台的上表面；第二磁流体密封轴的下端与加载端口密封连接；所述防护外壳呈管状，防护外壳套装在第二磁流体密封轴外侧，防护外壳的下表面固定在真空罐体的顶部罐盖上，防护外壳的顶部设置有可开闭的封盖；

所述承载组件设置有三个，所述承载组件包括承载外壳、力传感器、第三磁流体密封轴、试件盒和连接轴，三个承载组件的承载外壳固定在中间连接板的三个承载组件安装孔内，所述第三磁流体密封轴的上端壳体固定在真空罐的下底面的承载端口周围，所述第三磁流体密封轴设置在承载外壳内部，第三磁流体密封轴的下端输出轴和承载外壳之间设置有力传感器，第三磁流体密封轴的的上端穿过承载端口后连接试件盒，试验样品通过连接轴固定在试件盒内且试验样品的试验区域为与旋转实验平台相接触的上表面；

所述第一磁流体密封轴、第二磁流体密封轴和第三磁流体密封轴的输出轴均能在第一磁流体密封轴、第二磁流体密封轴和第三磁流体密封轴的外壳内部轴向窜动。

进一步的，所述加载砝码呈圆盘状。

进一步的，所述加载砝码表面围绕其中心开设有三个通孔，三个导杆分别穿过加载砝码上的三个通孔。

进一步的，所述砝码防护外壳呈圆筒状，砝码防护外壳的上下两端口均不封闭，方便安装和观察所述加载砝码。

进一步的，所述砝码防护外壳的圆周外侧面在竖直方向上开设有与加载砝码数量相同的通孔，并在各个通孔同一高度上围绕所述砝码防护外壳的中心在开设两个通孔。

进一步的，所述第一磁流体密封轴的上端真空罐的底部通孔通过O型密封圈密封。第一磁流体密封轴用于常压和真空环境下的力矩传递，在真空罐密封的条件下提供旋转实验平台的转动。伺服电机为摩擦磨损机构提供驱动力，扭矩传感器用于反馈摩擦磨损试验中摩擦磨损机构实际提供的旋转力矩。

进一步的，所述真空罐体的加载端口、承载端口、观察窗、电连接输入端口、电连接输出端口、抽气端口和底部通孔与外界的连接均为密封连接。

本发明的具体工作时采用一种基于长圆柱销实现砝码加载的轴承摩擦磨损试验装置的试验方法，包括如下步骤：

步骤一：试验样品的准备和安装：将试验样品安装到试件盒中，并将试验样品表面置于所述旋转试验平台上表面的摩擦区域内；

步骤二：真空环境的提供：打开抽气装置中的气泵，对真空罐中的密封室抽真空，使真空度达到试验要求；

步骤三：加载力的提供，根据试验要求，手动向外移动所述砝码防护外壳上的所述长圆柱销，添加所述砝码到所述承载盘上；若需要砝码复位，驱动所述拉力机，使所述升降板带动所述砝码防护外壳下降一定高度后，手动向内移动所述长圆柱销，再驱动所述拉力机，使所述升降板带动所述砝码防护外壳上升一定高度，所述承载盘失去所述砝码提供的加载力，所述砝码完成复位；

