CN115266305A - 一种多工位往复式摩擦磨损试验机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多工位往复式摩擦磨损试验机，它包括工作台、上夹具、下夹具、三向力传感器、驱动模块、上试样位置调节模块、施压模块；驱动模块固定在工作台上，三向力传感器固定在驱动模块上，下夹具固定在三向力传感器上；上夹具与上试样位置调节模块连接，上试样位置调节模块与工作台连接；施压模块与工作台连接且位于上夹具的上方。其中，驱动模块包括X向滑板、电机丝杠、电机、电机丝杠螺母；上试样位置调节模块包括Y向调节模块、Z向调节模块。本发明往复式摩擦磨损试验机位的摩擦一次装夹、多次摩擦，避免了传统试验机多个待测试样的加工误差和安装误差对实验数据的影响，从而大大提高了试验的精度。

Description

一种多工位往复式摩擦磨损试验机

技术领域

本发明涉及试验设备技术领域，具体涉及一种柔性加载的多工位往复式摩擦磨损试验机。

背景技术

往复式摩擦磨损试验是通过对试样材料表面进行摩擦磨损测试，以便在短时间内测得其摩擦系数和磨损情况，在材料摩擦学性能评价中起到关键作用。往复式摩擦磨损试验在实际操作时，将待测试样和对偶件安装在试验机夹具上，利用加压设备对一块试样进行加压，并通过往复运动实现待测试样和对偶件摩擦，在设定的时间及设定的压力下，记录试样摩擦系数，观测试样表面磨损现象，从而判断试样的摩擦学性能。

在精密摩擦零件如轴承、齿轮、空间摩擦副材料测试时，往往要求采集的摩擦系数精度高且数据可靠。当前，为减小测试误差，通用摩擦学测试方法需要对同种材质的试样进行多次测试，并对多次测试结果取平均值，以此获得精确的摩擦系数，从而获得可靠的摩擦实验结果。然而，现有的摩擦学试验机往往在固定工位摩擦，每个待测试样仅能进行一次摩擦实验，这就需要装夹多个试样进行多次摩擦，实验效率较低。特别的，不同试样间的加工误差和在摩擦学试验机上的安装误差不可避免，严重影响了摩擦系数的检测精度。

专利CN106092794A公开了《往复式双工位摩擦磨损试验机》，可以同时进行多个待测试样的磨擦试验。专利CN108088763 B公开了《多头平面往复式摩擦磨损试验机》，它通过装夹多个待测试样，实现了一次进行多个待测试样的磨损试验，从而大大缩短了试验时间，提高了试验效率。上述已有技术虽然一定程度上提高了摩擦实验效率，却也存在以下不足：

一、已有技术设置有多个夹具，每个夹具上安装一个待测试样，由于不同待测试样加工误差的存在，加之不同夹具的安装误差，使得多个待测试样最后测得的摩擦系数有很大差异，导致最后得到的试验数据不精确，摩擦试验的精度较低；二、已有技术虽然在前期调试设备时保证上下夹具之间位置的对中性，但是由于上下夹具之间的前后、左右的位置不可调整，再加上待测试样加工误差和安装误差的累积影响，上夹具并不一定能保证对下夹具的对中压紧，而某一个试样压紧位置的偏差会直接影响其它试样的测试精度，最终导致采集的摩擦系数失真；三、已有技术一次性对多个试样进行磨损试验，如果某一个试样出现摩擦力的剧烈变化，会影响待测试样摩擦力的测量准度。

综上可见，现代精密机械摩擦材料对摩擦系数的检测精度和效率提出了较高需求。这不仅要求摩擦学试验机性能可靠，同时更对待测试样的加工水平和试样在摩擦学试验机上的安装质量提出更高要求，现有摩擦学试验机限于这些问题不能较好解决，难以兼顾摩擦学检测精度和实验效率，成为摆在行业人员面前的关键难题。

