CN114441357B - 一种摩擦表面防高温氧化的试验及观察装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种摩擦表面防高温氧化的试验及观察装置，能够在真空环境下进行高温摩擦试验及在线实时观察，保证摩擦副在高温环境中不被氧化。该装置包括：加温系统、试样抓取系统、加载系统、真空系统、冷却系统和观测系统；试样包括固定在压力加载单元端部的上试样和固定在试验台上的下试样；试样台与转动加载单元之间通过自动锁紧机构相连，加温系统用于试样所在摩擦环境温度的控制；真空系统用于使摩擦试验及观测均在真空环境中进行；试样抓取系统用于在真空室内对试样台进行抓取和移动，以便观测系统观测；冷却系统用于真空室的冷却，同时减少加温系统对外的散热；观测系统用于从真空室外部对处于真空室内部的下试样的表面形貌进行观测。

Description

一种摩擦表面防高温氧化的试验及观察装置

技术领域

本发明涉及一种试验及观察装置，具体涉及一种用于防止摩擦表面在试验过程中与空气接触发生氧化的试验和观测装置，属于摩擦磨损试验机领域。

背景技术

摩擦试验机广泛用于摩擦学研究领域。随着摩擦学研究的深入，摩擦试验机通过不断的改进，其功能也越来越多。目前，摩擦试验可在不同温度和湿度环境下开展试验；在试样的接触方式上可以实现点接触、线接触和面接触；实现了对试样的往复模式、旋转模式和环块模式等多种形式的驱动，并且在同一设备上集成了摩擦测试与形貌观测的功能。在常规的研究课题上，已经基本上满足了试验需求。然而，对于一些具有特殊要求的场景，现有的设备还有很多改进之处。在高温摩擦试验过程中，由于试样与空气接触的高温氧化作用较强，对摩擦机理及磨损形式等有较大影响。但是，在某些实际应用场合，空气的氧化作用很小。因此，只能在真空环境下进行试验，并进行观测。

当前，具备真空环境摩擦试验和观测的摩擦试验机很少，尤其是在高温环境需要考虑温度对设备的影响。因此，这种设备较为复杂，需要克服成本和技术等方面困难。对于这类防止摩擦表面高温氧化的试验及观察装置较为少见。因此针对摩擦试验中摩擦副的氧化严重，尤其是在高温摩擦试验中尤为突出的问题，发明一种能够方便使用的摩擦表面防高温氧化的试验及观察装置非常有必要。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种摩擦表面防高温氧化的试验及观察装置，能够在真空环境下进行高温摩擦试验及在线实时观察，保证摩擦副在高温环境中不被氧化。

一种摩擦表面防高温氧化的试验及观察装置，包括：加温系统、试样抓取系统、加载系统、真空系统、冷却系统和观测系统；所述加载系统包括：压力加载单元和转动加载单元；

试样包括固定在压力加载单元端部的上试样和固定在试验台上的下试样；

所述压力加载单元用于实现对上试样施加载荷大小的控制，所述转动加载单元用于实现对试验台上下试样的转动控制；所述试样台与转动加载单元之间通过自动锁紧机构相连，当所述自动锁紧机构处于锁定状态时，所述转动加载单元能够驱动所述试样台转动，当所述自动锁紧机构处于解锁状态时，所述转动加载单元与所述试样台分离；

所述加温系统用于试样所在摩擦环境温度的控制；

所述真空系统用于提供真空室，使摩擦试验及观测均在真空环境中进行；

所述试样抓取系统用于当所述自动锁紧机构处于解锁状态时，在真空室内对试样台进行抓取和移动，将所述试验台及其上的下试样移动至真空室内部设定位置，以便所述观测系统观测；

