CN112857644B - 一种微牵引力测试机构 - Google Patents

Abstract

一种微牵引力测试机构，包含刚性臂、柔性臂、连接块、拉压传感器、连接杆、调平柱、底板、配重块、测头、砝码、支撑架和支撑轴；支撑架安装在底板上，支撑架上正对间隔设置有两个支撑轴，两个支撑轴之间设置有与支撑轴连接的连接块，连接块可绕支撑轴转动，连接块的一侧与刚性臂和柔性臂固接，刚性臂上设有切向柔性铰链，柔性臂上靠近连接块处设有法向柔性铰链，刚性臂的另一端固定有拉压力传感器，并通过连接杆与柔性臂连接，连接杆水平布置并与柔性臂垂直，柔性臂的另一端安装有测头，测头的上部放置有砝码，连接块的与所述一侧相对的另一侧固定有配重块。本发明解耦轴承径向压力和横向微牵引力，使测试结果准确可靠。

Description

一种微牵引力测试机构

技术领域

本发明涉及一种测试机构，具体涉及一种微牵引力测试机构。

背景技术

微牵引力的测试在轴承摩擦力矩的测试、摩擦副摩擦力的测试、润滑油摩擦性能测试等领域应用广泛。微牵引力测试目前存在法向压力与切向牵引力耦合的问题，重复性较差。

发明内容

本发明是为克服现有技术不足，提供一种微牵引力测试机构。

本发明采用柔性铰链结构解耦轴承径向压力和横向牵引力，使测试结果准确可靠，提高测试效率。

一种微牵引力测试机构，包含刚性臂、柔性臂、连接块、拉压传感器、连接杆、调平柱、底板、配重块、测头、砝码、支撑架和支撑轴；

支撑架安装在底板上，支撑架上正对间隔设置有两个支撑轴，两个支撑轴之间设置有与支撑轴连接的连接块，连接块可绕支撑轴转动，连接块的一侧与刚性臂和柔性臂固接，刚性臂和柔性臂间隔平行设置并与支撑轴垂直，刚性臂上设有切向柔性铰链，柔性臂上靠近连接块处设有法向柔性铰链，法向柔性铰链与切向柔性铰链的长度方向垂直，刚性臂的另一端固定有拉压力传感器，并通过连接杆与柔性臂连接，连接杆水平布置并与柔性臂垂直，柔性臂的另一端安装有测头，测头的上部放置有砝码，测头的下端加工有与被测件相接触的锥面，连接块的与所述一侧相对的另一侧固定有配重块，位于连接块下方的底板上放置有用于定平衡的调平柱。

本发明相比现有技术的有益效果是：

本发明采用柔性臂测量横向摩擦力矩，精密砝码加载法向压力，

采用柔性铰链结构解耦法向压力与横向摩擦力矩，该装置操作简便，提高了测试效率，测试精度高。

本发明测试分辨率0.01N·mm，重复精度高于0.05N·mm，在轴承测试、摩擦学等领域有广泛的应用前景。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步地说明：

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为柔性臂的俯视图；

图4为柔性臂的主视图；

图5为刚性臂的主视图；

图6为刚性臂的俯视图；

图7为图5的右视图；

图8为测头的示意图；

图9为连接块、刚性臂和柔性臂制成一体的结构示意图；

图10为图9的俯视图。

具体实施方式

如图1-图2所示，本实施方式的一种微牵引力测试机构，包含刚性臂8、柔性臂9、连接块7、拉压传感器15、连接杆16、调平柱6、底板3、配重块4、测头11、砝码10、支撑架5和支撑轴14；

支撑架5安装在底板3上，支撑架5上正对间隔设置有两个支撑轴14，两个支撑轴14之间设置有与支撑轴14连接的连接块7，连接块7可绕支撑轴14转动，连接块7的一侧与刚性臂8和柔性臂9固接，刚性臂8和柔性臂9间隔平行设置并与支撑轴14垂直，刚性臂8上设有切向柔性铰链81，柔性臂9上靠近连接块7处设有法向柔性铰链91，法向柔性铰链91与切向柔性铰链81的长度方向垂直，刚性臂8的另一端固定有拉压力传感器15，并通过连接杆16与柔性臂9连接，连接杆16水平布置并与柔性臂9垂直，柔性臂9的另一端安装有测头11，测头11的上部放置有砝码10，测头11的下端设有与被测件相接触的摩擦体12，连接块7的与所述一侧相对的另一侧固定有配重块4，位于连接块7下方的底板3上放置有用于定平衡的调平柱6。柔性臂9上布置有法向柔性铰链91，保证微小牵引力的传递。根据选要，数量可选为2-6个。刚性臂8上的切向柔性铰链81数量为1-2个。摩擦体12可为圆锥体或球体。如为圆锥体时，尖部与被测件接触，如为球体，球面与被测件接触。

刚性臂8上的切向柔性铰链81和柔性臂9上的法向柔性铰链91相互配合，可解耦法向压力和切向微牵引力，用于测试时，使测量结果更准确。连接块7通过内部轴承与支撑轴14配合，支撑轴14与支撑板5连接，连接块7可绕支撑轴14转动。配重块4通过拐角双头螺柱连接在连接块7上。