另外，在复杂工况下进行摩擦磨损试验时，摩擦副界面上磨损严重或黏着撕裂，导致摩擦副轴向跳动大，对摩擦磨损试验机整体和加载机构存在刚性冲击，极大影响摩擦磨损试验机和加载机构的运行稳定性和使用寿命，因此也严重降低了摩擦磨损试验的数据准确度。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种多工位往复式摩擦磨损试验机，所述试验机的上下夹具具备前后、左右位置可调整功能，可以在一个待测试样上实现多工位的摩擦，即一次装夹、多次摩擦；在减小装夹时间、提高实验效率的同时，避免了传统试验机多个待测试样的加工误差和安装误差对实验数据的影响，从而大大提高了试验的精度，同时也提高了材料利用率，降低了试样成本。另外，本发明实现了柔性加载，可大幅度缓和试验过程中的刚性冲击，进一步提高试验精度，延长摩擦学试验机和施压气缸的使用寿命。

本发明一种多工位往复式摩擦磨损试验机，它包括工作台、上夹具、下夹具、三向力传感器、驱动模块、上试样位置调节模块、施压模块；驱动模块固定在工作台上，三向力传感器固定在驱动模块上，下夹具固定在三向力传感器上；上夹具与上试样位置调节模块连接，上试样位置调节模块与工作台连接；施压模块与工作台连接且位于上夹具的上方。

进一步地，工作台包括底板、下框架、左右两个侧板、顶板、上框架；下框架固定在底板的上面，两个侧板位于下框架的左右两外侧且与底板固接，顶板设置在两个侧板的上面且与侧板固接，顶板上开设有一个平行于Y轴的长条槽，上框架设置在两个侧板和顶板的前面，且与侧板固接。

进一步地，驱动模块包括X向滑板、电机丝杠、电机、电机丝杠螺母；电机水平布置且与下框架的后板连接，电机丝杠的一端穿过下框架的后板与电机的输出端连接，另一端穿过电机丝杠螺母与下框架的前板连接，X向滑板连接在电机丝杠螺母的上面，三向力传感器固定在X向滑板的上面。

进一步地，驱动模块还包括两个光杆、两个导向块；两个导向块固定在X向滑板的下面且相对于电机丝杠螺母左右对称，光杆从导向块中穿过，其前后端分别与安装框架的前后板连接。

进一步地，下夹具包括对称设置的左固定板、右固定板，左固定板、右固定板均固定在三向力传感器的上面，左固定板和右固定板两者之间形成矩形槽，下待测试样放置在矩形槽内。

进一步地，上试样位置调节模块包括Y向调节模块、Z向调节模块；Y向调节模块包括Y向滑板、丝杠螺母Ⅰ、滚珠丝杠Ⅰ、锁紧机构Ⅰ、手轮Ⅰ；滚珠丝杠Ⅰ的左端连接左侧的侧板，其右端穿过丝杠螺母Ⅰ、右侧的侧板后与手轮Ⅰ连接，Y向滑板固定在丝杠螺母Ⅰ的前面，锁紧机构Ⅰ设置在手轮Ⅰ上；Z向调节模块包括Z向滑板、丝杠螺母Ⅱ、滚珠丝杠Ⅱ、上下两个丝杠固定座、锁紧机构Ⅱ、手轮Ⅱ；上下丝杠固定座均固定在Y向滑板的前面，滚珠丝杠Ⅱ的上端穿过上面的丝杠固定座、顶板上的长条槽后与手轮Ⅱ连接，下端穿过丝杠螺母Ⅱ后与下面的丝杠固定座连接，Z向滑板固定在丝杠螺母Ⅱ的前面，上夹具固定在Z向滑板的前面；锁紧机构Ⅱ设置在手轮Ⅱ上。

进一步地，Y向调节模块还包括两个光杆Ⅰ、两个导向块Ⅰ，两个导向块Ⅰ固定在Y向滑板的后面且上下对称，光杆Ⅰ从导向块Ⅰ中穿过，其左右端分别与左右两个侧板板连接；Z向调节模块还包括两个相对于第二滚珠丝杠左右对称设置的导向单元，每个导向单元包括光杆Ⅱ、导向块Ⅱ、上下两个光杆固定座，导向块Ⅱ固定在Z向滑板的后面且与丝杠螺母Ⅱ的位置平齐，上下光杆固定座固定在Y向滑板的前面且与上下丝杠固定座的位置平齐，光杆Ⅱ从导向块Ⅱ中穿过，其上下端分别与上下两个光杆固定座连接。

