CN113686656A - 多功能砝码加载摩擦磨损试验机 - Google Patents

Abstract

发明提供了力学检测技术领域内的多功能砝码加载摩擦磨损试验机，包括试验台，试验台上设有固定座，固定座上设有可在左右方向移动的移动座，移动座上连接有可上下转动的转动座，转动座内设有力传感器，力传感器上设有伸出转动座外的力臂，力臂上设有可上下移动的试样杆，力臂上方的试样杆上可套装若干个砝码，力臂下方的试样杆上设有球头夹，转动座上设有可在左右方向移动的配重块，转动座在配重块与力臂之间，移动座上可转动的连接有调节轴，调节轴上设有偏心轮，偏心轮上设有大径段、小径段和两个中径段，转动座上相对偏心轮设有固定杆；发明检测精度高，使用方便，可模拟不同工作环境的摩擦磨损试验。

Description

多功能砝码加载摩擦磨损试验机

技术领域

发明属于力学检测技术领域，特别涉及多功能砝码加载摩擦磨损试验机。

背景技术

在机械工业领域，摩擦磨损是导致能源消耗、材料失效的主要原因。摩擦磨损实验的目的就是为了正确地评价各种因素对材料摩擦磨损性能的影响，分析摩擦磨损现象及其本质，从而确定符合工程应用摩擦副元件的最优参数。深入研究摩擦副在不同条件下的摩擦磨损机制，进而调控摩擦磨损过程，有利于提高设备的使用寿命、稳定性和可靠性，因此有效且高精度的评判运动机构和材料的摩擦磨损特性相当重要。

现有的力学试验机不仅检测精度低，而且种类繁多且大多数功能单一，在面对摩擦副接触及运动形式的多样性情况下，经常需要多台不同摩擦副接触及运动形式的摩擦磨损试验机以满足不同实验要求，这就增加了设备投入成本，也造成了试验资源的浪费。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，发明的目的在于解决现有技术中的不足之处，解决了现有技术中检测精度低，功能单一的技术问题，提供多功能砝码加载摩擦磨损试验机，此装置检测精度高，使用方便，可模拟不同工作环境的摩擦磨损试验。

本发明的目的是这样实现的：多功能砝码加载摩擦磨损试验机，包括试验台，所述试验台上设有固定座，所述固定座上设有可在左右方向移动的移动座，所述移动座上连接有可上下转动的转动座，所述转动座内设有力传感器，所述力传感器上设有伸出转动座外的力臂，所述力臂上设有可上下移动的试样杆，力臂上方的所述试样杆上可套装若干个砝码，力臂下方的所述试样杆上设有球头夹，所述转动座上设有可在左右方向移动的配重块，转动座在配重块与力臂之间，所述移动座上可转动的连接有调节轴，所述调节轴上设有偏心轮，偏心轮上设有大径段、小径段和两个中径段，所述转动座上相对偏心轮设有固定杆；所述偏心轮的小径段正对固定杆时，偏心轮与固定杆之间留有间隙；所述偏心轮的中径段正对固定杆时，偏心轮刚好与固定杆相接触；所述偏心轮的大径段正对固定杆时，偏心轮将固定杆顶起，力臂向上倾斜。

本发明初始状态时，偏心轮的小径正对固定杆，偏心轮与固定杆之间留有间隙，转动座处于活动状态，通过左右方向移动配重块，调节力臂平衡，力臂平衡时，力传感器将接受到的力的平衡信号发送给控制系统，显示平衡，控制调节轴逆时针旋转90度，偏心轮的中径刚好正对固定杆，此时，中径处的偏心轮刚好与固定杆接触，偏心轮刚好对固定杆限位，即可保持力臂的位置稳定，保证力臂的平衡状态，在力臂的平衡状态下，通过左右移动移动座，以及上下调节试样杆，使球头夹的位置合适，使球头夹与待测试样接触且满足试验需要，然后，继续控制调节轴逆时针旋转90度，中径远离固定杆，偏心轮的大径逐渐靠近固定杆，固定杆逐渐被顶起，力臂向上倾斜，球头夹与待测试样脱离接触，两者之间消除静摩擦力，操作控制系统，对前期力传感器传递过来的力的信号进行清零，保证实际试验工作时，力传感器的工作基准，清零完成后，控制调节轴顺时针旋转180度，使偏心轮的小径正对固定杆，球头夹与待测试样重新接触，在试样杆上加载需要的砝码，模拟需要的工作环境，待测试样转动或者移动，球头夹使待测试样产生摩擦磨损，力传感器将感应的信号传递给控制系统，控制系统处理得到需要的测试结果，完成力学试验；本发明中，固定杆、偏心轮、力传感器和力臂的联合位置，可控制力臂形成不同的工作状态，力传感器智能化感应力臂的工作信号，智能化程度高，各部件和控制系统联合作用，实现试验前对数据清零，提高力学试验检测精度，使用方便，工作效率高；可应用于力学试验中。