所述冷却系统用于真空室的冷却，同时减少所述加温系统对外的散热；

所述观测系统用于从真空室外部对处于真空室内部的下试样的表面形貌进行观测。

作为本发明的一种优选方式，所述加温系统包括：高温炉以及实时监测所所述高温炉内部温度的高温炉温度传感器；

所述高温炉放置在所述真空室内部，压力加载单元上试样所在端伸入所述高温炉内部，将上试样置于高温炉内部的高温环境中；所述试验台位于所述高温炉内部。

作为本发明的一种优选方式：所述高温炉具有高温炉门自动开闭作动器，用于所述高温炉的自动打开或锁紧。

作为本发明的一种优选方式：所述高温炉内的温度通过设置在其壁面内的加热电阻丝进行调节。

作为本发明的一种优选方式：所述压力加载单元设置在真空室内部，包括：加载电机、丝杠、压力加载杆、加载系统支架以及压力传感器；

所述加载电机支撑在加载系统支架上，加载电机的动力输出端通过丝杠与压力加载杆相连，通过丝杠将加载电机的回转运动转化为压力加载杆的直线运动；所述压力加载杆的端部安装上试样；

所述压力传感器用于实时监测压力加载杆对试样的加载力。

作为本发明的一种优选方式，所述转动加载单元包括：试样台驱动电机和传动轴；

所述试样台驱动电机安装在位于真空室外部的控制柜内，所述传动轴的一端穿过真空室底板后伸入所述控制柜内部与试样台驱动电机的动力输出端相连，另一端通过自动锁紧机构与试样台相连。

作为本发明的一种优选方式，所述冷却系统包括：真空室冷却单元和高温炉冷却单元；

所述真空室冷却单元包括设置在所述真空室壁面内部的真空室墙体冷却水道以及设置在真空室推拉门内侧壁面内部的真空室推拉门冷却水道；通过真空室温度传感器实时监测真空室内部温度；

所述高温炉冷却单元包括设置在高温炉炉壁内的高温炉冷却水道，所述高温炉冷却水道设置在炉壁内加热电阻丝的外侧；

所述真空室墙体冷却水道、真空室推拉门冷却水道以及高温炉冷却水道分别与设置在真空室外部的控制柜内的热交换器和水泵连通。

作为本发明的一种优选方式，所述试样抓取系统包括安装在所述真空室内部的机械臂、机械臂取件爪和机械臂安装座；

机械臂安装座上固定支撑在所述真空室内部；所述机械臂一端支撑在机械臂安装座上，另一端安装机械臂取件爪；所述机械臂取件爪用于实现对解锁后的试样台的抓取；所述机械臂由设置在真空室外部的控制柜内的控制驱动电机进行运动控制。

作为本发明的一种优选方式，所述观测系统包括摄像头和CCD相机；

所述摄像头安装在机械臂上，使其镜头朝向所述机械臂取件爪所在位置；所述CCD相机安装在真空室顶部，在所述真空室顶端与所述CCD相机相对的位置开有观测孔14，并在所述观测孔上安装透明材料；当需要通过CCD相机对下试样进行观测时，通过机械臂将所述下试样移动至所述观测孔下方设定位置；

此外，在所述真空室上还设置有透明玻璃作为真空室观察窗。

作为本发明的一种优选方式，所述自动锁紧机构包括：试样台固定螺杆、试样台固定电机以及可分离连接结构；

所述试样台下表面具有方形凸台，所述传动轴上方具有与该方形凸台配合的方孔，用于实现所述试样台与传动轴的连接；

所述试样台固定螺杆作为紧固件用于所述试样台与所述传动轴连接后的固定；所述传动轴为空心轴，具有与试样台固定螺杆配合的内螺纹，所述试样台固定螺杆一端伸入传动轴内部与其螺纹配合，另一端通过可伸缩传动轴与试样台固定电机的动力输出端相连；其中所述可伸缩传动轴通过可分离连接结构与所述试样台固定电机的动力输出端相连；所述试样台下表面的方形凸台上同样具有与试样台固定螺杆配合的螺纹孔；试样台固定电机用于旋拧试样台固定螺杆，使所述试样台固定螺杆与所述试样台上的螺纹孔连接或分离；

