CN115855796A - 一种真空低温回转式摩擦学测试仪及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种真空低温回转式摩擦学测试仪，包括箱体，所述箱体内部固定安装有三相异步电机，所述箱体顶部设置有低温真空冷却机构，所述低温真空冷却机构上设置有驱动机构，所述驱动机构与三相异步电机的动力输出轴相连接，所述低温真空冷却机构上设置有测量机构，所述测量机构底端设置有摩擦副机构，所述低温真空冷却机构左侧设置有加载机构，所述加载机构与箱体固定连接，使用了液氮循环泵的方式进行冷却，与液氮浸泡方式相比：避免了液氮与外界的直接接触，且对液氮量的要求不高，在本试验机中，真空室体积较小，在这样的情况下，真空室的中间冷却腔与液氮循环泵连接进行冷却简单易行，且经济高效。
Description
技术领域
本发明涉及极端工况下材料摩擦学性能测试领域，尤其涉及一种真空低温回转式摩擦学测试仪及其测试方法。
背景技术
低温摩擦学一直被认为是空间技术的基石，是包括深空探测器、火箭涡轮泵在内许多高端装备的共性问题；
目前，主要有两种低温摩擦学测试仪器的研制思路：一种是将摩擦副置于真空腔体内，真空腔体则处于低温液体营造的环境中，该方法操作难度较大，常用于外太空真空低温环境中固体润滑材料的研究；另外一种是直接将摩擦副浸泡在低温流体介质中，即低温的同时伴随着极低粘度的润滑介质，材料低温摩擦磨损特性因物理环境变化与常温测试结果相比有显著差异。
发明内容
本发明的目的在于提供一种，以解决上述技术问题。
本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：
一种真空低温回转式摩擦学测试仪，包括箱体，所述箱体内部固定安装有三相异步电机，所述箱体顶部设置有低温真空冷却机构，所述低温真空冷却机构上设置有驱动机构，所述驱动机构与三相异步电机的动力输出轴相连接，所述低温真空冷却机构上设置有测量机构，所述测量机构底端设置有摩擦副机构，所述低温真空冷却机构左侧设置有加载机构，所述加载机构与箱体固定连接。
优选的，所述低温真空冷却机构包括低温真空腔，所述低温真空腔通过第一螺栓、第二弹性垫圈、第二平垫圈与真空室端盖相连接，所述真空室端盖顶端通过第一弹性垫圈、第一平垫圈、第五螺钉与法兰式空心轴磁流体动密封件相连接，所述法兰式空心轴磁流体动密封件与真空室端盖之间设置有第一密封圈。
优选的，所述驱动机构包括磁力联轴器，所述磁力联轴器贯穿设置在低温真空腔的底端并与低温真空腔固定连接，所述磁力联轴器底端与三相异步电机的动力输出轴相连接，所述磁力联轴器顶端通过过度连接轴与卡盘连接盘相连接，所述卡盘连接盘通过第四平垫圈、第四弹性垫圈、第二螺栓与三爪自定心卡盘相连接，所述三爪自定心卡盘上设置有下试样垫块，所述下试样垫块上方设置有下试样盘。
优选的，所述测量机构包括弹簧支座，所述弹簧支座下方设置有压力传感器，所述压力传感器下方设置有扭矩传感器支座，所述压力传感器、弹簧支座、扭矩传感器支座通过第一双头螺柱、第三锁紧垫圈、第三锁紧螺母相连接，所述扭矩传感器支座底部通过第五平垫圈、第五弹性垫圈、第二螺钉与扭矩传感器相连接，所述扭矩传感器下端嵌入施力杆，所述施力杆通过波纹管联轴器与加载杆相连接，所述加载杆穿插于法兰式空心轴磁流体动密封件中，所述加载杆与法兰式空心轴磁流体动密封件之间设置有多个第二密封圈。
优选的，所述摩擦副机构包括加载杆支座，所述加载杆支座上部分通过第四螺钉、第三平垫圈、第三弹性垫圈与加载杆连接，所述加载杆支座下部分通过第三螺钉、第六平垫圈、第六弹性垫圈与销夹具进行连接，所述销夹具内部螺纹连接有第三螺栓，所述第三螺栓下方设置有销夹具配件，所述销夹具配件下方设置有圆锥销。