进一步地，上夹具包括半圆形块体、柱形夹具体，柱形夹具体包括套筒、夹持柱；半圆形块体固定在Z向滑板的前面，夹持柱的上部与半圆形块体通过螺纹连接，其下部为卡箍，上待测试样设置在卡箍的方形孔，套筒旋合在卡箍外。

进一步地，施压模块包括活塞挡板、气缸、滚珠丝杠Ⅲ、两个固定座、锁紧机构Ⅲ、手轮Ⅲ、丝杠螺母Ⅲ、上下两个导轨滑块；两个固定座固定在上框架前面中间的左右两端，滚珠丝杠Ⅲ的一端与左端的固定座连接，另一端穿过丝杠螺母Ⅲ、右端的固定座后与手轮Ⅲ连接，锁紧机构Ⅲ设置在手轮Ⅲ上，气缸固定在丝杠螺母Ⅲ的前面，活塞挡板连接在气缸的活塞杆的下面；两个导轨滑块固定在气缸的后面且相对于丝杠螺母Ⅲ上下对称设置，上下导轨滑块与上框架上的上下导轨配合。

进一步地，多工位往复式摩擦磨损试验机还包括多孔弹性模块，多孔弹性模块设置在上夹具与上试样位置调节模块之间；多孔弹性模块包括多孔金属弹性块、金属矩形板，多孔金属弹性块的顶面和侧面设置有许多微小孔隙，金属矩形块紧固在多孔金属弹性块的前面；多孔金属弹性块固定在Z向滑板的前面，上夹具固定在金属矩形板的前面。

本发明往复式摩擦磨损试验机的有益效果体现在：一、实现单个待测试样上进行多工位的摩擦，避免不同夹具安装多个待测试样的安装误差和不同待测试样之间存在的加工误差，从而提高了摩擦学实验可重复性和实验精度，提高了摩擦磨损试验的数据准确度；同时，通过一次装夹、多次摩擦，简化待测试样拆装工序，节省实验时间，提高摩擦实验效率；并且减小实样耗材用量，降低实验成本；二、上下待测试样通过沿X、Y、Z轴的调整，保证了在下待测试样的每个工位上，都能实现上待测试样对下待测试样的对中夹紧，保证了测试精度和采集的摩擦系数的真实性；三、一次只对一个工位进行磨损试验即每次实验只采集一个摩擦力数据，然后再换工位开展第二次摩擦实验，两次摩擦实验之间无联系、无干扰，保证了待测试样摩擦力的测量准度；四、多孔弹性模块通过其多孔疏松的特点和良好的弹性，吸收摩擦端面跳动与震动能量，从而实现了柔性加载，有效缓和试验过程中对摩擦磨损试验机整体和加载机构的刚性冲击，使得摩擦副始终保持接触且接触压力恒定，提高试验机运行稳定性，延长了摩擦磨损试验机和加载机构的运行稳定性和使用寿命，提高了摩擦磨损试验的数据准确度。

附图说明

图1是一种多工位往复式摩擦磨损试验机的结构示意图；

图2是一种多工位往复式摩擦磨损试验机的爆炸示意图；

图3是上试样位置调节模块的爆炸示意图；

图4是驱动模块的爆炸示意图；

图5是施压模块的爆炸示意图；

图6是多孔弹性模块滑组和上夹具的结构示意图；

图7是柱形夹具体的结构示意图；

图8是下夹具和三向力传感器的结构示意图；

图9是下夹具的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

从图1、图2、图3、图4、图5可知，本发明一种多工位往复式摩擦磨损试验机，它包括工作台1、上夹具4、下夹具3、三向力传感器9、驱动模块2、上试样位置调节模块、施压模块8；驱动模块2固定在工作台1上，三向力传感器9固定在驱动模块2上，下夹具3固定在三向力传感器9上；上夹具4与上试样位置调节模块连接，上试样位置调节模块与工作台1连接；施压模块8与工作台1连接且位于上夹具4的上方。