步骤四：摩擦磨损试验：驱动所述摩擦磨损机构的伺服电机，使旋转试验平台与试验样品进行相对运动，产生摩擦，开始试验；

步骤五：采集数据，收集试验过程中力传感器反馈的实际记载里和扭矩传感器反馈的实力旋转力矩数值。

本发明的有益效果在于：。

1、本发明提供的真空系统和加载系统可进行模拟太空真空环境下对轴承的摩擦磨损试验，具有较高的应用价值。

2、本发明采用的大多数设备部件均可用螺栓进行连接，可拆卸性好，且便于装配和维护。

3、本发明在真空罐上开设了三个加载端口、三个承载端口、观察窗、电连接输入端口、电连接输出端口和抽气端口，结构简单、紧凑，空间利用率高。

4、本发明通过电连接输入端口和电连接输出端口连接真空罐内外的检测设备，有利于实时监控真空罐中的试验，保证了试验的可靠性。

5、本发明采用了伺服电机和减速器提供摩擦磨损试验中的旋转力矩，配合扭矩传感器实时反馈的实际试验中的旋转力矩，实现了对旋转试验平台转速的精确控制。

6、本发明在真空罐的加载端口上固定安装了第二磁流体密封轴，实现了真空罐加载端口处的真空密封。

7、本发明在真空罐的承载端口上固定安装了第三磁流体密封轴，实现了真空罐承载端口处的真空密封。

8、本发明在砝码防护外壳上设置长圆柱销，利用长圆柱销支撑砝码，实现了砝码的装载。

9、本发明采用向外移动砝码防护外壳的长圆柱销直至长圆柱销接触不到砝码，使砝码加载到导杆的圆柱销上的方法，实现了不同质量的砝码进行多种组合的加载。

10、本发明将所有进行加载的砝码统一加载到一个承载盘上，再通过承载盘传递加载力给加载端口上的加载组件，实现了对三个轴承的同步加载，提高了加载效率，并且能够在一次试验中对三个轴承进行测试，提高了大批量轴承试验的效率。

11、本发明在承载组件中加入力传感器，实时反馈实际试验中添加的加载力，保证了实验数据的准确和真实性。

12、本发明在承载盘上固定了三根导杆，利用导杆与导杆支座之间的配合，实现了承载盘只能进行单一竖直方向上的位移，保证了加载力的稳定性。

13、本发明采用了第一磁流体密封轴传递旋转力矩给转接台，实现了力矩在真空和常压环境之间的传递，并且做到了真空罐底部中心圆孔处的真空密封。

附图说明

图1是本发明一种基于长圆柱销实现砝码加载的轴承摩擦磨损试验装置的整体结构示意图。

图2是本发明真空系统的结构示意图。

图3是本发明真空罐的结构示意图。

图4是本发明真空罐的俯视图。

图5是本发明摩擦磨损机构的结构示意图。

图6是本发明加载组件的剖视视图。

图7是本发明承载组件的剖视视图。

图8是本发明加载系统的结构示意图。

图9是本发明加载机构的结构示意图。

图10是本发明升降机构的结构示意图。

图中：1-真空系统、10-真空罐、100-电连接输入端口、101-加载端口、102-电连接输出端口、103-观察窗、104-抽气端口、105-承载端口、11-摩擦磨损机构、110-旋转试验平台、111-转接台、112-第一磁流体密封轴、113-第一联轴器、114-扭矩传感器、115-第二联轴器、116-减速器、117-伺服电机、118-减速器支架、119-扭矩传感器支架、1110-驱动底板、12-抽气装置、13-加载组件、130-第二磁流体密封轴、131-防护外壳、132-封盖、14-承载组件、140-承载外壳、141-力传感器、142-第三磁流体密封轴、143-试件盒、144-连接轴、2-加载系统、20-加载机构、200-导杆、201-导杆支座、202-砝码防护外壳、203-长圆柱销、204-加载砝码、205-圆柱销、206-承载盘、、21-升降机构、210-拉力机、211-传动杆、212-传动杆支座、213-升降板、214-升降机架、3-试验样品。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1～10所示，一种基于长圆柱销实现砝码加载的轴承摩擦磨损试验装置，包括真空系统1和加载系统2，所述真空系统1提供摩擦磨损试验所需的真空环境和放置试验样品的平台，所述加载系统2提供摩擦磨损试验所需的加载平台。