优选的，所述加载机构包括轴向固定轴承座，所述轴向固定轴承座与箱体固定连接，所述轴向固定轴承座内部设置有轴向固定轴承，所述轴向固定轴承内部设置有滚珠丝母，所述箱体上部贯穿设置有轴承外套装推力轴承座，所述轴承外套装推力轴承座与箱体固定连接，所述轴承外套装推力轴承座内部设置有推力轴承，所述推力轴承与滚珠丝母相配合，所述推力轴承内圈与滚珠丝母之间套设有瓦轴套，所述推力轴承上端通过轴承端盖与推力轴承座间的普通螺栓连接夹紧固定，所述推力轴承座上端为圆柱体，所述滚珠丝母内部设置有滚珠丝杆，所述滚珠丝杆穿过弹簧支座，所述滚珠丝杆上方设置有弹簧压板，所述弹簧压板通过第二锁紧螺母、第二双头螺柱、第七弹性垫圈、第七平垫圈与滚珠丝杆相连接，所述弹簧压板与弹簧支座之间设置有加载弹簧，所述加载弹簧套设在滚珠丝杆上，所述轴向固定轴承座左侧设置有步进电机，所述步进电机的动力输出轴与滚珠丝母上分别固定设置有小带轮、大带轮，所述小带轮、大带轮通过连接带相连接。
优选的，所述下试样盘为水平布置的圆盘形结构。
一种真空低温回转式摩擦学测试仪的测试方法，在液氮循环的低温真空腔的条件下，当载荷相同，转速不同时，对圆锥销与下试样盘接触点间的摩擦系数测量，按如下步骤进行：
步骤a1、通过弹簧支座竖直位置的调节摩擦副机构的高度，使得圆锥销顶点与下试样盘上端面相距3—5mm的竖直间隙；
步骤a2、打开低温真空室的进液口与出液口，向低温真空室内充入氮气，排出腔内空气，直至腔内充满氮气后停止氮气输入，关闭出液口，在将进液口于液氮循环泵出口连接，向腔中通入液氮，至液面没过圆锥销顶端，利用液氮对圆锥销与下试样盘的摩擦工作区域充分冷却，后将真空室出液口与液氮循环泵进口连接构成循环冷却；
步骤a3、通过弹簧支座竖直位置的调节摩擦副机构的高度，使得圆锥销顶点与下试样盘上端面相接触，通过压力传感器观察压力变化，使得压力值控制在预定范围内，记录下压力值；
步骤a4、启动驱动机构的三相异步电机，调节三相异步电机转速为预设的一组转速；
步骤a5、以三相异步电机开始运转时刻记为初始时刻，记录下初始时刻的摩擦力矩传感器的摩擦力矩值，同时记录下初始时刻至测试结束过程中的摩擦力矩值；
步骤a6、完成测试后，驱动机构的三相异步电机关机；
步骤a7、保证压力传感器的压力值不变，同时确保液氮没过摩擦工作区，调节电机转速为另一组预设值，重复步骤a4—a6，测量在相同载荷压力，不同转速的条件下，圆锥销与下试样盘间的摩擦力矩测量值；
步骤a8、重复步骤a7，进行多次测量，得到相同载荷压力，多组不同转速的条件下，圆锥销与下试样盘间的摩擦力矩测量值；
步骤a9、完成测试，三相异步电机停机。
一种真空低温回转式摩擦学测试仪的测试方法，在液氮循环的低温真空腔的条件下，当载荷不同，转速相同时，对圆锥销与下试样盘接触点间的摩擦系数测量，按如下步骤进行：
步骤b1、通过弹簧支座竖直位置的调节摩擦副机构的高度，使得圆锥销顶点与下试样盘上端面相距3—5mm的竖直间隙；
步骤b2、打开低温真空室的进液口与出液口，向低温真空室内充入氮气，排出腔内空气，直至腔内充满氮气后停止氮气输入，关闭出液口，在将进液口于液氮循环泵出口连接，向腔中通入液氮，至液面没过圆锥销顶端，利用液氮对圆锥销与下试样盘的摩擦工作区域充分冷却，后将真空室出液口与液氮循环泵进口连接构成循环冷却；
步骤b3、通过弹簧支座竖直位置的调节摩擦副机构的高度，使得圆锥销顶点与下试样盘上端面相接触，通过压力传感器观察压力变化，使得压力值控制在预定范围内；
步骤b4、启动驱动机构的三相异步电机，调节三相异步电机转速为预设的测量转速；
步骤b5、以三相异步电机开始运转时刻记为初始时刻，记录下初始时刻的摩擦力矩传感器的摩擦力矩值，同时记录下初始时刻至测试结束过程中的摩擦力矩值；
步骤b6、完成测试后，驱动机构的三相异步电机关机；