在进行磨损试验前，先对本发明试验机进行调试，使上下夹具的中心的X向位置一致。在使用本发明试验机进行磨损试验时，先将下待测试样12固定在下夹具3上，将上待测试样11(对偶件)固定在上夹具4上；再通过上试样位置调节模块调节上夹具4的Y向位置使其位于下夹具3的正上方并向下运动直到上待测试样11与下待测试样12贴合；然后通过调整施压模块8使其位于上夹具4的正上方并向下压紧上夹具4，从而实现对下待测试样12进行施压；最后启动驱动模块2，使下待测试样12前后移动，从而实现下待测试样12与上待测试样11的相对滑动即往复式摩擦，从而进行磨损试验；进行磨损试验时，上待测试样11首先压在下待测试样12的工位Ⅰ上，当下待测试样12往复摩擦完成工位1的磨损试验后，上待测试样11移动并压紧在下待测试样12上的工位Ⅱ上再进行磨损试验，如此循环直到完成所有工位的摩擦，从而实现了单个试样的多工位摩擦，即只装夹一个下待测试样12就可实现多次摩擦。其中，三向力传感器9用于检测下试样表面所受的摩擦力和正压力。

从上面可以看出，本发明往复式摩擦磨损试验机中的上下夹具具备前后、左右位置可调整功能，可以在一个待测试样上实现多工位的摩擦即一次装夹、多次摩擦，从而避免不同夹具安装多个待测试样的安装误差和不同待测试样之间存在的加工误差，提高了摩擦学实验可重复性和实验精度，提高了摩擦磨损试验的数据准确度；同时，通过一次装夹、多次摩擦，简化待测试样拆装工序，节省实验时间，提高摩擦实验效率；并且减小实样耗材用量，降低实验成本。

实施例2

从图1、图2、图3、图4、图5可知，本发明多工位往复式摩擦磨损试验机：工作台1包括底板101、下框架102、左右两个侧板103、顶板104、上框架105；下框架102固定在底板101的上面，两个侧板103位于下框架102的左右两外侧且与底板101固接，顶板104设置在两个侧板103的上面且与侧板103固接，顶板104上开设有一个平行于Y轴的长条槽，上框架105设置在两个侧板103和顶板104的前面，且与侧板103固接。

驱动模块2、上试样位置调节模块、施压模块8均分别与工作台1进行连接，从而实现其相关的功能。

实施例3

从图1、图2、图4可知，本发明多工位往复式摩擦磨损试验机：驱动模块2包括X向滑板201、电机丝杠202、电机203、电机丝杠螺母204；电机203水平布置且与下框架102的后板连接，电机丝杠202的一端穿过下框架102的后板与电机203的输出端连接，另一端穿过电机丝杠螺母204与下框架102的前板连接，X向滑板201连接在电机丝杠螺母204的上面，三向力传感器9固定在X向滑板201的上面。

其中，驱动模块2还包括前后两个轴承，电机丝杠202与安装框架102的前后板之间设置有轴承。

驱动模块2中的电机丝杠202与电机丝杠螺母204构成螺旋副；当电机203工作带动电机丝杠202转动时，电机丝杠螺母204通过X向滑板201带动三向力传感器9和下夹具3沿X轴前后移动，从而实现了放置在下夹具3里面的下待测试样12的前后往复运动，从而进行往复摩擦磨损试验。同时，也可保证上下待测试样之间的X轴位置的一致性。

其中，驱动模块2还包括两个光杆205、两个导向块206；两个导向块206固定在X向滑板201的下面且相对于电机丝杠螺母204左右对称，光杆205从导向块206中穿过，其前后端分别与安装框架102的前后板连接。

X向滑板201在随着电机丝杠螺母204前后移动时，同时通过导向块206沿着光杆205前后移动，更好地保证了三向力传感器9和下夹具3沿X轴前后移动的稳定性。

实施例4

从图8、图9可知，下夹具3包括对称设置的左固定板301、右固定板302，左固定板301、右固定板302均固定在三向力传感器9的上面，左固定板301和右固定板302两者之间形成矩形槽303，下待测试样12放置在矩形槽303内。

下待测试样12呈板状且板面水平，安装时，先将下待测试样12放置在三向力传感器9上，然后左固定板301、右固定板302从左右两边通过矩形槽303卡紧下待测试样12，再将固定板固定在三向力传感器9上。此种安装方式可以可靠地限定下待测试样12的位置，使其不会在任何方向上移动，保证了摩擦实验数据的准确性。下待测试样12有多个摩擦工位，每次只对一个工位进行磨损试验即每次实验只采集一个摩擦力数据，然后再换工位开展第二次摩擦实验，两次摩擦实验之间无联系、无干扰，保证了待测试样摩擦力的测量准度；

