CN201037822Y - 高温高载摩擦磨损实验装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型请求保护一种高温高载摩擦磨损实验装置，它由动力机构、传动轴、安装摩擦副试样的夹具传感器和接头等部件组成。其中动力机构通过带轮带动传动轴旋转，传动轴下端安装动试样夹具，上端通过推力轴承与上T型加载接头连接，中间通过定位轴承支撑安装在装置的定位板上。在与动试样夹具相对位置有定试样夹具，固定在装置的固定台上，在支承体下方连接有下T型接头。另外，在上T型加载接头上连接有压力传感器，在传动轴上安装有扭矩传感器。本装置可以模拟热挤压模摩擦磨损状态，体积小，结构简单，易于操作拆卸，可连接到多种可加力的实验机上使用，可方便精确地控制载荷，达到一机多功能使用的目的。

Description

高温高载摩擦磨损实验装置
技术领域
本实用新型装置属于材料摩擦磨损测试技术领域。
背景技术
目前旋转式摩擦磨损实验机的现状是：(1)旋转机构大都采用液压方式加载，研制成本高，而且由于液压油易泄漏，载荷不稳定。另有一种砝码式加载机构，其精度又较低，且载荷的大小受限。(2)现有的摩擦磨损实验机大都含有计算机和控制机构，是一个完整的独立结构的实验设备，各种元器件都是单独配备，成本较高，且由于加热的要求，夹具需采用价格较高的高温合金。(3)目前的摩擦磨损实验机绝大部分都是不加热或承受温度较低的实验机，且其承载力有限。高温摩擦实验机用得较好的是德国产的SRV高温摩擦磨损试验机，温度可以达到900℃，但其最大加载力只有1200N。美国生产的Falex多功能摩擦磨损试验机测试温度只有0～250℃，载荷最大只有8001bf(3500N)。目前集高温高载荷的摩擦磨损实验机还没有市场化。
发明内容
本实用新型专利旨在提供一种高温高载摩擦磨损实验装置，模拟热挤压模摩擦磨损状态，该装置可连接到多种实验机上使用，普通拉伸实验机配以该装置即可进行高温高载荷条件下的摩擦磨损试验。
本实用新型的技术方案如下：
本高温高载摩擦磨损实验装置由动力机构、传动轴、安装摩擦副试样的夹具、传感器和与万能试验机连接的加载接头等部件组成。其中动力机构通过带轮带动传动轴旋转，传动轴下端安装动试样夹具，上端通过推力轴承与上T型加载接头连接，中间通过定位轴承支撑安装在装置的定位板上。在与动试样夹具相对位置有定试样夹具，固定在装置的固定台上，在支承体下方连接有下T型接头。另外，在上T型加载接头上连接有压力传感器，在传动轴上安装有扭矩传感器。
进一步，所述动定试样夹具均置于加热炉内，加热炉上安装有热电偶，通过控制线外接温度控制仪。循环水冷套穿过传动轴固定在定位板上。
另外，所述的动力机构采用电动机、皮带轮和皮带，电动机的输出轴上安装主动皮带轮，从动皮带轮安装在传动轴上，扭矩传感器安装在传动轴上，测量扭矩和转速。
本发明的主要优点：
(1)本装置体积小，结构简单，易于操作拆卸，可连接到多种可加力的实验机上使用，可方便精确地控制载荷，达到一机多功能使用的目的，经济实惠；
(2)通过推力轴承传递载荷，用点接触模式消除扭矩对静载传感器的影响；
(3)对摩擦副进行密闭式加热，减少了热损失；
(4)在摩擦过程中可根据需要加入液态或固态润滑剂；
(5)采用普碳钢制作夹具代替昂贵的高温合金，配加循环水对传动轴进行冷却，降低了对带轮和加载仪器的热影响，降低了装置的制作成本；
(6)运用扭矩传感器测量扭矩和转速，避免了因加热对静件上摩擦力测量的影响；
(7)较好的模拟了热挤压模的高温高载摩擦磨损工作状况；
(8)可通过调整上试样的直径获得不同线速度；
(9)测试范围宽，可实现对高温(室温-500℃)高载(-40000N)下的金属及无机非金属体材料及润滑剂摩擦磨损性能的考查。
附图说明
图1是本装置的结构示意图。
具体实施方式
参见图1，本装置的下T型接头1通过定位销固定在微机控制电子万能实验机底座上，定试样夹具3固定在固定台21上，并加有隔热层，动试样夹具7通过定位套20连接在传动轴17下端，循环水冷套8穿过传动轴17固定在定位板11上，电动机19的输出轴上安装主动皮带轮，从动皮带轮12安装在传动轴17上，通过键与传动轴17连接，电动机19通过带传动使传动轴17作转动。传动轴17上端通过推力轴承14与上T型加载接头16连接，中间通过定位轴承10和14支撑安装在装置的固定架11上。动、定试样夹具7和3均置于加热炉9中，通过热电偶3和温度控制仪控制炉内温度，在定试样夹具3的凹槽内放入润滑剂，根据需要定时添加。工作时，动试样6装在动试样夹具7中，定试样4安装到定试样夹具3中，形成摩擦副，通过定位套22保证动试样6与定试样4的对中性。
另外，扭矩传感器20置于支承体2上与传动轴17连接，扭矩感应器18置于传动轴17上，测定扭矩和转速，压力传感器由微机控制电子万能实验机控制，通过上T型加载接头16和推力轴承15传递载荷。
使用本装置进行试验的方法如下：打开电脑控制界面，分别安装动试样6于动试样夹具7中，定试样4于定试样夹具3中，使动定试样夹具均置于密封式加热炉9中，开启实验机进行加载，直到加到设定载荷，停止加载，载荷范围10～40000N；接通加热炉9电源，开始加热，通过温度控制仪控制炉内温度，加热范围为室温～500℃；接通扭矩传感器18，通过扭矩传感器18测定扭矩和转速，定时记录所测量的数据，扭矩范围：5KHZ-15KHZ；接通电动机19，使之带动传动轴17作匀速转动，从而带动试样做面面接触的相对运动。电动机带动传动轴旋转，力传感器、扭矩传感器将信号输送至数据采集卡，测量轴上的正压力、扭矩和转速，从而获得摩擦副所受摩擦力。