步骤b7、先调节弹簧支座恢复为初始状态，此时圆锥销与下试样盘上端面分离并相距3—5mm的竖直间隙，此时压力传感器数值为0，随后又调节弹簧支座使得同时压力传感器数值为另一组预设载荷值，同时确保液氮没过摩擦工作区，重复步骤b4—b6，测量在不同载荷压力，相同转速的条件下，圆锥销与下试样盘间的摩擦力矩测量值；
步骤b8、重复步骤b7，进行多次测量，得到多组不同载荷压力，相同转速的条件下，圆锥销与下试样盘间的摩擦力矩测量值；
步骤b9、完成测试，三相异步电机停机。
本发明的有益效果是：
1、本发明使用了液氮循环泵的方式进行冷却，与液氮浸泡方式相比：避免了液氮与外界的直接接触，且对液氮量的要求不高，在本试验机中，真空室体积较小，在这样的情况下，真空室的中间冷却腔与液氮循环泵连接进行冷却简单易行，且经济高效。
2、本发明采用将摩擦副机构放置于真空低温环境中，将测量传感器安置于常温环境中，解决了在超低温条件下传感器容易失效或产生较大误差的情况。
3、本发明采用将主轴系统与真空腔体的连接通过磁力联轴器进行传动,试验力测量系统及静态扭矩传感器进入真空系统采用旋转直线磁流体及金属波纹管密封，试验腔体端盖配用CF密封法兰密封方式，使得密封程度大大提升，提高了测试仪的可靠性。
附图说明
图1是摩擦副机构结构示意图；
图2是真空腔体内部结构示意图；
图3是测量机构结构示意图；
图4是加载机构结构示意图；
图5是本发明的正面剖视图；
图6是本发明的侧面剖视图。
附图标记：1、加载杆支座；2、第三螺钉；3、销夹具；4、第三螺栓；5、第六弹性垫圈；6、第六平垫圈；7、销夹具配件；8、圆锥销；9、第三锁紧螺母；10、第三锁紧垫圈；11、弹簧支座；12、压力传感器；13、扭矩传感器支座；14、扭矩传感器；15、第五平垫圈；16、第五弹性垫圈；17、第二螺钉；18、波纹管联轴器；19、法兰式空心轴磁流体动密封件；20、第二密封圈；21、第五螺钉；22、第一双头螺柱；23、施力杆；24、加载杆；25、第一弹性垫圈；26、第一平垫圈；27、真空室端盖；28、第一密封圈；29、第四螺钉；30、第三平垫圈；31、第三弹性垫圈；32、轴承端盖；33、滚珠丝母；34、大带轮；35、固定环；36、轴向固定轴承座；37、弹簧压板；38、加载弹簧；39、滚珠丝杆；40、推力轴承座；41、推力轴承；42、瓦轴套；43、轴向固定轴承；44、第七平垫圈；45、第七弹性垫圈；46、第二双头螺柱；47、第二锁紧螺母；48、下试样盘；49、下试样垫块；50、三爪自定心卡盘；51、卡盘连接盘；52、第四平垫圈；53、第四弹性垫圈；54、第二螺栓；55、过度连接轴；56、磁力联轴器；57、箱体；58、第一螺栓；59、第二弹性垫圈；60、第二平垫圈；61、低温真空腔；62、小带轮；63、步进电机；64、三相异步电机。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。
下面结合附图描述本发明的具体实施例。
实施例1：
如图1-6所示，一种真空低温回转式摩擦学测试仪，主要用于销盘摩擦副回转运动形式的摩擦学实验，进行摩擦系数的测试，包括：
下试样盘48，通过三爪自定心卡盘50固定，布置与充满液氮循环的低温真空腔61中，测量时能够由驱动机构驱动绕轴心回转；
测量机构是作用在下试样盘48上的外加载荷由步进电机驱动的弹簧加载机构产生，通过压力传感器12测得；作用在摩擦副间的摩擦扭矩由静态扭矩传感器14测得，后通过计算得出下试样盘48的摩擦系数；
测量机构、摩擦副机构与加载机构间是一个同步位移构件，测量机构与摩擦副机构是一个同步转动构件，下试样盘48与圆锥销8接触点间的外加载荷与摩擦力依次通过销夹具3、加载杆支座1、加载杆24、波纹管联轴器18、施力杆23传递至压力传感器12与静态扭矩传感器14检测；