实施例5

从图1、图2、图3可知，本发明多工位往复式摩擦磨损试验机：上试样位置调节模块包括Y向调节模块7、Z向调节模块6；Y向调节模块7包括Y向滑板701、丝杠螺母Ⅰ702、滚珠丝杠Ⅰ703、锁紧机构Ⅰ704、手轮Ⅰ705；滚珠丝杠Ⅰ703的左端连接左侧的侧板103，其右端穿过丝杠螺母Ⅰ702、右侧的侧板103后与手轮Ⅰ705连接，Y向滑板701固定在丝杠螺母Ⅰ702的前面，锁紧机构Ⅰ704设置在手轮Ⅰ705上；Z向调节模块6包括Z向滑板601、丝杠螺母Ⅱ602、滚珠丝杠Ⅱ603、上下两个丝杠固定座604、锁紧机构Ⅱ605、手轮Ⅱ606；上下丝杠固定座604均固定在Y向滑板701的前面，滚珠丝杠Ⅱ603的上端穿过上面的丝杠固定座604、顶板104上的长条槽后与手轮Ⅱ606连接，下端穿过丝杠螺母Ⅱ602后与下面的丝杠固定座604连接，Z向滑板601固定在丝杠螺母Ⅱ602的前面，上夹具4固定在Z向滑板601的前面；锁紧机构Ⅱ605设置在手轮Ⅱ606上。

其中，Y向调节模块7还包括左右两个轴承，滚珠丝杠Ⅰ703与左右两个侧板103之间设置有轴承；Z向调节模块6还包括上下两个轴承，滚珠丝杠Ⅱ603与上下两个丝杠固定座604之间设置有轴承。

转动手轮Ⅰ705，滚珠丝杠Ⅰ703的两端可在左右侧板103内转动，通过丝杠螺母Ⅰ702带动Y向滑板701左右移动，从而带动Z向调节模块6一起左右移动，即带动上夹具体4左右移动，使其位于下夹具3的正上方；转动手轮Ⅱ606，滚珠丝杠Ⅱ603的两端可在上下丝杠固定座604内转动，通过丝杠螺母Ⅱ602带动Z向滑板601上下移动，从而带动上夹具体4上下移动，使得上夹具4靠近或远离下夹具3；经过Y向调节模块7和Z向调节模块6的调节，固定在上夹具体4上的上待测试样11实现了Y轴和Z轴的移动，使其与下待测试样12贴合。即上待测试样通过沿Y、Z轴的调整，保证了在下待测试样的每个工位上，都能实现上待测试样对下待测试样的对中夹紧，保证了测试精度和采集的摩擦系数的真实性。

当上待测试样11到达指定的左右位置时，通过旋转锁紧机构Ⅰ704锁紧丝杠螺母Ⅰ702，从而使得Y轴滑板701不再发生移动；当上试样11到达指定的上下位置时，通过旋转锁紧机构Ⅱ605锁紧丝杠螺母Ⅱ602，从而使得Z向滑板601不再发生移动，从而固定住上夹具体4上的上待测试样11的位置。

实施例6

从图1、图2、图3可知，本发明多工位往复式摩擦磨损试验机：Y向调节模块7还包括两个光杆Ⅰ706、两个导向块Ⅰ707，两个导向块Ⅰ707固定在Y向滑板701的后面且上下对称，光杆Ⅰ706从导向块Ⅰ707中穿过，其左右端分别与左右两个侧板103板连接；Z向调节模块6还包括两个相对于第二滚珠丝杠603左右对称设置的导向单元，每个导向单元包括光杆Ⅱ607、导向块Ⅱ608、上下两个光杆固定座609，导向块Ⅱ608固定在Z向滑板601的后面且与丝杠螺母Ⅱ602的位置平齐，上下光杆固定座609固定在Y向滑板701的前面且与上下丝杠固定座604的位置平齐，光杆Ⅱ607从导向块Ⅱ608中穿过，其上下端分别与上下两个光杆固定座609连接。

Y向滑板701在随着丝杠螺母Ⅰ702左右移动时，同时通过导向块Ⅰ707沿着光杆Ⅰ706左右移动，更好地保证了其左右移动的稳定性；Z向滑板601在随着丝杠螺母Ⅱ702上下移动时，同时通过导向块Ⅱ608沿着光杆Ⅱ607上下移动，更好地保证了其上下移动的稳定性。