为了实现待测试样的夹持固定，所述试样台上可转动的连接有转轴，所述转轴上连接有夹持机构，所述夹持机构包括至少两个可开合的夹爪，所述夹爪的夹紧面相对设置，所述球头夹在夹爪的上方。

通过调节轴带动偏心轮转动，使调节拨珠螺丝卡接在不同的限位槽，进而使小径段、中径段或者大径段正对固定杆，所述移动座上设有支架，所述调节轴可转动的连接在支架上，所述偏心轮靠近支架的一侧沿调节轴的四周分布有四个限位槽，所述限位槽分别与小径段、中径段和大径段一一对应，调节轴下方的所述支架上还设有波珠螺丝，调节轴转动时，波珠螺丝的钢珠可卡接在不同的限位槽内。

为了实现夹爪带动待测试样进行前后方向的往复移动，所述夹持机构包括可拆卸地连接在转轴上的旋转台，所述旋转台上开有凹槽，所述凹槽内设有可在凹槽内移动的滑块，所述滑块上设有向上延伸的滚动轴承，所述试验台上还设有往复组件，所述往复组件包括可在前后方向往复移动的滑座，所述夹爪设置在滑座上，所述滑座的下端开有滑槽，滚动轴承伸入滑槽内，转动台转动时，所述轴承的外圈可沿着滑槽滚动。

为了实现滑座可前后移动，所述往复组件还包括底座，所述底座上设有至少一根导轨，所述滑座上设有与导轨相配合的导槽，所述导轨可沿着导槽滑动。

为了实现夹爪的开合，实现转轴与旋转台的可拆卸连接，所述滑座上设有夹板，所述夹板上开有若干个连接孔，所述夹爪上开有连接槽，所述连接槽可与连接孔相连通，所述转轴上设有固定孔，所述旋转台的下端设有可插接在固定孔内的连接轴一，转轴的侧面开有限位孔，所述限位孔内设有限位杆，限位杆可将连接轴一锁紧在转轴上。

为了实现旋转台转动，所述转轴上设有固定孔，所述夹持机构包括三爪卡盘，所述三爪卡盘的连接轴二可插接在固定孔内，转轴的侧面开有限位孔，所述限位孔内设有限位杆，限位杆可将连接轴二锁紧在转轴上。

为了实现移动座可左右移动，所述固定座上设有滑轨，所述移动座上设有与滑轨相配合的滑动槽，滑轨之间的所述移动座上螺纹连接有调节螺杆，伸出固定座外的调节螺杆上设有调节手柄。

为了实现转动座可转动的连接在移动座上，所述转动座上设有转动轴，所述转动轴经连接轴承一固定在移动座上。

为了实现转轴可转动，所述试验台上设有轴承座，轴承座上设有连接轴承二，所述转轴经连接轴承二固定在轴承座上，伸出轴承座下端的转轴上设有从动轮，所述试验台上设有驱动电机，所述驱动电机的输出端设有主动轮，主动轮与从动轮之间经皮带传动连接。

