CN117092024B - 一种多功能摩擦润滑试验台 - Google Patents
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Abstract
一种多功能摩擦润滑试验台，涉及摩擦试验台技术领域，包括工作台面，该工作台面上设有第一测量装置和第二测量装置，第一测量装置为设有电场作用的球盘磨损试验装置，可在电场下测量摩擦力和摩擦系数，相对于常见的电场摩擦试验台而言，该磨损试验装置将往复式摩擦转变为旋转摩擦，增加摩擦形式；第二测量装置基于光干涉法用于测量润滑膜的厚度，从而进行润滑行为的研究；还包括一驱动装置，该驱动装置分别传动配合于第一测量装置的第一转动轴和第二测量装置的第二转动轴，使得仅通过一个驱动装置即可完成第一测量装置和第二测量装置的同时启动，减少驱动装置的配置，使得用户可同时观察和测量摩擦力、摩擦系数以润滑膜成膜情况。
Description
技术领域
本发明涉及摩擦试验台领域，尤其涉及一种多功能摩擦润滑试验台。
背景技术
当前的摩擦磨损试验机主要用于材料和润滑介质的摩擦性能测定。常用的摩擦磨损试验台主要包括，球盘摩擦磨损试验机、直线性往复摩擦磨损试验机、环-块摩擦磨损试验机以及四球试验机。这些摩擦磨损实验机，只能单一的测量摩擦副的摩擦系数，无法兼顾润滑过程中油膜厚度的测量。
在多物理场作用的摩擦行为中，电控摩擦一种有效调控界面摩擦行为。电控摩擦是指以某种方式在摩擦界面或摩擦接触区域施加一个外电场，通过电场来改变摩擦副接触表面性质、物理化学性能以及润滑介质的吸脱附性，来影响摩擦因数和磨损状态。针对电场作用下摩擦润滑的实验方案只是应用往复式摩擦试验台进行的，摩擦形式相对单一且无法在实验中同时观察润滑膜的成膜情况。
因此，为解决目前的技术瓶颈，本发明提出一种多功能摩擦润滑试验台，可测量摩擦力及摩擦系数，且同时可观察摩擦润滑膜。
发明内容
针对背景技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种多功能摩擦润滑试验台。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种多功能摩擦润滑试验台，包括工作台面，所述工作台面安装有第一测量装置和第二测量装置。
所述第一测量装置包括设于所述工作台面的滑台，所述滑台的输出端固定连接有传力装置，所述传力装置设有用于放置第一配重块的承重部，且所述传力装置内包括用于监测所述第一配重块重量的力传感器，所述承重部的下方设有摩擦头；还包括连接于所述工作台面的第一轴固定座，所述第一轴固定座内可转动的穿设有第一转动轴，所述第一转动轴朝向所述摩擦头的一侧安装有摩擦盘，通过调整所述第一配重块控制所述摩擦头抵接于所述摩擦盘的力度，且直流电源的正负极分别连通于摩擦头和第一轴固定座，使得所述摩擦头和第一轴固定座之间形成回路从而构成电场，使得所述摩擦盘与所述摩擦头进行摩擦试验时处于电场中，所述摩擦头、第一轴固定座由导电材料制成；
所述传力装置包括依次连接的固定板、力传感装置以及传力架，所述固定板连接于所述滑台的输出端，所述传力架设有所述承重部和摩擦头；
所述第二测量装置包括设于所述工作台面的影像装置和第二轴固定座，所述第二轴固定座内可转动的穿设有第二转动轴，所述第二转动轴朝向所述影像装置的一侧设有玻璃盘；还包括设于所述工作台面的加载杠杆，所述加载杠杆的一端放置有摩擦球，且所述摩擦球浸润有润滑油，所述加载杠杆的另一端放置有第二配重块，通过调整所述第二配重块使得所述摩擦球抵接于所述玻璃盘的下方，使得摩擦球和玻璃盘之间构成润滑膜，所述影像装置用于获取所述润滑膜的干涉条纹图像用以判断所述润滑膜的厚度；
还包括驱动装置，所述驱动装置安装于所述工作台面的输出端传动连接于所述第一转动轴和第二转动轴的另一端。
进一步的，所述传力架由非导电材料制成。
进一步的，所述非导电材料为韧性光敏树脂。
进一步的，所述第一转动轴朝向所述摩擦头的一侧安装有用于装夹所述摩擦盘的夹具，所述夹具包括上夹具和下夹具，所述上夹具设有用于露出所述摩擦盘的窗口，所述下夹具连接于所述第一转动轴。
