CN204461923U - 涂层磨损试验装置 - Google Patents
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Abstract
一种涂层磨损试验装置，其包括驱动模块和加载机构，驱动模块用于驱动一涂层试样运动，加载机构抵触并摩擦涂层试样，加载机构包括固定于驱动模块的固定支架、与固定支架连接的水平支架、套设于水平支架一端的平衡调节器和连接于水平支架另一端的摩擦件，摩擦件包括调节杆和连接于调节杆邻近涂层试样一端的摩擦球，水平支架两端能够绕固定支架摆动，通过调节平衡调节器套设于水平支架的位置，使摩擦球能够抵触并摩擦涂层试样表面。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种涂层磨损试验装置，尤其涉及一种适用于涂层研制阶段对涂层进行磨损性能测试的涂层磨损试验装置。
背景技术
很多零部件表面通常需要涂覆有涂层以达到防护、绝缘、装饰等目的。在涂层研制阶段，常需对涂层试样进行摩擦磨损性能的测试和分析。然，受原料成本和制备条件等因素影像，采用专用摩擦磨损试验机设备对研制阶段的涂层进行测试成本较高，且对被测试样有专门的尺寸要求，所以在开发初期采用专用的摩擦磨损实验机对大量试样测试是不合理的。如设计制作一种简易方便的磨损试验设置，能对多组试样在同等条件下进行磨损性能的测试，待优化了工艺参数后，再结合专用摩擦磨损试验机要求制备试样并进行测试分析，不失为一种非常好的研究方法。
实用新型内容
有鉴于此，有必要提供一种适用于涂层研制阶段对涂层进行磨损性能测试的涂层磨损试验装置。
一种涂层磨损试验装置，其包括驱动模块和加载机构，驱动模块用于驱动一涂层试样运动，加载机构抵触并摩擦涂层试样，加载机构包括固定于驱动模块的固定支架、与固定支架连接的水平支架、套设于水平支架一端的平衡调节器和连接于水平支架另一端的摩擦件，摩擦件包括调节杆和连接于调节杆邻近涂层试样一端的摩擦球，水平支架两端能够绕固定支架摆动，通过调节平衡调节器套设于水平支架的位置，使摩擦球能够抵触并摩擦涂层试样表面。
进一步地，固定支架及水平支架均开设有若干销孔，固定支架与水平支架通过一销钉穿过固定支架及水平支架的销孔连接，且水平支架两端仅相对固定支架绕销钉摆动。
进一步地，水平支架包括平衡杆和连接于平衡杆一端的连接块，连接块上开设有平行于固定支架的螺纹孔，调节杆远离摩擦球一端设有外螺纹，调节杆穿过螺纹孔且与连接块通过螺纹连接方式以调节摩擦球与涂层试样之间的距离。
进一步地，摩擦件还包括砝码，砝码放置于连接块，并套置于调节杆上。
进一步地，摩擦件还包括套置筒，套置筒沿其轴线方向开设直通槽及与直通槽连通的锥形槽，调节杆一端设有与相应直通槽配合的套设部和与相应锥形槽配合的锥形头，摩擦球收容于锥形槽内，锥形头依次插入直通槽及锥形槽使调节杆与套置筒固定，并抵持摩擦球使摩擦球部分露出套置筒。
进一步地，涂层磨损试验装置还包括固定于驱动模块的固定座，固定座包括底座和滑台，底座包括底板、连接于底板两侧的挡板和连接两挡板之间的导轨，滑台滑动地套设于导轨上，固定支架固定于滑台上。
进一步地，固定座还包括第一螺纹杆，滑台上突出设置有凸块，凸块沿导轨的长度方向开设第一螺纹孔，第一螺纹杆一端伸入第一螺纹孔，另一端穿过一挡板并露出底座，通过转动第一螺纹杆以驱动滑台相对底座滑动。
进一步地，固定座还包括固定连接于第一螺纹杆露出底座一端的转动件，通过转动转动件以转动第一螺纹杆，进而驱动滑台相对底座滑动。
进一步地，固定座包括锁定件，锁定件包括第二螺纹杆和连接于第二螺纹杆一端的操作柄，第二螺纹杆的末端以螺纹连接的方式伸入滑动台，并通过第二螺纹杆抵持第一螺纹杆锁定滑动台，通过第二螺纹杆不抵持第一螺纹杆而不锁定滑动台。