附图说明

图1为发明的主视图。

图2为图1中A处的局部放大图。

图3为图1中B处的局部放大图。

图4为发明中偏心轮的结构示意图。

图5为发明的立体结构示意图一。

图6为图5中C处的局部放大图。

图7为图5中D处的局部放大图。

图8为发明的立体结构示意图二。

图9为图8中E处的局部放大图。

图10为发明中滚动轴承安装在旋转台上的结构示意图。

图11为发明中力传感器安装在转动座内的结构示意图。

图12为发明中中径段正对固定杆时的结构示意图。

图13为发明中大径段正对固定杆时的结构示意图。

图14为发明实施例2的结构示意图。

图中：1 试验台，2 固定座，201 滑轨，202 调节螺杆，203 调节手柄，3 移动座，301 滑动槽，4 转动座，401 转动轴，5 力传感器，6 力臂，7 调节机构，701 调节轴，702 偏心轮，702a 小径段，702b 中径段，702c 大径段，703 固定杆，704 支架，705 限位槽，706波珠螺丝，707 拨杆，8 驱动机构，801 转轴，801a 限位孔，801b 固定孔，801c 限位杆，802轴承座，803 从动轮，804 驱动电机，805 主动轮，9 夹持机构，901 夹爪，902 旋转台，902a连接轴一，903 凹槽，904 滑块，904a 调节槽，905 滚动轴承，906 往复组件，906a 滑座，906b 滑槽，906c 底座，906d 导轨，906e 导槽，906f 夹板，906g 连接孔，906h 连接槽，906i 调节孔，907 三爪卡盘，908 连接轴二，10 配重块，11 配平螺杆，12试样杆，13球头夹，14砝码。

具体实施方式

下面结合附图对发明作进一步的说明。

如图1～13所示的多功能砝码14加载摩擦磨损试验机，包括试验台1，试验台1上设有固定座2，固定座2上设有可在左右方向移动的移动座3，固定座2上设有滑轨201，移动座3上设有与滑轨201相配合的滑动槽301，滑轨201之间的移动座3上螺纹连接有调节螺杆202，伸出固定座2外的调节螺杆202上设有调节手柄203，移动座3上连接有可上下转动的转动座4，转动座4上设有转动轴401，转动轴401经连接轴承一固定在移动座3上，转动座4内设有力传感器5，力传感器5上设有伸出转动座4外的力臂6，力臂6上设有可上下移动的试样杆12，试样杆12经胀紧套安装在力臂6上，力臂6上方的试样杆12上可套装若干个砝码14，转动座4上还设有朝远离力臂6方向延伸的配平螺杆11，配重块10螺纹连接在配平螺杆11上，力臂6下方的试样杆12上设有球头夹13，转动座4上设有可在左右方向移动的配重块10，转动座4在配重块10与力臂6之间，移动座3上可转动的连接有调节轴701，移动座3上设有支架704，调节轴701可转动的连接在支架704上，调节轴701上设有拨杆707，偏心轮702的小径段702a正对固定杆703时，拨杆707竖直向下，偏心轮702靠近支架704的一侧沿调节轴701的四周分布有四个限位槽705，限位槽705分别与小径段702a、中径段702b和大径段702c一一对应，调节轴701下方的支架704上还设有波珠螺丝706，调节轴701转动时，波珠螺丝706的钢珠可卡接在不同的限位槽705内，调节轴701上设有偏心轮702，偏心轮702上设有大径段702c、小径段702a和两个中径段702b，转动座4上相对偏心轮702设有固定杆703；偏心轮702的小径段702a正对固定杆703时，偏心轮702与固定杆703之间留有间隙；偏心轮702的中径段702b正对固定杆703时，偏心轮702刚好与固定杆703相接触；偏心轮702的大径段702c正对固定杆703时，偏心轮702将固定杆703顶起，力臂6向上倾斜。

为了使试样在前后方向往复移动，试样台上可转动的连接有转轴801，转轴801上连接有夹持机构9，夹持机构9包括至少两个可开合的夹爪901，夹爪901的夹紧面相对设置，球头夹13在夹爪901的上方，夹持机构9包括可拆卸地连接在转轴801上的旋转台902，旋转台902上开有凹槽903，凹槽903内设有可在凹槽903内移动的滑块904，滑块904上设有调节槽904a，滑槽906b所在的旋转台902上设有调节孔906i，调节槽904a可与调节孔906i相连通，滑块904上设有向上延伸的滚动轴承905，试验台1上还设有往复组件906，往复组件906包括可在前后方向往复移动的滑座906a，夹爪901设置在滑座906a上，滑座906a的下端开有滑槽906b，滚动轴承905伸入滑槽906b内，转动台转动时，轴承的外圈可沿着滑槽906b滚动，往复组件906还包括底座906c，底座906c上设有至少一根导轨906d，滑座906a上设有与导轨906d相配合的导槽906e，导轨906d可沿着导槽906e滑动，滑座906a上设有夹板906f，夹板906f上开有若干个连接孔906g，夹爪901上开有连接槽906h，连接槽906h可与连接孔906g相连通，转轴801上设有固定孔801b，旋转台902的下端设有可插接在固定孔801b内的连接轴一902a，转轴801的侧面开有限位孔801a，限位孔801a内设有限位杆801c，限位杆801c可将连接轴一902a锁紧在转轴801上。