当需要通过所述试样台固定电机旋拧试样台固定螺杆时，可分离连接结构处于连接状态，当所述试样台需要转动时，所述可分离连接结构处于分离状态。

有益效果：

(1)与现有技术中的摩擦试验机相比，本发明公开的摩擦试验及观测装置能够在真空环境下进行高温摩擦试验以及在线实时观测，保证摩擦副在高温环境中不被氧化(现有技术中，试验后需把试样拿出，也会导致氧化)；

(2)本发明在装置上设计了冷却系统，有利于真空室的快速降温，确保了设备关键零部件在安全的温度范围内工作。

(3)本发明在真空室内安装机械臂对试验试样进行抓取，通过摄像头和CCD相机可以对摩擦表面在真空环境中进行很好的在线观测，保证了原始磨痕观测的真实性。

附图说明

图1为本发明的摩擦表面防高温氧化的试验及观察装置构成示意图；

图2为本发明的摩擦表面防高温氧化的试验及观察装置各系统结构分布示意图；

图3为真空室内部结构示意图；

图4为试验试件加载系统的结构分布示意图；

图5为高温炉内部结构示意图；

图6为机械臂结构示意图；

其中：1-控制主机、2-控制柜、3-抽真空泵、4-真空室、5-真空室观察窗、6-试样台、7-门把手、8-高温炉、9-压力传感器、10-灯、11-操纵系统、12-显示器、13-CCD相机、14-观测孔、15-加载电机、17-压力加载杆、18-加载系统支架、19-机械臂安装座、20-试样台驱动电机、21-热交换器和水泵、22-风扇、23-散热孔、24-支座、25-真空室温度传感器、26-真空室墙体冷却水道、27-真空室推拉门冷却水道、28-真空室推拉门、30-真空室底板、31-传动轴、32-丝杠、33-下试样、34-试样台固定螺杆、35-试样台固定电机、36-隔热垫、37-高温炉温度传感器、38-加热电阻丝、39-高温炉锁、40-高温炉冷却水道、41-高温炉门自动开闭作动器、42-机械臂取件爪、43-摄像头、44-机械臂。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明做进一步的详细说明。

实施例1：

本实施例提供一种摩擦表面防高温氧化的试验及观察装置，能够在真空环境下进行高温摩擦试验及观察，保证摩擦副在高温环境中不被氧化；且能够避免高温环境需要考虑温度对设备的影响。

如图1所示，该摩擦表面防高温氧化的试验及观察装置包括：加温系统、试样抓取系统、加载系统、真空系统、冷却系统和观测系统；此外还包括显控系统。

其中加载系统包括压力加载单元和转动加载单元；试样包括固定在压力加载单元端部的上试样和固定在试验台6上的下试样33，压力加载单元用于实现对上试样施加载荷大小的控制，转动加载单元用于实现对试验台6的转动控制。

其中加温系统用于试验样品(简称试样)所在摩擦环境温度的控制；

真空系统用于提供真空室4，以保证摩擦试验及观测均在真空环境中进行；

试样抓取系统处于真空室4内部，用于在真空室4内对试样台6进行抓取和移动，以便在真空环境中对试样台6上的下试样33进行更好的观测；试样台6与转动加载单元之间通过自动锁紧机构相连，进行摩擦试验时，自动锁紧机构锁紧试样台6与转动加载单元，需要进行观测时，自动锁紧机构在显控系统的控制下解锁，以便试样抓取系统对试样台6的抓取和移动。