所述加载系统2包括加载机构20和升降机构21；所述升降机构21包括升降机架214、中间连接板、拉力机210、传动杆支座212和升降板213，所述拉力机210固定在所述升降机架214顶部，升降板213设置在拉力机210下方，拉力机210的传动杆211通过传动杆支座212连接升降板213，拉力机210工作时通过传动杆驱动升降板213的升降；所述中间连接板水平固定在升降板213下方的升降机架214上，升降机构21的中间连接板上设置有一个中心通孔和三个承载组件14安装孔，摩擦磨损机构11设置在中间连接板下方，真空罐10固定安装在中间连接板的上表面上。

所述加载机构20包括承载盘206、砝码防护外壳202、导杆200、导杆支座201、加载砝码204、圆柱销和长圆柱销203，所述导杆200设置有三根，导杆支座201设置有三个且三个导杆支座201均固定在在升降机构的升降板上，三根导杆200均竖直设置，三根导杆200围绕所述承载盘206的中心均匀分布，三根导杆200的下端固定在承载盘206上，承载盘206的下表面放置在承载组件13的加载端上，三个导杆200的上端穿过三个导杆支座201；多个加载砝码204依次套装在三根导杆200上，砝码防护外壳202套装在导杆200和加载砝码204外侧，砝码防护外壳202的上端与三个导杆支座201固定连接，砝码防护外壳202的侧面设置有与加载砝码204数量一致且位置一一对应的通孔，长圆柱销203穿过砝码防护外壳202上的通孔并将加载砝码204依次固定在砝码防护外壳202上；所述导杆200在相邻两块加载砝码204之间开设有通孔，圆柱销205穿过导杆上的通孔将上下的加载砝码204分隔开。

所述真空系统1包括真空罐10、摩擦磨损机构11、抽气装置12、承载组件14和加载组件13。

所述真空罐10包括真空罐体，真空罐体上设置有加载端口101、承载端口105、观察窗103、电连接输入端口100、电连接输出端口102、抽气端口104和底部通孔，所述真空罐体的顶部罐盖上绕其中心均匀开设有三个加载端口101，真空罐体的底部中心设置有底部通孔，真空罐体的底部绕其中心均匀开设有三个承载端口105，观察窗103设置在真空罐体的侧面，观察窗103用于观察摩擦磨损实验时真空罐10内实际情况；电连接输入端口100设置在真空罐体的侧面，电连接输入端口100用于连接外部设备的输入电缆；所述电连接输出端口102设置在真空罐体的侧面，电连接输出端口102用于连接外部设备的输出电缆；所述抽气端口104设置在真空罐体的侧面，抽气端口104通过抽气管连接抽气装置12，抽气装置12抽取所述真空罐10内的气体并达到摩擦磨损试验所需的真空条件。

所述摩擦磨损机构11包括旋转实验平台110、转接台111、第一磁流体密封轴112、第一联轴器113、扭矩传感器114、第二联轴器115、减速器116、伺服电机117、减速器支架118、扭矩传感器支架119和驱动底板1110，所述旋转实验平台110固定在转接台111上，旋转实验平台110的上表面与加载组件13的底部接触，旋转实验平台110的下表面上设置有一圈环形的摩擦区域，旋转实验平台110的摩擦区域与试验样品的上表面直接接触；所述转接台111的底面上设置有底部安装孔，转接台111通过底部安装孔连接第一磁流体密封轴112的输出轴上端，转接台111能够跟随第一磁流体密封轴112的输出轴做轴向运动，所述第一磁流体密封轴112的轴套上端通过法兰固定在真空罐10的底部通孔外围，第一磁流体密封轴112的轴套外侧固定在中间连接板的中心通孔上；所述第一磁流体密封轴112的输出轴下端依次连接第一联轴器113、扭矩传感器114、第二联轴器115和减速器116，所述减速器116的输入端连接伺服电机117；所述第一磁流体密封轴112的上端设置在固定在真空罐10底部的中心部位，第一磁流体密封轴112的上表面覆盖真空罐10的底部通孔；所述伺服电机117固定在减速器116上，减速器116通过减速器支架118固定在驱动底板1110上，所述扭矩传感器114通过扭矩传感器支架119固定在驱动底板1110上，所述驱动底板1110固定在升降机构21的升降机架214上。