进一步的，所述直流电源的正极连接于所述摩擦头，所述直流电源的负极连接于所述第一轴固定座，所述第一轴固定座和第一转动轴由导电材料制成。
进一步的，所述滑台包括X向移动模块、Y向移动模块以及Z向移动模块，所述X向移动模块、Y向移动模块以及Z向移动模块依次传动连接，且所述X向移动模块、Y向移动模块以及Z向移动模块分别设有用于驱动对应移动模块的手轮。
进一步的，所述影像装置包括光学显微镜和CCD照相机，所述光学显微镜设于所述CCD照相机的镜头处，且所述光学显微镜位于所述玻璃盘和摩擦球接触处的正上方。
进一步的，所述加载杠杆的一端设有球托，所述摩擦球放置于所述球托中，所述球托中放置有润滑油。
进一步的，所述第一转动轴和第二转动轴的另一端分别设有第一输入部和第二输入部，所述驱动装置的输出端设有输出部，所述输出部分别传动连接于所述第一输入部和第二输入部。
本发明的有益效果是：
1、本发明所提出的一种多功能摩擦润滑试验台，包括工作台面，该工作台面上设有第一测量装置和第二测量装置，第一测量装置为设有电场作用的球盘磨损试验装置，可在电场下测量摩擦力和摩擦系数，相对于常见的电场摩擦试验台而言，该磨损试验装置将往复式摩擦转变为旋转摩擦，增加摩擦形式；第二测量装置基于光干涉法用于测量润滑膜的厚度，从而进行润滑行为的研究；还包括一驱动装置，该驱动装置分别传动配合于第一测量装置的第一转动轴和第二测量装置的第二转动轴，使得仅通过一个驱动装置即可完成第一测量装置和第二测量装置的同时启动，减少驱动装置的配置，使得用户可同时观察和测量摩擦力、摩擦系数以润滑膜成膜情况。
2、本发明所提出的一种多功能摩擦润滑试验台，第一测量装置包括传力装置，传力装置包括依次连接的固定板、力传感装置以及传力架，传力架设有承重部和摩擦头，传力架由非导电材料制成，避免摩擦头与滑台等其他部件形成其他电路回路，使得摩擦头和摩擦盘之间无法形成电路回路。
3、本发明所提出的一种多功能摩擦润滑试验台，滑台包括X向移动模块、Y向移动模块以及Z向移动模块，所述X向移动模块、Y向移动模块以及Z向移动模块依次传动连接，且所述X向移动模块、Y向移动模块以及Z向移动模块分别设有用于驱动对应移动模块的手轮，便于用户通过对应的手轮将摩擦头调整至预设测量位置。
附图说明
为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种多功能摩擦润滑试验台的示意图；
图2为本发明的一种多功能摩擦润滑试验台的第一测量装置示意图；
图3为本发明的一种多功能摩擦润滑试验台的第二测量装置示意图；
图4为本发明的一种多功能摩擦润滑试验台的驱动装置示意图；
图中，10、工作台面；20、第一测量装置；2011、X向移动模块；2012、Y向移动模块；2013、Z向移动模块；2014、手轮；2021、固定板；2022、力传感装置；2023、传力架；203、承重部；204、摩擦头；205、第一轴固定座；206、第一转动轴；207、摩擦盘；2081、上夹具；2082、下夹具；209、第一输入部；30、第二测量装置；3011、光学显微镜；3012、CCD照相机；302、第二轴固定座；303、第二转动轴；304、玻璃盘；305、第二输入部；306、加载杠杆；307、摩擦球；40、驱动装置；401、输出部；501、第一同步带；502、第二同步带；60、直流电源；70、导线。
具体实施方式
下面结合图1-4对本发明进行详细说明。
一种多功能摩擦润滑试验台，包括工作台面10，工作台面10安装有第一测量装置20和第二测量装置30，具体的：
第一测量装置20包括设于工作台面10的滑台，滑台的输出端固定连接有传力装置，传力装置设有用于放置第一配重块的承重部203，且传力装置内包括用于监测第一配重块重量的力传感器，承重部203的下方设有摩擦头204；还包括连接于工作台面10的第一轴固定座205，第一轴固定座205内可转动的穿设有第一转动轴206，第一转动轴206朝向摩擦头204的一侧安装有摩擦盘207，通过调整第一配重块控制摩擦头204抵接于摩擦盘207的力度，且直流电源60的正负极分别连通于摩擦头204和第一轴固定座205，使得摩擦头204和第一轴固定座205之间形成回路从而构成电场，使得摩擦盘207与摩擦头204进行摩擦试验时处于电场中，摩擦头204、第一轴固定座205由导电材料制成；