冷却系统用于真空系统中真空室4的冷却，同时减少加温系统对外的散热。

观测系统用于从真空室4外部实时对处于真空室4内部的下试样33的表面形貌进行观测；

显控系统用于实现加温系统、试样抓取系统、加载系统、真空系统、冷却系统和观测系统的控制，以及上述各系统中各传感器监测数据的实时显示。

实施例2：

本实施例给出上述装置的具体结构形式。

如图2所示，该装置整体包括上下层叠布置的真空室4和控制柜2；控制柜2通过支座24支撑在地面或固定台面上。真空室4和控制柜2上均设置有门把手7。

加温系统、试样抓取系统以及压力加载模块位于真空室4内部；真空室推拉门28上设置有透明玻璃作为空室观察窗5。

真空系统包括：真空室4和抽真空泵3；为达到较高的真空度，抽真空泵3采用机械泵和分子泵相结合的方式对真空室进行抽真空；抽真空泵3安装在控制柜2内部。

如图4所示，压力加载单元包括：加载电机15、丝杠32、压力加载杆17、加载系统支架18以及压力传感器9；压力加载单元设置在真空室4内部，加载电机15支撑在加载系统支架18上，加载电机15的动力输出端通过丝杠32与压力加载杆17相连，通过丝杠32将加载电机15的回转运动转化为压力加载杆17的直线运动，压力加载杆17的端部安装上试样，由此载荷通过压力加载杆17作用于试样上；压力加载杆17由加载电机15驱动，使其能够沿着丝杠32上下移动，进而实现对试样的加载。此外，压力加载杆17与压力传感器9相连接，通过压力传感器9实时监测加载力，压力加载杆17可以根据不同使用情况选择不同量程的压力传感器9。

转动加载单元包括：试样台驱动电机20和传动轴31；试样台驱动电机20安装控制柜2内，传动轴31的一端穿过真空室底板30后与试样台驱动电机20的动力输出端相连，另一端通过自动锁紧机构与试样台6相连。下试样33放置在试样台6上，试样台6由试样台驱动电机20驱动，实现旋转运动，进而带动下试样33转动，与上试样摩擦。转速可根据具体使用情况调节。

如图5所示，加温系统包括：加热电阻丝38、高温炉8以及高温炉温度传感器37；高温炉8放置在真空室4内部，高温炉8内的温度通过设置在其壁面内的加热电阻丝38进行调节。在高温炉8内部沿其高度方向均匀间隔分布有一个以上高温炉温度传感器37，用于实时监测其内部温度。高温炉8上端面设置有用于使压力加载杆17穿过的上通孔，压力加载杆17上试样所在端穿过上通孔将上试样置于高温炉8内部的高温环境中，在上通孔处设置有隔热垫36实现对压力加载杆17的隔热。高温炉8下端面设置有用于使传动轴31穿过的上通孔，试样台6位于高温炉内部。

由于对试验台6上的下试样33进行观测时，需要通过试样抓取系统将位于高温炉8内的试验台6抓取并移动至真空室4内设定位置，为实现整个过程的自动化，对高温炉8设置高温炉门自动开闭作动器41，高温炉8为柱形结构，高温炉门自动开闭作动器41和高温炉锁39分别设置在高温炉8外圆周的两相对侧，当通过显控系统控制高温炉门自动开闭作动器41动作时，使高温炉锁39自动打开或锁紧。

为避免高温环境对设备的影响，采用冷却系统对高温炉8以及真空室4进行冷却。如图2所示，在真空室4壁面内部设置有真空室墙体冷却水道26，在真空室推拉门28内侧壁面内也设置有真空室推拉门冷却水道27，与真空室墙体冷却水道26和真空室推拉门冷却水道27连通的热交换器和水泵21布置在控制柜2内。此外，还设置有用于实时监测真空室4内部温度的真空室温度传感器25。

如图5所示，为减少高温炉8对外的散热，在高温炉8炉壁内也设置有高温炉冷却水道40，高温炉冷却水道40设置在炉壁内加热电阻丝38的外侧，在不影响加热电阻丝38对高温炉8内环境进行加温的同时，减少高温炉8对外的散热。高温炉冷却水道40与热交换器和水泵21连通。

此外，在控制柜2的壁面上设置有风扇22和散热孔23，用于控制柜2的散热。

如图6所示，试样抓取系统通过机械臂44来完成对试样台6的抓取；基于此，试样抓取系统包括：机械臂44、机械臂取件爪42和机械臂安装座19；机械臂安装座19设置在真空室底板30上，机械臂44一端支撑在机械臂安装座19上，另一端安装机械臂取件爪42；机械臂取件爪42用于实现对解锁后的试样台6的抓取，通过设置在控制柜2内部的控制驱动电机对机械臂44进行多个自由度的运动控制，以实现对试验台6的移动，将其移动至真空室4内部设定位置，以便观测系统对试样台6上的下试样33进行更好的观测。