加载机构结构包括步进电机63，滚珠丝杠39结构，加载弹簧38，采用步进电机48驱动，通过连接带带动的滚珠丝杠39结构的传动，实现对加载弹簧38的压缩带动弹簧支座11实现上下往复的运动，其中，连接带与滚珠丝杠39结构的传动是通过连接带带动滚珠丝母33旋转，进而带动滚珠丝杠39的轴向运动；
驱动机构为：
由三相异步电机64驱动，经磁力联轴器56与过度连接轴55传递给卡盘连接盘51，卡盘连接盘51与三爪自定心卡盘50由第二螺栓54连接固定带动转动，下试样垫块49布设于下试样盘48下，三爪自定心卡盘50中起支撑下试样盘48的作用；
低温真空冷却机构为：
低温真空腔61与真空室端盖27通过第一螺栓58连接，主轴系统与低真空腔体61的连接通过磁力联轴器56进行传动,试验力测量系统及静态扭矩传感器摩擦扭矩测量进入真空系统采用旋转直线法兰式空心轴磁流体动密封件19及波纹管联轴器18密封，试验腔体端盖配用CF密封法兰密封；
摩擦副机构为：
加载杆支座1上部分通过第四螺钉29与加载杆24连接，下部分通过第三螺钉2与销夹具3进行连接，将作用力传递给圆锥销8，第三螺栓4下方布设填充空间的销夹具配件7用于固定圆锥销8，防止轴向移动；
测量机构为：
压力传感器12设于弹簧支座11与扭矩传感器支座13中间，通过第一双头螺柱22与第三锁紧螺母9连接固定，扭矩传感器14上端通过第二螺钉17与扭矩传感器支座13连接，下端嵌入施力杆23中，施力杆23通过波纹管联轴器18将动力传递给加载杆24，加载杆24穿插于法兰式空心轴磁流体动密封件19中，下端末梢通过第四螺钉29与加载杆支座1连接，真空室端盖27通过第五螺钉21与法兰式空心轴磁流体动密封件19连接创造密闭真空环境；
加载机构为：
步进电机通过连接带机构将动力传递给大带轮34，大带轮34通过键连接传递给滚珠丝杠结构，大带轮34下方布设固定环35限制其轴向的滑移，滚珠丝母33下端与轴向固定轴承43配合，承受径向力，轴承外套装轴向固定轴承座36上端与推力轴承41配合，承受轴向力，轴承外套装推力轴承座40，轴承内圈与滚珠丝母33之间套设一瓦轴套42，使结构紧凑，推力轴承41上端通过32轴承端盖与推力轴承座40间的普通螺栓连接夹紧固定，推力轴承座40上端设为圆柱体，弹簧支座11插入圆柱体中可上下往复运动，弹簧压板37通过第二锁紧螺母47、第二双头螺柱46与滚珠丝杆39连接，加载弹簧38套装于滚珠丝杆39，通过滚珠丝杆39的旋转直线运动使得加载弹簧38产生压缩迫使弹簧支座11向下移动；
由于本试验机摩擦副的摩擦力矩偏小，为了尽可能减少真空室内与外界接触，选择了磁力联轴器56进行隔空传动；
下试样盘48为水平布置的圆盘形结构。
实施例2：
如图1-6所示，在其它部分均与实施例1相同的情况下，本实施例与实施例1的区别在于：
一种真空低温回转式摩擦学测试仪的测试方法，在液氮循环的低温真空腔61的条件下，当载荷相同，转速不同时，对圆锥销8与下试样盘48接触点间的摩擦系数测量，按如下步骤进行：
步骤a1、通过弹簧支座11竖直位置的调节摩擦副机构的高度，使得圆锥销8顶点与下试样盘48上端面相距3—5mm的竖直间隙；
步骤a2、打开低温真空室的进液口与出液口，向低温真空室内充入氮气，排出腔内空气，直至腔内充满氮气后停止氮气输入，关闭出液口，在将进液口于液氮循环泵出口连接，向腔中通入液氮，至液面没过圆锥销8顶端，利用液氮对圆锥销8与下试样盘48的摩擦工作区域充分冷却，后将低温真空室61出液口与液氮循环泵进口连接构成循环冷却；
步骤a3、通过弹簧支座11竖直位置的调节摩擦副机构的高度，使得圆锥销8顶点与下试样盘48上端面相接触，通过压力传感器12观察压力变化，使得压力值控制在预定范围内，记录下压力值；
步骤a4、启动驱动机构的三相异步电机64，调节三相异步电机64转速为预设的一组转速；
步骤a5、以三相异步电机64开始运转时刻记为初始时刻，记录下初始时刻的摩擦力矩传感器的摩擦力矩值，同时记录下初始时刻至测试结束过程中的摩擦力矩值；
