CN202383059U - 金属材料摩擦系数检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种金属材料摩擦系数检测装置，它由保护气瓶、温控箱、压力机和拖动装置构成；保护气瓶与温控箱内腔连通，在温控箱内安装有温度调节器和温度检测器；压力机上的夹具将待检测金属材料夹持固定，并使待检测金属材料的一端伸入温控箱内，在压力机上安装有用于检测夹持力度的压力传感器；待检测金属材料的另一端与拖动装置上电机的输出轴连接，在拖动装置上设有用于检测电机拖动力的拉力传感器。本检测装置能够在多种条件下对钢板的摩擦系数进行检测，方便快捷的得到钢板在不同环境下的相对运动材料间的摩擦系数，方便在制造机组工件时选择合适的钢板材料。
Description
技术领域
本实用新型涉及金属材料的摩擦系数检测，尤其是一种在高低温环境下对金属材料的摩擦系数进行检测的装置。
背景技术
随着技术的不断发展，高强度的金属材料在各个领域中的应用也更加广泛，如锅炉、核反应堆、航空航天发动机、超导室等，都需要配套使用各种工作机组，并且要求工作机组能够在高温和低温的不同环境下工作，因此对制造工作机组所用的金属材料的性能提出了较高的要求。在制造工作机组的金属材料中，目前使用较多的是高强度钢，而在高强度钢的各项性能指标中，相对摩擦系数对部件的影响尤为明显，它能够引起部件变形，因此在制造高强度钢部件时，通常需要准确了解制作机组的钢材在不同压力、不同温度环境下相对运动材料的摩擦系数，特别是在-180℃~1300℃（工作机组常用工作温度范围）不同温度环境下材料间的相对摩擦系数。现目前市场上还没有发现专门用于高强度钢摩擦系数检测的装置，因此为满足生产和科研需求，需要设计一种能够在不同温度和压力环境下检测钢板摩擦系数的装置。
实用新型内容
针对现有技术中的上述不足，本实用新型的主要目的在于解决现目前对高强度钢板的摩擦系数难以准确检测的问题，而提供一种能够在不同温度和压力条件下准确检测金属材料摩擦系数的检测装置。
本实用新型的技术方案如下：金属材料摩擦系数检测装置，其特征在于，由保护气瓶、温控箱、压力机和拖动装置构成；保护气瓶通过进气管与温控箱内腔连接，在温控箱内安装有温度调节器和温度检测器；压力机上的夹具将待检测金属材料夹持固定，并使待检测金属材料的一端伸入温控箱内，在压力机上安装有用于检测夹持力度的压力传感器；待检测金属材料的另一端与拖动装置上电机的输出轴连接，在拖动装置上设有用于检测电机拖动力的拉力传感器。
本实用新型的检测装置在检测时，由保护气瓶向温控箱内输入保护气体，然后通过温度调节器控制温控箱内的温度升降，并由温度检测器实时检测待检测金属材料的温度值。在达到所需温度后，再通过压力机控制对金属材料施加的压力，并由压力传感器检测其数值大小，得到垂直压力为P；同时通过拖动装置拖动金属材料，并由拉力传感器检测得到拖动力为TF，并按照物理学上定义的摩擦系数计算公式u=TF/2P。通过这个公式，就可计算得到在设定的温度、压力和拖动力条件下，被检测金属材料的摩擦系数u。本实用新型所运用的摩擦系数计算公式为现有技术，在此不详述。需要说明的是，本实用新型中的夹具由于是在上、下两端共同用力 ，因此在计算P值时需要进行2倍取值。
进一步的技术方案，所述电机为变频调速电机。
相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型的检测装置可以设置多种不同的检测环境，即通过保护气瓶提供高温和低温气体环境、通过压力机对钢板施加不同的压力、通过拖动电机调节拖动力，进而能够在多种条件下对钢板的摩擦系数进行检测，方便快捷的得到钢板在不同环境下的相对运动材料间的摩擦系数，方便在制造机组工件时选择合适的钢板材料。本实用新型的检测装置在检测过程中，为防止金属在高温或低温条件下变形过大，还充入了变温保护气体，这样能够防止材料在升温或降温过程中发生局部形变过大，影响检测，有利于提高检测精度。
附图说明
图1为本实用新型检测装置的结构示意图。
图中，1—保护气瓶，2—温控箱，21—温度调节器，22—温度检测器，3—压力机，31—夹具，32—压力传感器，4—拖动装置，41—电机，42—拉力传感器，5—待检测金属材料。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，本实用新型的金属材料摩擦系数检测装置，由保护气瓶1、温控箱2、压力机3和拖动装置4构成。这里以高强度的钢板作为检测材料进行说明，在保护气瓶1内装有高压保护气体，该保护气体可以是氮气、氩气或二氧化碳气体。保护气瓶1通过进气管与温控箱2内腔连通，检测时保护气瓶1将保护气体输入到温控室2内腔，在进气管上安装有用于控制流量的阀门，这里输入的保护气体作用在于防止金属表面被氧化，避免金属表面变形。在温控箱2内安装有温度调节器21和温度检测器22，它们可以分别对控制室内进行制冷或加热控制，并实时检测钢板的温度数值。压力机3设于温控箱2的一侧，压力机3上的夹具31将待检测钢板夹持固定，并使钢板的一端伸入温控箱2内，使钢板升温或降温；在压力机3上还安装有用于检测夹持力度的压力传感器32，它用于实时检测钢板受到竖直方向上的压力数值。钢板的另一端与拖动装置4上电机41的输出轴连接，这里的电机41为变频调速电机，它对钢板施加一个拖动力，在拖动装置4上设有用于检测电机拖动力的拉力传感器42。
检测装置工作时，先由保护气瓶1向温控箱2内输入保护气体，温度调节器21在制冷或加热时将热量传递给钢板，温度检测器22检测到钢板温度达到设定值后，压力机3开始工作；压力机3上的夹具31对钢板施加压力，压力传感器32实时检测其压力大小，同时，拖动装置4上的电机41对钢板施加拉力，由拉力传感器42实时检测其拉力大小。当电机刚好能拉动钢板时，记录下此时的压力值P和拖动力（即拉力）TF，根据公式u=TF/2P，即可得到钢板在此温度条件下的摩擦系数u。同理，对于其他金属材料而言，检测方法相同。
需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (2)
1.金属材料摩擦系数检测装置，其特征在于，由保护气瓶（1）、温控箱（2）、压力机（3）和拖动装置（4）构成；保护气瓶（1）通过进气管与温控箱（2）内腔连接，在温控箱（2）内安装有温度调节器（21）和温度检测器（22）；压力机（3）上的夹具（31）将待检测金属材料（5）夹持固定，并使待检测金属材料（5）的一端伸入温控箱（2）内，在压力机（3）上安装有用于检测夹持力度的压力传感器（32）；待检测金属材料（5）的另一端与拖动装置（4）上电机（41）的输出轴连接，在拖动装置（4）上设有用于检测电机拖动力的拉力传感器（42）。
2.根据权利要求1所述的金属材料摩擦系数检测装置，其特征在于，所述电机（41）为变频调速电机。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104897564A (zh) * | 2015-06-16 | 2015-09-09 | 华中科技大学 | 一种定制条件下热成形钢摩擦因子的测量装置及方法 |
| CN109975203A (zh) * | 2017-12-28 | 2019-07-05 | 中铝材料应用研究院有限公司 | 一种摩擦系数检测装置 |
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