观测系统用于观测下试样33表面形貌，包括摄像头43和CCD相机13；其中摄像头43安装在机械臂44上，使其镜头朝向机械臂取件爪42所在位置，通过控制机械臂44，实现对机械臂取件爪42所抓取的下试样33进行多方位多角度的观测；CCD相机13安装在真空室4顶部，在真空室4顶端与CCD相机13相对的位置开有观测孔14，并在观测孔14上安装透明材料便于观测。当需要通过CCD相机13对下试样33进行观测时，通过控制机械臂44将下试样33移动至真空室4内部观测孔14下方设定位置，然后即可通过CCD相机13对真空室内的下试样33进行观测，由此避免了将下试样33拿出真空室而导致的氧化。为使观测清楚，在真空室4内顶部上安装有一个以上灯10。

显控系统包括设置在控制柜2内部的控制主机1、设置在整个装置外部的显示器12以及操纵单元，操纵单元可以包括鼠标、键盘和手柄控制器；显示器12对上述装置中的传感器所监测的数据进行实时显示。

在进行高温摩擦试验时，该装置的工作过程为：

把下试样33安装在试样台6上，调节压力加载杆17的高度，通过显控系统控制高温炉8上的高温炉锁39，使高温炉门关闭，并控制真空室推拉门28关闭。

随后，通过显控系统打开真空系统的抽真空泵3；当真空室4内的真空度达到试验要求后，打开冷却系统；根据试验温度设置加热温度、载荷、转速等参数，设置完成后开始试验。试验过程中，通过试样台驱动电机20经传动轴31把动力传递到试样台6上的下试样33；加载电机15把载荷传递到压力加载杆17上，在压力加载杆17上安装上试样与下试样33配副。由此在真空环境下对试样进行高温摩擦试验。

试验结束后，通过自动锁紧机构解除传动轴31与试样台6之间的锁定，此时试样台6可以与传动轴31分离；通过手柄控制器或鼠标操作软件界面控制机械臂取件爪42抓取试样台6；把试样台6和下试样33放置于观测孔14下方，供CCD相机13观测。在此过程中可以操作摄像头43对下试样33进行观测。当真空室温度降低到允许的温度环境下可关闭冷却系统。试样观测完成后关闭真空系统，打开真空室推拉门28，取出试样，完成高温摩擦试验及观测。

实施例3：

在上述实施例2的基础上，对设置在传动轴31与试样台6之间的自动锁紧机构进行进一步的限定。

自动锁紧机构包括：试样台固定螺杆34、试样台固定电机35以及可分离连接结构；

试样台6下表面具有方形凸台，传动轴31上方具有与该方形凸台配合的方孔；能够通过机械臂42将试样台6与传动轴31适配安装(即将试样台6下表面的方形安装凸台装配至传动轴31上方的方孔中)，由此实现试样台6与传动轴31的连接；

试样台固定螺杆34作为紧固件用于试样台6与传动轴31连接后的固定，传动轴31为空心轴，具有与试样台固定螺杆34配合的内螺纹；初始时，试样台固定螺杆34一端伸入传动轴31内部与其螺纹配合，其顶部不伸出传动轴31；另一端通过可伸缩传动轴与设置在控制柜2内的试样台固定电机35的动力输出端相连；试样台固定电机35用于旋拧试样台固定螺杆34。试样台6下表面的方形凸台上同样具有与试样台固定螺杆34配合的螺纹孔。