实施例7

从图7可知，本发明多工位往复式摩擦磨损试验机：上夹具4包括半圆形块体401、柱形夹具体402，柱形夹具体402包括套筒4021、夹持柱4022；半圆形块体401固定在Z向滑板601的前面，夹持柱4022的上部与半圆形块体401通过螺纹连接，其下部为卡箍4023，上待测试样11设置在卡箍4023的方形孔，套筒4021旋合在卡箍4023外。

安装上待测试样11时，先将其插在卡箍4023的方形孔，然后在夹持柱4022的下部套上套筒4021，通过对卡箍4023的挤压使上待测试样11可靠地固定在方形孔内部。

实施例8

从图1、图2、图5可知，本发明多工位往复式摩擦磨损试验机：施压模块8包括活塞挡板801、气缸802、滚珠丝杠Ⅲ803、两个固定座804、锁紧机构Ⅲ805、手轮Ⅲ806、丝杠螺母Ⅲ807、上下两个导轨滑块808；两个固定座804固定在上框架105前面中间的左右两端，滚珠丝杠Ⅲ803的一端与左端的固定座804连接，另一端穿过丝杠螺母Ⅲ807、右端的固定座804后与手轮Ⅲ806连接，锁紧机构Ⅲ805设置在手轮Ⅲ806上，气缸802固定在丝杠螺母Ⅲ807的前面，活塞挡板801连接在气缸802的活塞杆的下面；两个导轨滑块808固定在气缸802的后面且相对于丝杠螺母Ⅲ807上下对称设置，上下导轨滑块808与上框架105上的上下导轨配合。

转动手轮Ⅲ806，第三滚珠丝杠Ⅲ803的两端可在左右固定座804内转动，通过丝杠螺母Ⅲ807带动气缸802左右移动，使得其位于上夹具4的正上方且活塞挡板801的几何中心与上夹具4中心对齐；然后气缸802向下运动，使活塞挡板801压紧在上夹具4的上面。气缸802在随着丝杠螺母Ⅲ807左右移动时，同时通过导轨滑块808沿着导轨左右移动，更好地保证了其左右移动的稳定性。当气缸802到达指定的左右位置时，通过旋转锁紧机构Ⅲ805锁紧丝杠螺母Ⅲ807，从而使得气缸802不再发生移动。即施压模块8通过沿Y、Z轴的调整，保证了其可以对中地压紧在上夹具4的上面，进而使上待测试样准确地压紧在下待测试样的不同工位上，保证了测试精度。

其中，气缸802为双轴气缸，其活塞的一端腔室与气泵的主管与相通，其活塞的另一端腔室与出气管相通。气泵的主管上设置有进气阀，出气管上设置有出气阀；通过进气阀和排气阀，可控制双轴气缸施加压力的数值大小。

实施例9

从图6可知，本发明多工位往复式摩擦磨损试验机还包括多孔弹性模块5，多孔弹性模块5设置在上夹具4与上试样位置调节模块之间；多孔弹性模块5包括多孔金属弹性块501、金属矩形板502，多孔金属弹性块501的顶面和侧面设置有许多微小孔隙，金属矩形块502紧固在多孔金属弹性块501的前面；多孔金属弹性块501固定在Z向滑板601的前面，上夹具4固定在金属矩形板502的前面。

多孔弹性模块5利用其多孔疏松的特点和良好的弹性产生弹性形变的特点，一方面可以吸收摩擦端面跳动与震动能量，有效地缓和试验过程中对摩擦磨损试验机整体和加载机构的刚性冲击，通过柔性加载延长了摩擦学试验机和施压气缸的使用寿命，进一步提高试验精度；另一方面可使上待测试样与下待测试样始终保持接触且接触压力恒定，确保摩擦磨损试验的准确性。