第二测量装置30包括设于工作台面10的影像装置和第二轴固定座302，第二轴固定座302内可转动的穿设有第二转动轴303，第二转动轴303朝向影像装置的一侧设有玻璃盘304；还包括设于工作台面10的加载杠杆306，加载杠杆306的一端放置有摩擦球307，且摩擦球307浸润有润滑油，具体的，加载杠杆306的一端设有球托，摩擦球307放置于球托中，球托中放置有润滑油以便于摩擦球307在转动过程中时刻浸润于润滑油中。加载杠杆306的另一端放置有第二配重块，通过调整第二配重块使得摩擦球307抵接于玻璃盘304的下方，使得摩擦球307和玻璃盘304之间构成润滑膜，影像装置用于获取润滑膜的干涉条纹图像用以判断润滑膜的厚度；
还包括驱动装置40，驱动装置40安装于工作台面10的输出端传动连接于第一转动轴206和第二转动轴303的另一端。
因此，本发明所提出的一种多功能摩擦润滑试验台，第一测量装置20为设有电场作用的球盘磨损试验装置，可在电场下测量摩擦力和摩擦系数，相对于常见的电场摩擦试验台而言，该磨损试验装置将往复式摩擦转变为旋转摩擦，增加摩擦形式；第二测量装置30基于光干涉法用于测量润滑膜的厚度，从而进行润滑行为的研究；还包括一驱动装置40，该驱动装置40分别传动配合于第一测量装置20的第一转动轴206和第二测量装置30的第二转动轴303，使得仅通过一个驱动装置40即可完成第一测量装置20和第二测量装置30的同时启动，减少驱动装置40的配置，使得用户可同时观察和测量摩擦力、摩擦系数以润滑膜成膜情况。
本实施例中，传力装置包括依次连接的固定板2021、力传感装置2022以及传力架2023，固定板2021连接于滑台的输出端，具体的，安装于Y向移动模块2012的滑块上，传力架2023设有承重部203和摩擦头204。进一步的，传力架2023由非导电材料制成，该非导电材料为韧性光敏树脂，从而避免摩擦头204与滑台等其他部件形成其他电路回路，使得摩擦头204和摩擦盘207之间无法形成电路回路。
本实施例中，第一转动轴206朝向摩擦头204的一侧安装有用于装夹摩擦盘207的夹具，夹具包括上夹具2081和下夹具2082，上夹具2081设有用于露出摩擦盘207的窗口，下夹具2082连接于第一转动轴206。
本实施例中，包括直流电源60，直流电源60的正极通过导线70连接于摩擦头204，直流电源60的负极通过导线70连接于第一轴固定座205，且第一转动轴206、上夹具2081以及下夹具2082为导向材料制成，使得上夹具2081和下夹具2082、第二传动轴以及第一轴固定器之间电路连通，以便摩擦头204构成电路回路。
本实施例中，滑台包括X向移动模块2011、Y向移动模块2012以及Z向移动模块2013，X向移动模块2011、Y向移动模块2012以及Z向移动模块2013按照笛卡尔三维直角坐标系对应的XYZ轴依次传动连接，使得各移动模块的移动方向两两垂直。具体地，各移动模块均包括滑座以及滑动配合于滑座的滑台，该滑台螺纹配合有传动丝杆，该传动丝杆的一端可转动的连接于滑座上，另一端穿设于滑座并设有手轮2014，便于用户通过对应的手轮2014将摩擦头204调整至预设测量位置。X向移动模块2011安装于工作台面10，Y向移动模块2012安装于Z向移动模块2013的滑块上，而Z向移动模块2013安装于X向移动模块2011的滑块上。
本实施例中，影像装置包括光学显微镜3011和CCD照相机3012，光学显微镜3011设于CCD照相机3012的镜头处，且光学显微镜3011位于玻璃盘304和摩擦球307接触处的正上方。