当需要将试样台6与传动轴31固定时，启动试样台固定电机35旋拧试样台固定螺杆34，使其顶部伸出传动轴31与试样台6下表面方形凸台上的螺纹孔螺纹配合。

为避免传动轴31及试样台6转动时，试样台固定螺杆34同步转动造成试样台固定电机35卡死，与试样台固定电机35的动力输出轴相连的可伸缩传动轴与试样台固定螺杆34之间通过可分离连接结构相连(即采用自动分离设计)，如与试样台固定电机35的动力输出轴相连的可伸缩传动轴通过离合器与试样台固定螺杆34相连，当需要将试样台6与传动轴31固定时，离合器结合，通过试样台固定电机35旋拧试样台固定螺杆34；然后离合器分离，此时试样台固定螺杆34的转动不会对试样台固定电机35造成影响。当需要将试样台6与传动轴31解除固定时，离合器结合，通过试样台固定电机35反向旋拧试样台固定螺杆34使其从试样台6上的螺纹孔中退出即可。

此外，可分离连接结构也可以为与相互啮合的一对齿轮，其中一个齿轮与可伸缩传动轴相连，另一个齿轮与试样台固定螺杆34相连；当需要将试样台6与传动轴31固定时，先控制可伸缩传动轴伸出使两个齿轮啮合，此后便可通过试样台固定电机35旋拧试样台固定螺杆34；然后控制可伸缩传动轴收回，使试样台固定螺杆34与试样台固定电机35分离。当需要将试样台6与传动轴31解除固定时，先控制可伸缩传动轴伸出使两个齿轮啮合，再通过试样台固定电机35反向旋拧试样台固定螺杆34使其从试样台6上的螺纹孔中退出即可。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种摩擦表面防高温氧化的试验及观察装置，其特征在于：包括：加温系统、试样抓取系统、加载系统、真空系统、冷却系统和观测系统；所述加载系统包括：压力加载单元和转动加载单元；

试样包括固定在压力加载单元端部的上试样和固定在试样台(6)上的下试样(33)；

所述压力加载单元用于实现对上试样施加载荷大小的控制，所述转动加载单元用于实现对试样台(6)上下试样(33)的转动控制；所述试样台(6)与转动加载单元之间通过自动锁紧机构相连，当所述自动锁紧机构处于锁定状态时，所述转动加载单元能够驱动所述试样台(6)转动，当所述自动锁紧机构处于解锁状态时，所述转动加载单元与所述试样台(6)分离；

所述加温系统用于试样所在摩擦环境温度的控制；

所述真空系统用于提供真空室(4)，使摩擦试验及观测均在真空环境中进行；

所述试样抓取系统用于当所述自动锁紧机构处于解锁状态时，在真空室(4)内对试样台(6)进行抓取和移动，将所述试样台(6)及其上的下试样(33)移动至真空室(4)内部设定位置，以便所述观测系统观测；

所述冷却系统用于真空室(4)的冷却，同时减少所述加温系统对外的散热；

所述观测系统用于从真空室(4)外部对处于真空室(4)内部的下试样(33)的表面形貌进行观测；

所述转动加载单元包括：试样台驱动电机(20)和传动轴(31)；

所述试样台驱动电机(20)安装在位于真空室(4)外部的控制柜(2)内，所述传动轴(31)的一端穿过真空室底板(30)后伸入所述控制柜(2)内部与试样台驱动电机(20)的动力输出端相连，另一端通过自动锁紧机构与试样台(6)相连；

所述试样抓取系统包括安装在所述真空室(4)内部的机械臂(44)、机械臂取件爪(42)和机械臂安装座(19)；

机械臂安装座(19)上固定支撑在所述真空室(4)内部；所述机械臂(44)一端支撑在机械臂安装座(19)上，另一端安装机械臂取件爪(42)；所述机械臂取件爪(42)用于实现对解锁后的试样台(6)的抓取；所述机械臂(44)由设置在真空室(4)外部的控制柜(2)内的控制驱动电机进行运动控制；