进一步地，驱动模块包括固定台、电机、控制器及载物台，固定台包括框体和连接框体的上盖，上盖对应电机的位置开设通孔，电机收容于框体内，电机包括转轴，转轴穿过通孔与载物台连接固定，载物台远离转轴一侧开设收容槽以装载涂层试样，通过控制器能够设置电机转动参数以确定涂层试样的转动参数。
本实用新型的涂层磨损试验装置，可对多组涂层试样在同等条件下进行摩擦磨损的对比研究，尤其适用于涂层的初期研制，且其结构简单，操作方便，造价成本低。
附图说明
图1为本实用新型一实施例的涂层磨损试验装置整体示意图。
图2为图1所示的驱动模块的分解示意图。
图3为图1所示的加载机构的分解示意图。
图4为图3所示的固定座的分解示意图。
图5为图3所示的固定座另一方向的分解示意图。
图6为图1所示的摩擦件的部分剖面图。
图7为图1所示的涂层磨损试验装置的工作状态图。
主要元件符号说明
| 涂层磨损试验装置 | 100 |
| 驱动模块 | 10 |
| 加载机构 | 20 |
| 涂层试样 | 200 |
| 固定台 | 11 |
| 电机驱动器 | 12 |
| 电机 | 13 |
| 控制器 | 14 |
| 载物台 | 15 |
| 框体 | 111 |
| 上盖 | 112 |
| 容置腔 | 1111 |
| 散热孔 | 1112 |
| 通孔 | 1121 |
| 提拿件 | 1122 |
| 转轴 | 131 |
| 控制面板 | 141 |
| 固定座 | 21 |
| 固定支架 | 22 |
| 水平支架 | 23 |
| 平衡调节器 | 24 |
| 摩擦件 | 25 |
| 底座 | 211 |
| 滑台 | 212 |
| 底板 | 2111 |
| 挡板 | 2112 |
| 导轨 | 2113 |
| 凹槽 | 2121 |
| 凸块 | 2122 |
| 第一螺纹孔 | 2123 |
| 第二螺纹孔 | 2124 |
| 第一螺纹杆 | 213 |
| 转动件 | 214 |
| 锁定件 | 215 |
| 第二螺纹杆 | 2151 |
| 操作柄 | 2152 |
| 固定杆 | 221 |
| 支座 | 223 |
| 销孔 | 2211、2311 |
| 平衡杆 | 231 |
| 连接块 | 232 |
| 螺纹孔 | 2321 |
| 螺帽 | 241、254 |
| 调节杆 | 251 |
| 套置筒 | 252 |
| 摩擦球 | 253 |
| 套设部 | 2511 |
| 锥形头 | 2512 |
| 直通槽 | 2521 |
| 锥形槽 | 2522 |
| 砝码 | 255 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。
具体实施方式
请参阅图1，本实用新型一实施例的涂层磨损试验装置100，其用于涂层磨损性能的测试。涂层磨损试验装置100包括驱动模块10和装设于驱动模块10上的加载机构20。驱动模块10上装载一涂层试样200并驱动该涂层试样200运动，以便加载机构20抵触并摩擦该涂层试样200。
请同时参阅图2，驱动模块10包括固定台11、装设于固定台11的电机驱动器12、电机13、控制器14及载物台15。