所述加载组件13设置有三个，三个加载组件13安装在三个加载端口101上；所述加载组件13包括第二磁流体密封轴130、防护外壳131和封盖132，第二磁流体密封轴130的外壳固定在所述真空罐10的加载端口上101，第二磁流体密封轴130的输出轴上端与承载盘206的底部接触，第二磁流体密封轴130的输出轴下端穿过加载端口后接触旋转试验平台110的上表面；第二磁流体密封轴130的下端与加载端口101密封连接；所述防护外壳131呈管状，防护外壳131套装在第二磁流体密封轴130外侧，防护外壳131的下表面固定在真空罐体的顶部罐盖上，防护外壳131的顶部设置有可开闭的封盖132。

所述承载组件设置有三个，所述承载组件包括承载外壳140、力传感器141、第三磁流体密封轴142、试件盒143和连接轴144，三个承载组件的承载外壳140固定在中间连接板的三个承载组件安装孔内，所述第三磁流体密封轴142的上端壳体固定在真空罐10的下底面的承载端口105周围，所述第三磁流体密封轴142设置在承载外壳140内部，第三磁流体密封轴142的下端输出轴和承载外壳140之间设置有力传感器141，第三磁流体密封轴142的的上端穿过承载端口105后连接试件盒143，试验样品3通过连接轴144固定在试件盒143内且试验样品的试验区域为与旋转实验平台110相接触的上表面。

所述第一磁流体密封轴112、第二磁流体密封轴130和第三磁流体密封轴142的输出轴均能在第一磁流体密封轴112、第二磁流体密封轴130和第三磁流体密封轴142的外壳内部轴向窜动。

本申请的旋转实验平台110和转接台111由于具有承载时下降的需求，因此连接的第一磁流体密封轴112、第二磁流体密封轴130和第三磁流体密封轴142的输出轴也是能够升降的方式，第一磁流体密封轴112的输出轴能够在第一磁流体密封轴112内部上下运动，上下运动时依旧保持磁流体密封，其复位可以通过弹簧复位来实现。

所述加载砝码204呈圆盘状。所述加载砝码204表面围绕其中心开设有三个通孔，三个导杆200分别穿过加载砝码204上的三个通孔。

所述砝码防护外壳202呈圆筒状，砝码防护外壳202的上下两端口均不封闭。所述砝码防护外壳202的圆周外侧面在竖直方向上开设有与加载砝码204数量相同的通孔，并在各个通孔同一高度上围绕所述砝码防护外壳202的中心在开设两个通孔

所述第一磁流体密封轴112的上端真空罐10的底部通孔通过O型密封圈密封。

所述真空罐体的加载端口101、承载端口105、观察窗103、电连接输入端口100、电连接输出端口102、抽气端口104和底部通孔与外界的连接均为密封连接。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于长圆柱销实现砝码加载的轴承摩擦磨损试验装置，其特征在于：包括真空系统(1)和加载系统(2)，所述真空系统(1)提供摩擦磨损试验所需的真空环境和放置试验样品的平台，所述加载系统(2)提供摩擦磨损试验所需的加载平台；

所述加载系统(2)包括加载机构(20)和升降机构(21)；所述升降机构(21)包括升降机架(214)、中间连接板、拉力机(210)、传动杆支座(212)和升降板(213)，所述拉力机(210)固定在所述升降机架(214)顶部，升降板(213)设置在拉力机(210)下方，拉力机(210)的传动杆(211)通过传动杆支座(212)连接升降板(213)，拉力机(210)工作时通过传动杆驱动升降板(213)的升降；所述中间连接板水平固定在升降板(213)下方的升降机架(214)上，升降机构(21)的中间连接板上设置有一个中心通孔和三个承载组件(14)安装孔，摩擦磨损机构(11)设置在中间连接板下方，真空罐(10)固定安装在中间连接板的上表面上；