为了实现转轴801可旋转，试验台1上设有轴承座802，轴承座802上设有连接轴承二，转轴801经连接轴承二固定在轴承座802上，伸出轴承座802下端的转轴801上设有从动轮803，试验台1上设有驱动电机804，驱动电机804的输出端设有主动轮805，主动轮805与从动轮803之间经皮带传动连接。

本发明工作前，先调节滑块904在凹槽903上的位置，用螺钉依次连接调节孔906i和调节槽904a，将试样固定在夹爪901之间，用螺钉固定连接孔906g和连接槽906h，初始状态时，偏心轮702的小径正对固定杆703，偏心轮702与固定杆703之间留有间隙，转动座4处于活动状态，通过在配平螺杆11上左右移动配重块10，调节力臂6平衡，力臂6平衡时，力传感器5将接受到的力的平衡信号发送给控制系统，显示平衡，拨动拨杆707，使拨杆707带动调节轴701逆时针旋转90度，偏心轮702的中径刚好正对固定杆703，此时，中径处的偏心轮702刚好与固定杆703接触，偏心轮702刚好对固定杆703限位，即可保持力臂6的位置稳定，保证力臂6的平衡状态，在力臂6的平衡状态下，转动调节手柄203，调节螺杆202转动使移动座3左右移动至位置合适，上下调节试样杆12，使球头夹13的位置合适，使球头夹13与待测试样接触且满足试验需要，然后，继续拨动拨杆707，使拨杆707带动调节轴701继续逆时针旋转90度，中径远离固定杆703，偏心轮702的大径逐渐靠近固定杆703，固定杆703逐渐被顶起，力臂6向上倾斜，球头夹13与待测试样脱离接触，两者之间消除静摩擦力，操作控制系统，对前期力传感器5传递过来的力的信号进行清零，保证实际试验工作时，力传感器5的工作基准，清零完成后，顺时针转动拨杆707，使调节轴701顺时针旋转180度，使偏心轮702的小径正对固定杆703，球头夹13与待测试样重新接触（球头夹13为现有技术，试样杆12如何实现上试样的安装，本发明不再赘述），在试样杆12上加载设定重量的砝码14，模拟需要的工作环境，然后，驱动电机804工作，主动轮805经皮带传动给从动轮803（皮带为现有技术，附图中未画出），从动轮803的转动带动转轴801，转轴801带动旋转台902、滑块904和滚动轴承905，滚动轴承905的外圈沿着滑槽906b滚动并带动滑座906a前后往复移动，滑座906a的导槽906e与底座906c的导轨906d相配合，提高滑座906a前后移动的稳定性，滑座906a的前后移动带动试样，试样前后移动，试样受球头夹13的摩擦产生摩擦磨损，力传感器5将感应的信号传递给控制系统，试样前后移动，试样与球头夹13进行摩擦产生摩擦磨损，力传感器5将感应的摩擦力信号传递给控制系统，控制系统计算得到摩擦力f，然后可根据加载的载荷重量N，通过计算可得到该摩擦副在此种工况条件下的摩擦系数μ=f/N，进而得到其他需要的测试结果，完成力学试验；本发明中，固定杆703、偏心轮702、力传感器5和力臂6的联合位置，可控制力臂6形成不同的工作状态，力传感器5智能化感应力臂6的工作信号，智能化程度高，各部件和控制系统联合作用，实现试验前对数据清零，提高力学试验检测精度，使用方便，工作效率高；滑块904、旋转台902、滚动轴承905等各部件的联合设置，可改变滑座906a的往复移动幅度，即往复移动距离，可根据需要模拟出若干种需要的摩擦工况条件，从而得到需要的摩擦磨损实验结果；可应用于力学试验中。

实施例2

如图14所示的多功能砝码14加载摩擦磨损试验机，本实施与实施例1的不同之处在于，转轴801上设有固定孔801b，夹持机构9包括三爪卡盘907，三爪卡盘907的连接轴二908可插接在固定孔801b内，转轴801的侧面开有限位孔801a，限位孔801a内设有限位杆801c，限位杆801c可将连接轴二908锁紧在转轴801上，驱动电机804带动主动轮805，主动轮805经皮带传动带动从动轮803，从动轮803的转动带动转轴801，转轴801的转动带动三爪卡盘907，三转卡盘带动样品旋转，使样品受球头夹13作用进行旋转摩擦。

发明专利并不局限于上述实例，在发明专利公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在发明专利的保护范围内。