固定台11大致为一中空的长方体，其包括框体111及连接于框体111的上盖112。框体111内有一容置腔1111，电机驱动器12、电机13均装设于框体111的容置腔1111内。框体111侧壁上还设有若干散热孔1112以利于为电机驱动器12和电机13散热。上盖112对应电机13的位置开设一通孔1121，上盖112于其两侧分别设有提拿件1122。电机13包括转轴131，转轴131伸入并穿过通孔1121与载物台15螺纹连接。可以理解，转轴131与载物台15还可以通过卡扣的方式连接固定。控制器14包括控制面板141，控制器14穿过上盖112并部分收容于容置腔1111以使得控制面板141露出显示于上盖112。载物台15大致呈圆形，其远离转轴131一侧开设一收容槽151，以用于装载涂层试样200。本实施方式中，控制器14电连接于电机驱动器12，当控制器14的控制面板141接收到设定转轴131的运转时间及速度等参数的信号后，控制器14发送信号给电机驱动器12，电机驱动器12响应该信号从而驱动电机13的转轴131转动，进而带动载物台15及装载于载物台15的涂层试样200的转动。电机驱动器12、电机13及控制器14之间连接关系及其各自内部结构，本实施方式省略说明。
请参阅图3，加载机构20包括固定座21、连接于固定座21的固定支架22、与固定支架22连接的水平支架23、套设于水平支架23一端的平衡调节器24和连接于水平支架23另一端的摩擦件25。
请一并参阅图4-5，固定座21包括底座211和可相对底座211滑动的滑台212。底座211包括底板2111、连接于底板2111两侧的挡板2112和连接于两挡板2112之间的导轨2113。本实施方式中，导轨2113有两根，两根导轨2113平行的连接于两挡板2112之间，且导轨2113穿过滑台212使得滑台212滑动地套设于导轨2113上。底板2111固定于上盖112上以将固定座21相对驱动模块10固定，其固定方式不限，可以是卡扣、螺纹连接固定等方式。本实施方式中，滑台212大致呈倒凹形，其邻近底板2111一端开设一凹槽2121，滑台212于凹槽2121内突出设置一凸块2122，凸块2122沿导轨2113的长度方向开设第一螺纹孔2123。
可以理解，在其它实施方式中，凹槽2121可省略，该第一螺纹孔2123直接设置于该滑台212上。
固定座21还包括第一螺纹杆213，其一端伸入第一螺纹孔2123以与滑台212螺纹连接，另一端穿过一挡板2112并露出底座211。固定座21还包括转动件214，转动件214固定连接于第一螺纹杆213露出底座211一端，通过转动该转动件214可带动第一螺纹杆213转动，进而驱动滑台212在导轨2112的导向下沿导轨2113滑动。
可以理解，第一螺纹杆213露出底座211一端可不设置外螺纹，以便于其穿过挡板2112与转动件214固定连接。
固定座21还包括锁定件215，其包括第二螺纹杆2151和连接于第二螺纹杆2151一端的操作柄2152。滑台212一侧开设第二螺纹孔2124，第二螺纹孔2124与凹槽2121相连通，优选地，第二螺纹孔2124的轴向垂直于凹槽2121的延伸方向即第一螺纹杆213的轴向，第二螺纹杆2151的末端穿过第二螺纹孔2124并伸入凹槽2121中。操作柄2152大致呈L型，通过转动操作柄2152可使第二螺纹杆2151抵持第一螺纹杆213以锁定滑台212的滑动，也可使第二螺纹杆2151不抵持第一螺纹杆213而不锁定滑台212。
请再次参阅图3，固定支架22包括固定杆221和连接于固定杆221一端的支座223。固定杆221远离支座223一端开设有若干销孔2211，支座223呈阶梯圆柱形。支座223远离固定杆221一端固定于滑台212远离底板2111一侧，本实施方式中，支座223通过螺丝（图未示）固定于滑台212上。
可以理解，支座223固定于滑台212的方式不限于本实施方式中通过螺丝固定，如还可通过卡扣等方式固定。
可以理解，固定杆221与支座223的连接方式有多种，如一体成型、螺纹连接等。