所述加载机构(20)包括承载盘(206)、砝码防护外壳(202)、导杆(200)、导杆支座(201)、加载砝码(204)、圆柱销和长圆柱销(203)，所述导杆(200)设置有三根，导杆支座(201)设置有三个且三个导杆支座(201)均固定在在升降机构的升降板上，三根导杆(200)均竖直设置，三根导杆(200)围绕所述承载盘(206)的中心均匀分布，三根导杆(200)的下端固定在承载盘(206)上，承载盘(206)的下表面放置在承载组件(13)的加载端上，三个导杆(200)的上端穿过三个导杆支座(201)；多个加载砝码(204)依次套装在三根导杆(200)上，砝码防护外壳(202)套装在导杆(200)和加载砝码(204)外侧，砝码防护外壳(202)的上端与三个导杆支座(201)固定连接，砝码防护外壳(202)的侧面设置有与加载砝码(204)数量一致且位置一一对应的通孔，长圆柱销(203)穿过砝码防护外壳(202)上的通孔并将加载砝码(204)依次固定在砝码防护外壳(202)上；所述导杆(200)在相邻两块加载砝码(204)之间开设有通孔，圆柱销(205)穿过导杆上的通孔将上下的加载砝码(204)分隔开；

所述真空系统(1)包括真空罐(10)、摩擦磨损机构(11)、抽气装置(12)、承载组件(14)和加载组件(13)；

所述真空罐(10)包括真空罐体，真空罐体上设置有加载端口(101)、承载端口(105)、观察窗(103)、电连接输入端口(100)、电连接输出端口(102)、抽气端口(104)和底部通孔，所述真空罐体的顶部罐盖上绕其中心均匀开设有三个加载端口(101)，真空罐体的底部中心设置有底部通孔，真空罐体的底部绕其中心均匀开设有三个承载端口(105)，观察窗(103)设置在真空罐体的侧面，观察窗(103)用于观察摩擦磨损实验时真空罐(10)内实际情况；电连接输入端口(100)设置在真空罐体的侧面，电连接输入端口(100)用于连接外部设备的输入电缆；所述电连接输出端口(102)设置在真空罐体的侧面，电连接输出端口(102)用于连接外部设备的输出电缆；所述抽气端口(104)设置在真空罐体的侧面，抽气端口(104)通过抽气管连接抽气装置(12)，抽气装置(12)抽取所述真空罐(10)内的气体并达到摩擦磨损试验所需的真空条件；

所述摩擦磨损机构(11)包括旋转实验平台(110)、转接台(111)、第一磁流体密封轴(112)、第一联轴器(113)、扭矩传感器(114)、第二联轴器(115)、减速器(116)、伺服电机(117)、减速器支架(118)、扭矩传感器支架(119)和驱动底板(1110)，所述旋转实验平台(110)固定在转接台(111)上，旋转实验平台(110)的上表面与加载组件(13)的底部接触，旋转实验平台(110)的下表面上设置有一圈环形的摩擦区域，旋转实验平台(110)的摩擦区域与试验样品的上表面直接接触；所述转接台(111)的底面上设置有底部安装孔，转接台(111)通过底部安装孔连接第一磁流体密封轴(112)的输出轴上端，转接台(111)能够跟随第一磁流体密封轴(112)的输出轴做轴向运动，所述第一磁流体密封轴(112)的轴套上端通过法兰固定在真空罐(10)的底部通孔外围，第一磁流体密封轴(112)的轴套外侧固定在中间连接板的中心通孔上；所述第一磁流体密封轴(112)的输出轴下端依次连接第一联轴器(113)、扭矩传感器(114)、第二联轴器(115)和减速器(116)，所述减速器(116) 的输入端连接伺服电机(117)；所述第一磁流体密封轴(112)的上端设置在固定在真空罐(10)底部的中心部位，第一磁流体密封轴(112)的上表面覆盖真空罐(10)的底部通孔；所述伺服电机(117)固定在减速器(116)上，减速器(116)通过减速器支架(118)固定在驱动底板(1110)上，所述扭矩传感器(114)通过扭矩传感器支架(119)固定在驱动底板(1110)上，所述驱动底板(1110)固定在升降机构(21)的升降机架(214)上；