步骤a6、完成测试后，驱动机构的三相异步电机64关机；
步骤a7、保证压力传感器12的压力值不变，同时确保液氮没过摩擦工作区，调节电机转速为另一组预设值，重复步骤a4—a6，测量在相同载荷压力，不同转速的条件下，圆锥销8与下试样盘48间的摩擦力矩测量值；
步骤a8、重复步骤a7，进行多次测量，得到相同载荷压力，多组不同转速的条件下，圆锥销8与下试样盘48间的摩擦力矩测量值；
步骤a9、完成测试，三相异步电机64停机。
实施例3：
如图1-6所示，在其它部分均与实施例1相同的情况下，本实施例与实施例1的区别在于：
一种真空低温回转式摩擦学测试仪的测试方法，在液氮循环的低温真空腔61的条件下，当载荷不同，转速相同时，对圆锥销8与下试样盘48接触点间的摩擦系数测量，按如下步骤进行：
步骤b1、通过弹簧支座11竖直位置的调节摩擦副机构的高度，使得圆锥销8顶点与下试样盘48上端面相距3—5mm的竖直间隙；
步骤b2、打开低温真空室的进液口与出液口，向低温真空室内充入氮气，排出腔内空气，直至腔内充满氮气后停止氮气输入，关闭出液口，在将进液口于液氮循环泵出口连接，向腔中通入液氮，至液面没过圆锥销8顶端，利用液氮对圆锥销8与下试样盘48的摩擦工作区域充分冷却，后将真空室出液口与液氮循环泵进口连接构成循环冷却；
步骤b3、通过弹簧支座11竖直位置的调节摩擦副机构的高度，使得圆锥销8顶点与下试样盘48上端面相接触，通过压力传感器12观察压力变化，使得压力值控制在预定范围内；
步骤b4、启动驱动机构的三相异步电机64，调节三相异步电机64转速为预设的测量转速；
步骤b5、以三相异步电机64开始运转时刻记为初始时刻，记录下初始时刻的摩擦力矩传感器的摩擦力矩值，同时记录下初始时刻至测试结束过程中的摩擦力矩值；
步骤b6、完成测试后，驱动机构的三相异步电机64关机；
步骤b7、先调节弹簧支座11恢复为初始状态，此时圆锥销8与下试样盘48上端面分离并相距3—5mm的竖直间隙，此时压力传感器12数值为0，随后又调节弹簧支座11使得同时压力传感器12数值为另一组预设载荷值，同时确保液氮没过摩擦工作区，重复步骤b4—b6，测量在不同载荷压力，相同转速的条件下，圆锥销8与下试样盘48间的摩擦力矩测量值；
步骤b8、重复步骤b7，进行多次测量，得到多组不同载荷压力，相同转速的条件下，圆锥销8与下试样盘48间的摩擦力矩测量值；
步骤b9、完成测试，三相异步电机64停机。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种真空低温回转式摩擦学测试仪，包括箱体(57)，其特征在于：所述箱体(57)内部固定安装有三相异步电机(64)，所述箱体(57)顶部设置有低温真空冷却机构，所述低温真空冷却机构上设置有驱动机构，所述驱动机构包括下试样盘(48)，所述驱动机构与三相异步电机(64)的动力输出轴相连接，所述低温真空冷却机构上设置有测量机构，所述测量机构底端设置有摩擦副机构，所述低温真空冷却机构左侧设置有加载机构，所述加载机构与箱体(57)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种真空低温回转式摩擦学测试仪，其特征在于：所述低温真空冷却机构包括低温真空腔(61)，所述低温真空腔(61)通过第一螺栓(58)与真空室端盖(27)相连接，所述真空室端盖(27)顶端通过第五螺钉(21)与法兰式空心轴磁流体动密封件(19)相连接。
3.根据权利要求2所述的一种真空低温回转式摩擦学测试仪，其特征在于：所述法兰式空心轴磁流体动密封件(19)与真空室端盖(27)之间设置有第一密封圈(28)。