水平支架23包括平衡杆231和连接于平衡杆231一端的连接块232。平衡杆231大致中部开设销孔2311。通孔一销钉30依次穿过销孔2311、2211而将水平支架23与固定支架22连接，使水平支架23两端相对固定支架22绕销钉30做上下摆动，且不能朝远离固定支架22的方向运动。连接块232大致为一方形块，本实施方式中，连接块232固定连接于平衡杆231一端，连接块232上还开设有平行于固定支架22的螺纹孔2321。
可以理解，平衡杆231上可以开设多个销孔，以使水平支架23与固定支架22的具有多个连接点，提高装置的灵活性。
可以理解，可在连接块232上设置有平行于平衡杆231的通孔，将连接块232滑动套设于平衡杆231上，并在平衡杆231上设置外螺纹，通过螺帽套设在位于连接块232两端的平衡杆231上以将连接块232固定在平衡杆231上。
平衡调节器24大致呈圆筒状，其套设于平衡杆231远离连接块232一端，移动平衡调节器24可调节平衡杆231的平衡状态。本实施方式中，平衡杆231远离连接块232一端表面设有螺纹（图未示），通过螺帽241套设平衡杆231上可将平衡调节器24固定在平衡杆231上。
摩擦件25呈杆状，其包括调节杆251、连接调节杆251一端的套置筒252以及收容于套置筒252内的摩擦球253。
请同时参阅图6，套置筒252沿其轴线方向开设有直通槽2521及与直通槽2521连通的锥形槽2522，直通槽2521及锥形槽2522共同贯穿套置筒252。调节杆251连接套置筒252一端设有相对应直通槽2521的套设部2511和相对应锥形槽2522的锥形头2512。摩擦球253的直径略大于锥形槽2522的最小直径，摩擦球253收容于锥形槽2522内并部分露出套置筒252。通过调节杆251的锥形头2512依次插入直通槽2521及锥形槽2522使得锥形头2512抵持摩擦球253而将摩擦球253固定。本实施方式中，套设部2511伸入直通槽2521并与套置筒252螺纹连接以将调节杆251与套置筒252固定，摩擦球253采用Si3N4材料制成。调节杆251远离摩擦球253一端设有外螺纹（图未示），调节杆251可穿过螺纹孔2321以与连接块232通过螺纹连接，并通过螺帽254套设在调节杆251上将调节杆251相对连接块232固定。本实施方式中，摩擦件25还包括砝码255，砝码255放置于在连接块232并套置与该调节杆上，通过螺帽254可使砝码255相对连接块232和调节杆251紧固，避免摩擦测试时的晃动以提高加载机构20的稳定性。可理解，砝码255的个数可根据需要设置。
可以理解，套置筒252可以省略，此时可将摩擦球253直接嵌置于调节杆251朝向驱动模块10一端并部分露出调节杆251。
组装时，先将控制器14装设于上盖112，将电机驱动器12、电机13装设于容置腔1111内，在将上盖112固定于框体111并使转轴131穿过通孔1121与载物台15连接固定；将固定支架22的支座223固定于滑台212上，将销钉30依次穿过销孔2311、2211以使水平支架23与固定支架22连接，并将平衡调节器24套设于平衡杆231远离连接块232一端；将摩擦球253收容于锥形槽2522内，并将调节杆251的锥形头2512依次插入直通槽2521及锥形槽2522使得锥形头2512抵持摩擦球253将摩擦球253固定；最后将调节杆251远离摩擦球253一端朝远离驱动模块10的方向穿过螺纹孔2321，使得调节杆251与连接块232螺纹连接，再将砝码255放置于连接块232上并通过螺帽254将其固定，即完成组装。