Claims (4)

1.高温高载摩擦磨损实验装置，其特征在于包括有动力机构、传动轴、安装摩擦副试样的夹具、传感器和接头；所述动力机构的输出连接传动轴，传动轴上端通过推力轴承(15)与上T型加载接头(16)连接，下端安装动试样夹具(7)，中间通过定位轴承(10、14)支撑，安装在装置的固定架上；与动试样夹具(7)相对应设置有定试样夹具(3)，固定在装置的固定台(21)上，在固定台(21)下方连接下T型接头(1)；所述上T型加载接头(16)用于与万能试验机连接，在上T型加载接头(16)上连接压力传感器，在传动轴(17)上安装有扭矩传感器(18)。
2.根据权利要求1所述的高温高载摩擦磨损实验装置，其特征在于：所述动、定试样夹具(7和3)均密闭置于加热炉(9)中，加热炉(9)上安装有热电偶(5)，通过温度控制仪对其进行加温控制。
3.根据权利要求1或2所述的高温高载摩擦磨损实验装置，其特征在于：所述传动轴(17)上套有循环水冷套(8)，循环水冷套(8)通过L型板固定在定位板(11)上。
4.根据权利要求3所述的高温高载摩擦磨损实验装置，其特征在于：所述动力机构采用电动机(19)、皮带轮和皮带，电动机(19)的输出轴上安装主动皮带轮，从动皮带轮(12)安装在传动轴(17)上。
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