4.根据权利要求3所述的一种真空低温回转式摩擦学测试仪，其特征在于：所述测量机构包括弹簧支座(11)，所述弹簧支座(11)下方设置有压力传感器(12)，所述压力传感器(12)下方设置有扭矩传感器支座(13)，所述压力传感器(12)、弹簧支座(11)、扭矩传感器支座(13)通过第一双头螺柱(22)、第三锁紧垫圈(10)、第三锁紧螺母(9)相连接，所述扭矩传感器支座(13)底部通过第二螺钉(17)与扭矩传感器(14)相连接，所述扭矩传感器(14)下端嵌入施力杆(23)，所述施力杆(23)通过波纹管联轴器(18)与加载杆(24)相连接。
5.根据权利要求4所述的一种真空低温回转式摩擦学测试仪，其特征在于：所述加载杆(24)穿插于法兰式空心轴磁流体动密封件(19)中，所述加载杆(24)与法兰式空心轴磁流体动密封件(19)之间设置有多个第二密封圈(20)。
6.根据权利要求5所述的一种真空低温回转式摩擦学测试仪，其特征在于：所述摩擦副机构包括加载杆支座(1)，所述加载杆支座(1)上部分通过第四螺钉(29)与加载杆(24)连接，所述加载杆支座(1)下部分通过第三螺钉(2)与销夹具(3)进行连接，所述销夹具(3)内部螺纹连接有第三螺栓(4)，所述第三螺栓(4)下方设置有销夹具配件(7)，所述销夹具配件(7)下方设置有圆锥销(8)。
7.一种利用权利要求1-6任意一项所述的真空低温回转式摩擦学测试仪的测试方法，其特征在于：在液氮循环的低温真空腔(61)的条件下，当载荷相同，转速不同时，对圆锥销(8)与下试样盘(48)接触点间的摩擦系数测量，按如下步骤进行：
步骤a1、通过弹簧支座(11)竖直位置的调节摩擦副机构的高度，使得圆锥销(8)顶点与下试样盘(48)上端面相距3—5mm的竖直间隙；
步骤a2、打开低温真空室的进液口与出液口，向低温真空室内充入氮气，排出腔内空气，直至腔内充满氮气后停止氮气输入，关闭出液口，在将进液口于液氮循环泵出口连接，向腔中通入液氮，至液面没过圆锥销(8)顶端，利用液氮对圆锥销(8)与下试样盘(48)的摩擦工作区域充分冷却，后将真空室出液口与液氮循环泵进口连接构成循环冷却；
步骤a3、通过弹簧支座(11)竖直位置的调节摩擦副机构的高度，使得圆锥销(8)顶点与下试样盘(48)上端面相接触，通过压力传感器(12)观察压力变化，使得压力值控制在预定范围内，记录下压力值；
步骤a4、启动驱动机构的三相异步电机(64)，调节三相异步电机(64)转速为预设的一组转速；
步骤a5、以三相异步电机(64)开始运转时刻记为初始时刻，记录下初始时刻的摩擦力矩传感器的摩擦力矩值，同时记录下初始时刻至测试结束过程中的摩擦力矩值；
步骤a6、完成测试后，驱动机构的三相异步电机(64)关机；
步骤a7、保证压力传感器(12)的压力值不变，同时确保液氮没过摩擦工作区，调节三相异步电机(64)转速为另一组预设值，重复步骤a4—a6，测量在相同载荷压力，不同转速的条件下，圆锥销(8)与下试样盘(48)间的摩擦力矩测量值；
步骤a8、重复步骤a7，进行多次测量，得到相同载荷压力，多组不同转速的条件下，圆锥销(8)与下试样盘(48)间的摩擦力矩测量值；
步骤a9、完成测试，三相异步电机(64)停机。
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Citations (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2835991Y (zh) * | 2005-09-30 | 2006-11-08 | 中南大学 | 真空低温摩擦材料摩擦性能检测装置 |
| CN201034897Y (zh) * | 2007-05-24 | 2008-03-12 | 张国珍 | 真空低温摩擦磨损试验仪 |
| CN201184718Y (zh) * | 2008-02-19 | 2009-01-21 | 王绍钢 | 超低温循环设备 |