Claims (10)

1.多功能砝码加载摩擦磨损试验机，包括试验台，其特征在于：所述试验台上设有固定座，所述固定座上设有可在左右方向移动的移动座，所述移动座上连接有可上下转动的转动座，所述转动座内设有力传感器，所述力传感器上设有伸出转动座外的力臂，所述力臂上设有可上下移动的试样杆，力臂上方的所述试样杆上可套装若干个砝码，力臂下方的所述试样杆上设有球头夹，所述转动座上设有可在左右方向移动的配重块，转动座在配重块与力臂之间，所述移动座上可转动的连接有调节轴，所述调节轴上设有偏心轮，偏心轮上设有大径段、小径段和两个中径段，所述转动座上相对偏心轮设有固定杆；所述偏心轮的小径段正对固定杆时，偏心轮与固定杆之间留有间隙；所述偏心轮的中径段正对固定杆时，偏心轮刚好与固定杆相接触；所述偏心轮的大径段正对固定杆时，偏心轮将固定杆顶起，力臂向上倾斜。

2.根据权利要求1所述的多功能砝码加载摩擦磨损试验机，其特征在于：所述试样台上可转动的连接有转轴，所述转轴上连接有夹持机构，所述夹持机构包括至少两个可开合的夹爪，所述夹爪的夹紧面相对设置，所述球头夹在夹爪的上方。

3.根据权利要求2所述的多功能砝码加载摩擦磨损试验机，其特征在于：所述移动座上设有支架，所述调节轴可转动的连接在支架上，所述偏心轮靠近支架的一侧沿调节轴的四周分布有四个限位槽，所述限位槽分别与小径段、中径段和大径段一一对应，调节轴下方的所述支架上还设有波珠螺丝，调节轴转动时，波珠螺丝的钢珠可卡接在不同的限位槽内。

4.根据权利要求3所述的多功能砝码加载摩擦磨损试验机，其特征在于：所述夹持机构包括可拆卸地连接在转轴上的旋转台，所述旋转台上开有凹槽，所述凹槽内设有可在凹槽内移动的滑块，所述滑块上设有向上延伸的滚动轴承，所述试验台上还设有往复组件，所述往复组件包括可在前后方向往复移动的滑座，所述夹爪设置在滑座上，所述滑座的下端开有滑槽，滚动轴承伸入滑槽内，转动台转动时，所述轴承的外圈可沿着滑槽滚动。

5.根据权利要求4所述的多功能砝码加载摩擦磨损试验机，其特征在于：所述往复组件还包括底座，所述底座上设有至少一根导轨，所述滑座上设有与导轨相配合的导槽，所述导轨可沿着导槽滑动。

6.根据权利要求5所述的多功能砝码加载摩擦磨损试验机，其特征在于：所述滑座上设有夹板，所述夹板上开有若干个连接孔，所述夹爪上开有连接槽，所述连接槽可与连接孔相连通，所述转轴上设有固定孔，所述旋转台的下端设有可插接在固定孔内的连接轴一，转轴的侧面开有限位孔，所述限位孔内设有限位杆，限位杆可将连接轴一锁紧在转轴上。

7.根据权利要求3所述的多功能砝码加载摩擦磨损试验机，其特征在于：所述转轴上设有固定孔，所述夹持机构包括三爪卡盘，所述三爪卡盘的连接轴二可插接在固定孔内，转轴的侧面开有限位孔，所述限位孔内设有限位杆，限位杆可将连接轴二锁紧在转轴上。

8.根据权利要求6或7所述的多功能砝码加载摩擦磨损试验机，其特征在于：所述固定座上设有滑轨，所述移动座上设有与滑轨相配合的滑动槽，滑轨之间的所述移动座上螺纹连接有调节螺杆，伸出固定座外的调节螺杆上设有调节手柄。

9.根据权利要求6或7所述的多功能砝码加载摩擦磨损试验机，其特征在于：所述转动座上设有转动轴，所述转动轴经连接轴承一固定在移动座上。

10.根据权利要求6或7所述的多功能砝码加载摩擦磨损试验机，其特征在于：所述试验台上设有轴承座，轴承座上设有连接轴承二，所述转轴经连接轴承二固定在轴承座上，伸出轴承座下端的转轴上设有从动轮，所述试验台上设有驱动电机，所述驱动电机的输出端设有主动轮，主动轮与从动轮之间经皮带传动连接。

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