结合附图对本发明磨损试验机的工作原理说明如下：先将下待测试样12固定在下夹具3上，将上待测试样11固定在上夹具4上；再通过手轮Ⅰ705使上夹具4左右移动至位于下夹具3的正上方、通过手轮Ⅱ606使上夹具4向下移动靠近下夹具3，直到上待测试样11与下待测试样12贴合；然后通过手轮Ⅲ806使气缸802左右移动至位于上夹具4的正上方，启动气缸802使活塞挡板801下降直到压在上夹具4上，从而实现对下待测试样12进行施压；最后启动电机203，使下待测试样12前后移动进行往复式摩擦，从而进行下待测试样与上待测试样的磨损试验。

进行磨损试验时，上待测试样11首先压在下待测试样12的工位Ⅰ上，当下待测试样12往复摩擦完成工位Ⅰ的磨损试验后，上待测试样11移动并压紧在下待测试样12上的工位Ⅱ上进行磨损试验后，上待测试样11又移动并压紧在下待测试样12上的工位Ⅲ上进行磨损试验，如此循环赶到完成所有工位的摩擦，从而实现了单个试样的多工位摩擦功能，即只装夹一个下待测试样12就可实现多次摩擦，从而完成磨损实验。

上待测试样11从下待测试样12的工位Ⅰ移到工位Ⅱ的过程是：松开活塞挡板801，然后通过调节手轮Ⅰ705和手轮Ⅱ606移动上待测试样11至下待测试样12上的工位2，然后调节手轮Ⅲ806使活塞挡板801与下待测试样12进行对心并通过气缸802进行加载，进行工位Ⅱ上的往复摩擦磨损试验。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种多工位往复式摩擦磨损试验机，其特征是：它包括工作台(1)、上夹具(4、)下夹具(3)、三向力传感器(9)、驱动模块(2)、上试样位置调节模块、施压模块(8)；驱动模块(2)固定在工作台(1)上，三向力传感器(9)固定在驱动模块(2)上，下夹具(3)固定在三向力传感器(9)上；上夹具(4)与上试样位置调节模块连接，上试样位置调节模块与工作台(1)连接；施压模块(8)与工作台(1)连接且位于上夹具(4)的上方。

2.根据权利要求1所述的多工位往复式摩擦磨损试验机，其特征是：工作台1包括底板(101)、下框架(102)、左右两个侧板(103)、顶板(104)、上框架(105)；下框架(102)固定在底板(101)的上面，两个侧板(103)位于下框架(102)的左右两外侧且与底板(101)固接，顶板104设置在两个侧板(103)的上面且与侧板(103)固接，顶板(104)上开设有一个平行于Y轴的长条槽，上框架(105)设置在两个侧板(103)和顶板(104)的前面，且与侧板(103)固接。

3.根据权利要求2所述的多工位往复式摩擦磨损试验机，其特征是：驱动模块(2)包括X向滑板(201)、电机丝杠(202)、电机(203)、电机丝杠螺母(204)；电机(203)水平布置且与下框架(102)的后板连接，电机丝杠(202)的一端穿过下框架(102)的后板与电机(203)的输出端连接，另一端穿过电机丝杠螺母(204)与下框架(102)的前板连接，X向滑板(201)连接在电机丝杠螺母(204)的上面，三向力传感器(9)固定在X向滑板(201)的上面。

4.根据权利要求3所述的多工位往复式摩擦磨损试验机，其特征是：驱动模块(2)还包括两个光杆(205)、两个导向块(206)；两个导向块(206)固定在X向滑板(201)的下面且相对于电机丝杠螺母(204)左右对称，光杆(205)从导向块(206)中穿过，其前后端分别与安装框架(102)的前后板连接。

5.根据权利要求1所述的多工位往复式摩擦磨损试验机，其特征是：下夹具(3)包括对称设置的左固定板(301)、右固定板(302)，左固定板(301)、右固定板(302)均固定在三向力传感器(9)的上面，左固定板(301)和右固定板(302)两者之间形成矩形槽(303)，下待测试样(12)放置在矩形槽(303)内。

