CN1789964A - 往复式高温高载摩擦磨损试验方法和设备 - Google Patents
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Abstract
往复式高温高载摩擦磨损试验方法和设备属于摩擦磨损试验技术领域。装置的往复运动机构、下试样底板支撑机构、上试样垂直方向运动定位机构均采用标准滚动轴承，实现摩擦系数在动件测量，并且其准确性大大提高；载荷施加准确，排除了静摩擦对上试样运动机构摩擦力的干扰，提高了载荷施加的准确性；标准轴承提高承载能力，额定施加最大载荷可达10000N；最大程度减少运动机构的质量，减少往复运动的惯性力，使系统在800r/min时平稳运转；由于试样的定向加热和保温作用，在试样获得较高温度的同时，底部温度较低，特别是滚动轴承支撑在下试样承载地板下部保留足够空间，采用循环润滑油同时实现冷却和润滑。适用于摩擦磨损试验领域。
Description
技术领域
本发明属于摩擦磨损测试技术领域。涉及到一种新的往复式高温高载摩擦磨损试验方法和设备。
背景技术
目前往复式摩擦磨损试验机的现状是：(1)往复机构大多采用滑动方式来定位和导向，问题是摩擦力大、摩擦副的寿命短；有的局部摩擦副采用滚珠承载、尼龙平板保持架结构，但是滚珠与下试样夹具地板间为点接触，高载荷时的疲劳问题很难解决，下试样夹具寿命很短。这些都影响了试验机的寿命、工作的可靠性、试验结果的准确性，限制了最大载荷的范围。(2)上试样夹具在垂直方向的运行也是采用滑动方式定位和导向，由于运动幅度很小，而静摩擦较大，因此对载荷的准确性有较大的影响；而且由于微动带来的疲劳磨损问题也直接影响了摩擦副的寿命及试验结果的准确性。(3)对采用运动机构整体加热的方法，由于往复机构运动导向零件选材的困难，限制了最高加热温度；对采用试样底部局部加热的方法，由于其地面载荷支撑机构为滑动接触，带来散热和润滑等许多问题，试验温度一般较低，在150℃以下。
发明内容
本发明的目的就是提供一种高温、高载荷以及静摩擦干扰的往复式高温高载摩擦磨损试验方法和设备。
本发明的构思是，运动定位机构均采用标准滚动轴承，好处是把以往的滑动摩擦改为滚动摩擦；摩擦系数在动件测量；试样定向加热和保温；采用循环润滑油同时实现冷却和润滑；实现在较高的温度下施加高载荷，试验结果的可靠性高、稳定性好。
本发明的解决方案是：由轴承座1、偏心轴2、连杆3、固定板4、滑块5、关节连接机构6、摩擦力传感器7、下试样夹具8、单向加热炉11、承载滑板12、砝码13、上试样夹具14、上试样夹具导向轴承15、杠杆16、机座17、进油孔18、承载滑板支撑轴承19、出油孔20、中心支撑板21、滑块导向轴承22、进油孔23构成；偏心轴2由轴承座1固定于机座17，电动机与偏心轴直连；连杆3一端固定在偏轴2上，另一端与滑块5相连，滑块5在上、下、前、后四面由滑块导向轴承22定位，滑块5通过关节连接机构6一对与承载滑板12相连，在一对关节连接结构之间螺栓固定着摩擦力传感器7。承载滑板12下面紧贴着两列支撑轴承19固定在中心支撑板21在，承载滑板12的上面紧贴着单向加热炉11，上试样夹具14的前后左右4面紧贴着导向轴承15，砝码13挂在杠杆16上，杠杆16直接安装在机座17上；润滑和冷却油通入孔18、孔23和流出孔20在中心支撑板21上，并穿透机座17。
使用往复式高温高载摩擦磨损试验设备进行摩擦磨损试验的方法，安装上试样9于上试样夹具14，安装下试样10于下试样夹具8；往杠杆16上添加砝码13，施加的载荷为10～10000N；通过孔18和23注入润滑和冷却油，由孔20流出，进行循环；接通加热炉11电源，加热温度为15～300℃；接通电机电源，设备运转，下试样10往复运动转速5～1500rp/min。
本发明的主要优点是：
1、采用往复运动机构、下试样底板支撑机构、上试样垂直方向运动定位机构均采用标准滚动轴承，好处是把以往的滑动摩擦改为滚动摩擦，摩擦系数降低1～2个数量级；
2、实现摩擦系数在动件测量，并且其准确性大大提高；
3、载荷施加准确，排除了静摩擦对上试样运动机构摩擦力的干扰，提高了载荷施加的准确性；