本实施例中，第一转动轴206和第二转动轴303的另一端分别设有第一输入部209和第二输入部305，驱动装置40的输出端设有输出部401，输出部401分别通过带传动、链传动或齿轮传动传动连接于第一输入部209和第二输入部305。具体的，输出部401分别通过第一同步带501和第二同步带502与第一输入部209和第二输入部305分别构成带传动，使得仅通过一个驱动装置40即可完成第一测量装置20和第二测量装置30的同时启动，减少驱动装置40的配置。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让本领域技术人员能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种多功能摩擦润滑试验台，包括工作台面，其特征在于，所述工作台面安装有第一测量装置和第二测量装置，
所述第一测量装置包括设于所述工作台面的滑台，所述滑台的输出端固定连接有传力装置，所述传力装置设有用于放置第一配重块的承重部，且所述传力装置内包括用于监测所述第一配重块重量的力传感器，所述承重部的下方设有摩擦头；还包括连接于所述工作台面的第一轴固定座，所述第一轴固定座内可转动的穿设有第一转动轴，所述第一转动轴朝向所述摩擦头的一侧安装有摩擦盘，通过调整所述第一配重块控制所述摩擦头抵接于所述摩擦盘的力度，且直流电源的正负极分别连通于摩擦头和第一轴固定座，使得所述摩擦头和第一轴固定座之间形成回路从而构成电场，使得所述摩擦盘与所述摩擦头进行摩擦试验时处于电场中，所述摩擦头、第一轴固定座由导电材料制成；
所述传力装置包括依次连接的固定板、力传感装置以及传力架，所述固定板连接于所述滑台的输出端，所述传力架设有所述承重部和摩擦头；
所述第二测量装置包括设于所述工作台面的影像装置和第二轴固定座，所述第二轴固定座内可转动的穿设有第二转动轴，所述第二转动轴朝向所述影像装置的一侧设有玻璃盘；还包括设于所述工作台面的加载杠杆，所述加载杠杆的一端放置有摩擦球，且所述摩擦球浸润有润滑油，所述加载杠杆的另一端放置有第二配重块，通过调整所述第二配重块使得所述摩擦球抵接于所述玻璃盘的下方，使得摩擦球和玻璃盘之间构成润滑膜，所述影像装置用于获取所述润滑膜的干涉条纹图像用以判断所述润滑膜的厚度；
还包括驱动装置，所述驱动装置安装于所述工作台面的输出端传动连接于所述第一转动轴和第二转动轴的另一端。
2.如权利要求1所述的一种多功能摩擦润滑试验台，其特征在于，所述传力架由非导电材料制成。
3.如权利要求2所述的一种多功能摩擦润滑试验台，其特征在于，所述非导电材料为韧性光敏树脂。
4.如权利要求1所述的一种多功能摩擦润滑试验台，其特征在于，所述第一转动轴朝向所述摩擦头的一侧安装有用于装夹所述摩擦盘的夹具，所述夹具包括上夹具和下夹具，所述上夹具设有用于露出所述摩擦盘的窗口，所述下夹具连接于所述第一转动轴。
5.如权利要求1所述的一种多功能摩擦润滑试验台，其特征在于，所述直流电源的正极连接于所述摩擦头，所述直流电源的负极连接于所述第一轴固定座，所述第一轴固定座和第一转动轴由导电材料制成。
6.如权利要求1至5任一项所述的一种多功能摩擦润滑试验台，其特征在于，所述滑台包括X向移动模块、Y向移动模块以及Z向移动模块，所述X向移动模块、Y向移动模块以及Z向移动模块依次传动连接，且所述X向移动模块、Y向移动模块以及Z向移动模块分别设有用于驱动对应移动模块的手轮。
7.如权利要求1所述的一种多功能摩擦润滑试验台，其特征在于，所述影像装置包括光学显微镜和CCD照相机，所述光学显微镜设于所述CCD照相机的镜头处，且所述光学显微镜位于所述玻璃盘和摩擦球接触处的正上方。
8.如权利要求1所述的一种多功能摩擦润滑试验台，其特征在于，所述加载杠杆的一端设有球托，所述摩擦球放置于所述球托中，所述球托中放置有润滑油。
9.如权利要求1所述的一种多功能摩擦润滑试验台，其特征在于，所述第一转动轴和第二转动轴的另一端分别设有第一输入部和第二输入部，所述驱动装置的输出端设有输出部，所述输出部分别传动连接于所述第一输入部和第二输入部。
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