所述自动锁紧机构包括：试样台固定螺杆(34)、试样台固定电机(35)以及可分离连接结构；

所述试样台(6)下表面具有方形凸台，所述传动轴(31)上方具有与该方形凸台配合的方孔，用于实现所述试样台(6)与传动轴(31)的连接；

所述试样台固定螺杆(34)作为紧固件用于所述试样台(6)与所述传动轴(31)连接后的固定；所述传动轴(31)为空心轴，具有与试样台固定螺杆(34)配合的内螺纹，所述试样台固定螺杆(34)一端伸入传动轴(31)内部与其螺纹配合，另一端通过可伸缩传动轴与试样台固定电机(35)的动力输出端相连；其中所述可伸缩传动轴通过可分离连接结构与所述试样台固定电机(35)的动力输出端相连；所述试样台(6)下表面的方形凸台上同样具有与试样台固定螺杆(34)配合的螺纹孔；试样台固定电机(35)用于旋拧试样台固定螺杆(34)，使所述试样台固定螺杆(34)与所述试样台(6)上的螺纹孔连接或分离；

当需要通过所述试样台固定电机(35)旋拧试样台固定螺杆(34)时，可分离连接结构处于连接状态，当所述试样台(6)需要转动时，所述可分离连接结构处于分离状态。

2.如权利要求1所述的摩擦表面防高温氧化的试验及观察装置，其特征在于：所述加温系统包括：高温炉(8)以及实时监测所述高温炉(8)内部温度的高温炉温度传感器(37)；

所述高温炉(8)放置在所述真空室(4)内部，压力加载单元上试样所在端伸入所述高温炉(8)内部，将上试样置于高温炉(8)内部的高温环境中；所述试样台(6)位于所述高温炉(8)内部。

3.如权利要求2所述的摩擦表面防高温氧化的试验及观察装置，其特征在于：所述高温炉(8)具有高温炉门自动开闭作动器(41)，用于所述高温炉(8)的自动打开或锁紧。

4.如权利要求2所述的摩擦表面防高温氧化的试验及观察装置，其特征在于：所述高温炉(8)内的温度通过设置在其壁面内的加热电阻丝(38)进行调节。

5.如权利要求1所述的摩擦表面防高温氧化的试验及观察装置，其特征在于：所述压力加载单元设置在真空室(4)内部，包括：加载电机(15)、丝杠(32)、压力加载杆(17)、加载系统支架(18)以及压力传感器(9)；

所述加载电机(15)支撑在加载系统支架(18)上，加载电机(15)的动力输出端通过丝杠(32)与压力加载杆(17)相连，通过丝杠(32)将加载电机(15)的回转运动转化为压力加载杆(17)的直线运动；所述压力加载杆(17)的端部安装上试样；

所述压力传感器(9)用于实时监测压力加载杆(17)对试样的加载力。

6.如权利要求2所述的摩擦表面防高温氧化的试验及观察装置，其特征在于：所述冷却系统包括：真空室冷却单元和高温炉冷却单元；

所述真空室冷却单元包括设置在所述真空室(4)壁面内部的真空室墙体冷却水道(26)以及设置在真空室推拉门(28)内侧壁面内部的真空室推拉门冷却水道(27)；通过真空室温度传感器(25)实时监测真空室(4)内部温度；

所述高温炉冷却单元包括设置在高温炉(8)炉壁内的高温炉冷却水道(40)，所述高温炉冷却水道(40)设置在炉壁内加热电阻丝(38)的外侧；

所述真空室墙体冷却水道(26)、真空室推拉门冷却水道(27)以及高温炉冷却水道(40)分别与设置在真空室(4)外部的控制柜(2)内的热交换器和水泵(21)连通。

7.如权利要求1所述的摩擦表面防高温氧化的试验及观察装置，其特征在于：所述观测系统包括摄像头(43)和CCD相机(13)；

所述摄像头(43)安装在机械臂(44)上，使其镜头朝向所述机械臂取件爪(42)所在位置；所述CCD相机(13)安装在真空室(4)顶部，在所述真空室(4)顶端与所述CCD相机(13)相对的位置开有观测孔(14)，并在所述观测孔(14)上安装透明材料；当需要通过CCD相机(13)对下试样(33)进行观测时，通过机械臂(44)将所述下试样(33)移动至所述观测孔(14)下方设定位置；

此外，在所述真空室(4)上还设置有透明玻璃作为真空室观察窗(5)。