所述加载组件(13)设置有三个，三个加载组件(13)安装在三个加载端口(101)上；所述加载组件(13)包括第二磁流体密封轴(130)、防护外壳(131)和封盖(132)，第二磁流体密封轴(130)的外壳固定在所述真空罐(10)的加载端口上(101)，第二磁流体密封轴(130)的输出轴上端与承载盘(206)的底部接触，第二磁流体密封轴(130)的输出轴下端穿过加载端口后接触旋转试验平台(110)的上表面；第二磁流体密封轴(130)的下端与加载端口(101)密封连接；所述防护外壳(131)呈管状，防护外壳(131)套装在第二磁流体密封轴(130)外侧，防护外壳(131)的下表面固定在真空罐体的顶部罐盖上，防护外壳(131)的顶部设置有可开闭的封盖(132)；

所述承载组件设置有三个，所述承载组件包括承载外壳(140)、力传感器(141)、第三磁流体密封轴(142)、试件盒(143)和连接轴(144)，三个承载组件的承载外壳(140)固定在中间连接板的三个承载组件安装孔内，所述第三磁流体密封轴(142)的上端壳体固定在真空罐(10)的下底面的承载端口(105)周围，所述第三磁流体密封轴(142)设置在承载外壳(140)内部，第三磁流体密封轴(142)的下端输出轴和承载外壳(140)之间设置有力传感器(141)，第三磁流体密封轴(142)的的上端穿过承载端口(105)后连接试件盒(143)，试验样品(3)通过连接轴(144)固定在试件盒(143)内且试验样品的试验区域为与旋转实验平台(110)相接触的上表面；

所述第一磁流体密封轴(112)、第二磁流体密封轴(130)和第三磁流体密封轴(142)的输出轴均能在第一磁流体密封轴(112)、第二磁流体密封轴(130)和第三磁流体密封轴142)的外壳内部轴向窜动。

2.根据权利要求1所述的一种基于长圆柱销实现砝码加载的轴承摩擦磨损试验装置，其特征在于：所述加载砝码(204)呈圆盘状。

3.根据权利要求2所述的一种基于长圆柱销实现砝码加载的轴承摩擦磨损试验装置，其特征在于：所述加载砝码(204)表面围绕其中心开设有三个通孔，三个导杆(200)分别穿过加载砝码(204)上的三个通孔。

4.根据权利要求3所述的一种基于长圆柱销实现砝码加载的轴承摩擦磨损试验装置，其特征在于：所述砝码防护外壳(202)呈圆筒状，砝码防护外壳(202)的上下两端口均不封闭。

5.根据权利要求4所述的一种基于长圆柱销实现砝码加载的轴承摩擦磨损试验装置，其特征在于：所述砝码防护外壳(202)的圆周外侧面在竖直方向上开设有与加载砝码(204)数量相同的通孔，并在各个通孔同一高度上围绕所述砝码防护外壳(202)的中心在开设两个通孔。

6.根据权利要求1所述的一种基于长圆柱销实现砝码加载的轴承摩擦磨损试验装置，其特征在于：所述第一磁流体密封轴(112)的上端真空罐(10)的底部通孔通过O型密封圈密封。

7.根据权利要求1所述的一种基于长圆柱销实现砝码加载的轴承摩擦磨损试验装置，其特征在于：所述真空罐体的加载端口(101)、承载端口(105)、观察窗(103)、电连接输入端口(100)、电连接输出端口(102)、抽气端口(104)和底部通孔与外界的连接均为密封连接。

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