4、标准轴承的摩擦副采用高质量轴承钢制造，提高承载能力，额定施加最大载荷可达10000N，大大高于同类试验机；最大程度减少运动机构的质量，减少往复运动的惯性力，使系统在800r/min时仍然平稳运转；
5、由于试样的定向加热和保温作用，在试样获得较高温度的同时，底部温度较低，特别是滚动轴承支撑可以在下试样承载地板下部保留足够的空间，采用循环润滑油同时实现冷却和润滑。
6、可以在较高的温度下施加高载荷，试验结果的可靠性高、稳定性好。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构图。
具体实施方式
1、把10mm×8mm×100mm的下试样10安装到下试样夹具8中。
2、把15mm×10mm×10mm的上试样9安装到上试样夹具14中。
3、抬起杠杆16，把安装好上试样的夹具14从上方装入，直到与下试样接触。
4、放下杠杆16，选择质量为200N的砝码13，挂到杠杆16的加力端。
5、杠杆的比例为7∶1，此时施加到上下试样之间的载荷为1400N。
6、接通220V电源，加热器11开始加热，同时接通油泵电源，润滑和冷却油通过孔18和23注入，由孔20流出，进行循环。设定加热温度为150℃，油泵流量为每分钟2升。
7、接通电源，电机驱动偏心轴2旋转，带动连杆3把旋转运动转化为往复运动；
8、连杆3驱动滑块5，滑块5在上、下、前、后四面由滑块导向轴承22定位，每面有4块额定载荷为500N的滚动向心轴承组成，沿4角均匀分布，共16块。
9、滑块导向轴承22承受偏心轴施加到连杆的侧推力，并把主推力传递到关节连接机构6一对，关节连接结构采用额度载荷为1000N的关节轴承。
10、关节连接机构6实现滑块5与承载滑板12之间的柔性连接。
11、在一对关节连接结构之间是摩擦力传感器7，额度载荷为500N，允许超载50％。
12、承载滑板12下面是两列支撑轴承19，承受全部垂直方向的载荷。每列有5块额定载荷为1000N的单列向心球轴承构成。
13、承载滑板12的上面是单向加热炉11，加热炉的额定功率为200W。对其上面的下试样夹具8加热，下试样10固定于下式样夹具8内。
14、上试样9固定于上试样夹具14中。上试样夹具14由导向轴承15(前后左右4面)导向，每面由4块额定载荷为500N的单列向心球轴承构成，沿4角均匀分布，共16块。
Claims (2)
1.往复式高温高载摩擦磨损试验设备，其特征在于，由轴承座(1)、偏心轴(2)、连杆(3)、固定板(4)、滑块(5)、关节连接机构(6)、摩擦力传感器(7)、下试样夹具(8)、单向加热炉(11)、承载滑板(12)、砝码(13)、上试样夹具(14)、上试样夹具导向轴承(15)、杠杆(16)、机座(17)、进油孔(18)、承载滑板支撑轴承(19)、出油孔(20)、中心支撑板(21)、滑块导向轴承(22)、进油孔(23)构成；偏心轴(2)由轴承座(1)固定于机座(17)，电动机与偏心轴直连；连杆(3)一端固定在偏轴(2)上，另一端与滑块(5)相连，滑块(5)在上、下、前、后四面由滑块导向轴承(22)定位，滑块(5)通过关节连接机构(6)(一对)与承载滑板(12)相连，在一对关节连接结构之间螺栓固定着摩擦力传感器(7)；承载滑板(12)下面紧贴着两列支撑轴承(19)固定在中心支撑板(21)在，承载滑板(12)的上面紧贴着单向加热炉(11)，上试样夹具(14)的前后左右4面紧贴着导向轴承(15)，砝码(13)挂在杠杆(16)上，杠杆(16)直接安装在机座(17)上；润滑和冷却油通入孔(18)、孔(23)和流出孔(20)在中心支撑板(21)上，并穿透机座(17)。
2.使用权利要求1所述的往复式高温高载摩擦磨损试验设备进行摩擦磨损试验的方法，其特征在于，安装上试样(9)于上试样夹具(14)，安装下试样(10)于下试样夹具(8)；往杠杆(16)上添加砝码(13)，施加的载荷为10～10000N；通过孔(18)和(23)注入润滑和冷却油，由孔(20)流出，进行循环；接通加热炉(11)电源，加热温度为15～300℃；接通电机电源，设备运转，下试样(10)往复运动转速5～1500rp/min。
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