6.根据权利要求2所述的多工位往复式摩擦磨损试验机，其特征是：上试样位置调节模块包括Y向调节模块(7)、Z向调节模块(6)；Y向调节模块(7)包括Y向滑板(701)、丝杠螺母Ⅰ(702)、滚珠丝杠Ⅰ(703)、锁紧机构Ⅰ(704)、手轮Ⅰ(705)；滚珠丝杠Ⅰ(703)的左端连接左侧的侧板(103)，其右端穿过丝杠螺母Ⅰ(702)、右侧的侧板(103)后与手轮Ⅰ(705)连接，Y向滑板(701)固定在丝杠螺母Ⅰ(702)的前面，锁紧机构Ⅰ(704)设置在手轮Ⅰ(705)上；Z向调节模块(6)包括Z向滑板(601)、丝杠螺母Ⅱ(602)、滚珠丝杠Ⅱ(603)、上下两个丝杠固定座(604)、锁紧机构Ⅱ(605)、手轮Ⅱ(606)；上下丝杠固定座(604)均固定在Y向滑板(701)的前面，滚珠丝杠Ⅱ(603)的上端穿过上面的丝杠固定座(604)、顶板(104)上的长条槽后与手轮Ⅱ(606)连接，下端穿过丝杠螺母Ⅱ(602)后与下面的丝杠固定座(604)连接，Z向滑板(601)固定在丝杠螺母Ⅱ(602)的前面，上夹具(4)固定在Z向滑板(601)的前面；锁紧机构Ⅱ(605)设置在手轮Ⅱ(606)上。

7.根据权利要求6所述的多工位往复式摩擦磨损试验机，其特征是：Y向调节模块(7)还包括两个光杆Ⅰ(706)、两个导向块Ⅰ(707)，两个导向块Ⅰ(707)固定在Y向滑板(701)的后面且上下对称，光杆Ⅰ(706)从导向块Ⅰ(707)中穿过，其左右端分别与左右两个侧板(103)板连接；Z向调节模块(6)还包括两个相对于第二滚珠丝杠(603)左右对称设置的导向单元，每个导向单元包括光杆Ⅱ(607)、导向块Ⅱ(608)、上下两个光杆固定座(609)，导向块Ⅱ(608)固定在Z向滑板(601)的后面且与丝杠螺母Ⅱ(602)的位置平齐，上下光杆固定座(609)固定在Y向滑板(701)的前面且与上下丝杠固定座(604)的位置平齐，光杆Ⅱ(607)从导向块Ⅱ(608)中穿过，其上下端分别与上下两个光杆固定座(609)连接。

8.根据权利要求6所述的多工位往复式摩擦磨损试验机，其特征是：上夹具(4)包括半圆形块体(401)、柱形夹具体(402)，柱形夹具体(402)包括套筒(4021)、夹持柱(4022)；半圆形块体(401)固定在Z向滑板(601)的前面，夹持柱(4022)的上部与半圆形块体(401)通过螺纹连接，其下部为卡箍(4023)，上待测试样(11)设置在卡箍(4023)的方形孔，套筒(4021)旋合在卡箍(4023)外。

9.根据权利要求2所述的多工位往复式摩擦磨损试验机，其特征是：施压模块(8)包括活塞挡板(801)、气缸(802)、滚珠丝杠Ⅲ(803)、两个固定座(804)、锁紧机构Ⅲ(805)、手轮Ⅲ(806)、丝杠螺母Ⅲ(807)、上下两个导轨滑块(808)；两个固定座(804)固定在上框架(105)前面中间的左右两端，滚珠丝杠Ⅲ(803)的一端与左端的固定座(804)连接，另一端穿过丝杠螺母Ⅲ(807)、右端的固定座(804)后与手轮Ⅲ(806)连接，锁紧机构Ⅲ(805)设置在手轮Ⅲ(806)上，气缸(802)固定在丝杠螺母Ⅲ(807)的前面，活塞挡板(801)连接在气缸(802)的活塞杆的下面；两个导轨滑块(808)固定在气缸(802)的后面且相对于丝杠螺母Ⅲ(807)上下对称设置，上下导轨滑块(808)与上框架(105)上的上下导轨配合。

10.根据权利要求6所述的多工位往复式摩擦磨损试验机，其特征是：它还包括多孔弹性模块(5)，多孔弹性模块(5)设置在上夹具(4)与上试样位置调节模块之间；多孔弹性模块(5)包括多孔金属弹性块(501)、金属矩形板(502)，多孔金属弹性块(501)的顶面和侧面设置有许多微小孔隙，金属矩形块(502)紧固在多孔金属弹性块(501)的前面；多孔金属弹性块(501)固定在Z向滑板(601)的前面，上夹具(4)固定在金属矩形板(502)的前面。

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