| CN203377769U (zh) * | 2013-02-04 | 2014-01-01 | 嘉兴东唐汽车科技有限公司 | 小型大扭矩的磁力联轴器 |
| CN203839163U (zh) * | 2014-03-26 | 2014-09-17 | 浙江江山特种变压器有限公司 | 利用液氮降温的变压器 |
| CN104329193A (zh) * | 2014-11-15 | 2015-02-04 | 安庆泰邦机械科技有限责任公司 | 具有磁性联轴器的燃油均质机 |
| CN204405513U (zh) * | 2015-01-04 | 2015-06-17 | 哈尔滨工程大学 | 用于低速重载水润滑轴承摩擦系数测量的装置 |
| CN104949894A (zh) * | 2015-07-07 | 2015-09-30 | 苏州热工研究院有限公司 | 高温环境微动磨损试验机 |
| CN206246154U (zh) * | 2016-10-25 | 2017-06-13 | 四川空分设备(集团)有限责任公司 | 发电转子组件及立式发电装置 |
| CN107421832A (zh) * | 2017-03-02 | 2017-12-01 | 中国科学院近代物理研究所 | 一种高温真空摩擦磨损试验机 |
| CN107831086A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-03-23 | 华南理工大学 | 一种模拟太空环境多功能摩擦磨损试验装置及方法 |
| CN207488156U (zh) * | 2017-10-30 | 2018-06-12 | 长安大学 | 一种球盘式摩擦磨损试验机 |
| CN208520705U (zh) * | 2018-05-15 | 2019-02-19 | 许昌学院 | 一种湿度可控的高温高速销盘摩擦试验机 |
| RU188751U1 (ru) * | 2018-05-07 | 2019-04-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наук (СФНЦА РАН) | Устройство для определения трибологических характеристик материалов |
| CN211318152U (zh) * | 2019-12-16 | 2020-08-21 | 山东保航机械设备制造有限公司 | 一种高低温真空摩擦磨损试验机 |
| CN111804212A (zh) * | 2020-07-08 | 2020-10-23 | 北京中科富海低温科技有限公司 | 磁力搅拌的杜瓦装置 |
| CN112881223A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-06-01 | 中国人民解放军海军工程大学 | 一种电磁轨道发射器用滑动接触和摩擦磨损特性测试平台 |
| CN114965254A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-08-30 | 合肥工业大学 | 一种模拟低温流体润滑工况的回转式摩擦学测试仪及测试方法 |
-
2022
- 2022-12-01 CN CN202211527377.3A patent/CN115855796A/zh active Pending
Patent Citations (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2835991Y (zh) * | 2005-09-30 | 2006-11-08 | 中南大学 | 真空低温摩擦材料摩擦性能检测装置 |