为了保证柔性臂上的柔性铰链可以使测头所测得的微牵引力精确传递到拉压力传感器15上，法向柔性铰链91与切向柔性铰链81的长度方向垂直。

进一步地，如图1-图7所示，所述法向柔性铰链91和切向柔性铰链81的长度方向垂直布置，法向柔性铰链91的长度方向为竖向，切向柔性铰链81的长度方向为水平方向。

为了保证在测试时的刚度，如图3-图7所示，柔性臂9为矩形板，其厚度h为3mm-10mm，刚性臂8为矩形板，其厚度H为柔性臂9的厚度h的3-6倍。可见，在柔性臂9的厚度方向上切割出法向柔性铰链91，能使得在测试时力的传递到拉压力传感器15上，在刚性臂8的宽度方向切割出切向柔性铰链81，确保刚性臂8和拉压力传感器15受到如图2所示的实心箭头方向作用力时，确保刚性臂8切向刚度。

进一步地，如图3-图6所示，所述法向柔性铰链91为直圆形双切口柔性铰链。所述切向柔性铰链81为直圆形双切口柔性铰链。所述连接杆16上设有球形铰链。

采用连接杆16和柔性臂9均设置柔性铰链的，以适应力的传递。使所测得的微牵引力传递到拉压力传感器15上。

可选地，如图1所示，调平柱6包含柱体61和柱帽62，所述柱体61的顶部具有能被柱帽62盖住的柱头，柱体61底部放置在底板3上，连接块7调平时，柱帽62的上表面与连接块7接触。如此设置，测试前，通过配重块4和砝码10初步调节连接块7、刚性臂8和柔性臂9的平衡，利用调平柱6放置在底板3上，阻碍柔性臂9和刚性臂8向下偏转，调节连接块7初步平衡。

进一步地，如图9-图10所示，连接块7、刚性臂8和柔性臂9一体制成。如此设置，进一步提高测试稳定性。

测试过程：

a、将被测件安装在测头11上；

b、上下调节测头11，转动连接块7，使刚性臂8和柔性臂9处于水平状态，拧紧手拧螺栓13，固定柔性臂9；

c、拿掉调平柱6的柱帽62，旋转配重块4，使测头11与试件处于接触临界状态；

d、将砝码10拧紧在测头11上部；

e、开始测试。

本发明已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可以利用上述揭示的结构及技术内容做出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施案例，均仍属本发明技术方案范围。

Claims (5)

1.一种微牵引力测试机构，其特征在于：包含刚性臂（8）、柔性臂（9）、连接块（7）、拉压力传感器（15）、连接杆（16）、调平柱（6）、底板（3）、配重块（4）、测头（11）、砝码（10）、支撑架（5）和支撑轴（14）；

支撑架（5）安装在底板（3）上，支撑架（5）上正对间隔设置有两个支撑轴（14），两个支撑轴（14）之间设置有与支撑轴（14）连接的连接块（7），连接块（7）可绕支撑轴（14）转动，连接块（7）的一侧与刚性臂（8）和柔性臂（9）固接，所述连接块（7）、刚性臂（8）和柔性臂（9）一体制成，刚性臂（8）和柔性臂（9）间隔平行设置并与支撑轴（14）垂直，刚性臂（8）上设有切向柔性铰链（81），柔性臂（9）上靠近连接块（7）处设有法向柔性铰链（91），法向柔性铰链（91）与切向柔性铰链（81）的长度方向垂直，法向柔性铰链（91）的长度方向为竖向，切向柔性铰链（81）的长度方向为水平方向，刚性臂（8）的另一端固定有拉压力传感器（15），并通过连接杆（16）与柔性臂（9）连接，所述连接杆（16）上设有球形铰链，连接杆（16）水平布置并与柔性臂（9）垂直，柔性臂（9）的另一端安装有测头（11），测头（11）的上部放置有砝码（10），测头（11）的下端设有与被测件相接触的摩擦体（12），连接块（7）的与所述一侧相对的另一侧固定有配重块（4），位于连接块（7）下方的底板（3）上放置有用于定平衡的调平柱（6）。

2.根据权利要求1所述一种微牵引力测试机构，其特征在于：所述法向柔性铰链（91）为直圆形双切口柔性铰链。

3.根据权利要求2所述一种微牵引力测试机构，其特征在于：所述切向柔性铰链（81）为直圆形双切口柔性铰链。

4.根据权利要求1所述一种微牵引力测试机构，其特征在于：所述调平柱（6）包含柱体（61）和柱帽（62），所述柱体（61）的顶部具有能被柱帽（62）盖住的柱头，柱体（61）底部放置在底板（3）上，连接块（7）调平时，柱帽（62）的上表面与连接块（7）接触。

5.根据权利要求1或4所述一种微牵引力测试机构，其特征在于：柔性臂（9）为矩形板，其厚度（h）为3mm-10mm，刚性臂（8）为矩形板，其厚度（H）为柔性臂（9）的厚度（h）的3-6倍。

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