| CN201034897Y (zh) * | 2007-05-24 | 2008-03-12 | 张国珍 | 真空低温摩擦磨损试验仪 |
| CN201184718Y (zh) * | 2008-02-19 | 2009-01-21 | 王绍钢 | 超低温循环设备 |
| CN203377769U (zh) * | 2013-02-04 | 2014-01-01 | 嘉兴东唐汽车科技有限公司 | 小型大扭矩的磁力联轴器 |
| CN203839163U (zh) * | 2014-03-26 | 2014-09-17 | 浙江江山特种变压器有限公司 | 利用液氮降温的变压器 |
| CN104329193A (zh) * | 2014-11-15 | 2015-02-04 | 安庆泰邦机械科技有限责任公司 | 具有磁性联轴器的燃油均质机 |
| CN204405513U (zh) * | 2015-01-04 | 2015-06-17 | 哈尔滨工程大学 | 用于低速重载水润滑轴承摩擦系数测量的装置 |
| CN104949894A (zh) * | 2015-07-07 | 2015-09-30 | 苏州热工研究院有限公司 | 高温环境微动磨损试验机 |
| CN206246154U (zh) * | 2016-10-25 | 2017-06-13 | 四川空分设备(集团)有限责任公司 | 发电转子组件及立式发电装置 |
| CN107421832A (zh) * | 2017-03-02 | 2017-12-01 | 中国科学院近代物理研究所 | 一种高温真空摩擦磨损试验机 |
| CN207488156U (zh) * | 2017-10-30 | 2018-06-12 | 长安大学 | 一种球盘式摩擦磨损试验机 |
| CN107831086A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-03-23 | 华南理工大学 | 一种模拟太空环境多功能摩擦磨损试验装置及方法 |
| RU188751U1 (ru) * | 2018-05-07 | 2019-04-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наук (СФНЦА РАН) | Устройство для определения трибологических характеристик материалов |
| CN208520705U (zh) * | 2018-05-15 | 2019-02-19 | 许昌学院 | 一种湿度可控的高温高速销盘摩擦试验机 |
| CN211318152U (zh) * | 2019-12-16 | 2020-08-21 | 山东保航机械设备制造有限公司 | 一种高低温真空摩擦磨损试验机 |
| CN111804212A (zh) * | 2020-07-08 | 2020-10-23 | 北京中科富海低温科技有限公司 | 磁力搅拌的杜瓦装置 |
| CN112881223A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-06-01 | 中国人民解放军海军工程大学 | 一种电磁轨道发射器用滑动接触和摩擦磨损特性测试平台 |
| CN114965254A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-08-30 | 合肥工业大学 | 一种模拟低温流体润滑工况的回转式摩擦学测试仪及测试方法 |
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