请参阅图7，使用时，首先将涂层试样200收容于载物台15，调节滑台212相对底座211的位置、固定支架22与水平支架23的固定位置、平衡调节器24相对平衡杆231的位置以及调节杆251相对连接块232的位置使得摩擦球253抵触于涂层试样200的表面，设置控制器14的参数并通过电机驱动器12驱动电机13的转轴131转动，带动载物台15及涂层试样200转动，使得摩擦球253摩擦涂层试样200，进行涂层试样200的摩擦测试。另外，可通过控制器14设置涂层试样200不同转动速度及时间，对涂层试样200进行对比分析。
可以理解，可以没有固定座21，此时可直接将固定支架22固定于驱动模块10的上盖112上。
本实用新型的涂层磨损试验装置，可对多组涂层试样在同等条件下进行摩擦磨损的对比研究，尤其适用于涂层的初期研制，且其结构简单，操作方便，造价成本低。
另外，本领域技术人员还可在本实用新型精神内做其它变化，当然，这些依据本实用新型精神所做的变化，都应包含在本实用新型所要求保护的范围内。
Claims (10)
1.一种涂层磨损试验装置，其包括驱动模块和加载机构，该驱动模块用于驱动一涂层试样运动，该加载机构抵触并摩擦该涂层试样，其特征在于：该加载机构包括固定于该驱动模块的固定支架、与该固定支架连接的水平支架、套设于该水平支架一端的平衡调节器和连接于该水平支架另一端的摩擦件，该摩擦件包括调节杆和连接于该调节杆邻近该涂层试样一端的摩擦球，该水平支架两端能够绕该固定支架摆动，通过调节该平衡调节器套设于该水平支架的位置，使该摩擦球能够抵触并摩擦该涂层试样表面。
2.如权利要求1所述的涂层磨损试验装置，其特征在于：该固定支架及该水平支架均开设有若干销孔，该固定支架与该水平支架通过一销钉穿过该固定支架及该水平支架的销孔连接，且该水平支架两端仅相对该固定支架绕该销钉摆动。
3.如权利要求1所述的涂层磨损试验装置，其特征在于：该水平支架包括平衡杆和连接于该平衡杆一端的连接块，该连接块上开设有平行于该固定支架的螺纹孔，该调节杆远离该摩擦球一端设有外螺纹，该调节杆穿过该螺纹孔且与该连接块通过螺纹连接方式以调节该摩擦球与该涂层试样之间的距离。
4.如权利要求3所述的涂层磨损试验装置，其特征在于：该摩擦件还包括至少一砝码，该至少一砝码放置于该连接块上，并套置于该调节杆上。
5.如权利要求1所述的涂层磨损试验装置，其特征在于：该摩擦件还包括套置筒，该套置筒沿其轴线方向开设直通槽及与该直通槽连通的锥形槽，该调节杆一端设有与相应该直通槽配合的套设部和与相应该锥形槽配合的锥形头，该摩擦球收容于该锥形槽内，该锥形头依次插入该直通槽及该锥形槽使该调节杆与该套置筒固定，并抵持该摩擦球使该摩擦球部分露出该套置筒。
6.如权利要求1所述的涂层磨损试验装置，其特征在于：该涂层磨损试验装置还包括固定于该驱动模块的固定座，该固定座包括底座和滑台，该底座包括底板、连接于该底板两侧的挡板和连接该两挡板之间的导轨，该滑台滑动地套设于该导轨上，该固定支架固定于该滑台上。
7.如权利要求6所述的涂层磨损试验装置，其特征在于：该固定座还包括第一螺纹杆，该滑台上突出设置有凸块，该凸块沿该导轨的长度方向开设第一螺纹孔，该第一螺纹杆一端伸入该第一螺纹孔，另一端穿过一该挡板并露出该底座，通过转动该第一螺纹杆以驱动该滑台相对该底座滑动。
8.如权利要求7所述的涂层磨损试验装置，其特征在于：该固定座还包括固定连接于该第一螺纹杆露出该底座一端的转动件，通过转动该转动件以转动该第一螺纹杆，进而驱动该滑台相对该底座滑动。
9.如权利要求7所述的涂层磨损试验装置，其特征在于：该固定座包括锁定件，该锁定件包括第二螺纹杆和连接于该第二螺纹杆一端的操作柄，该第二螺纹杆的末端以螺纹连接的方式伸入该滑动台，并通过该第二螺纹杆抵持该第一螺纹杆锁定该滑动台，通过该第二螺纹杆不抵持该第一螺纹杆而不锁定该滑动台。
10.如权利要求1所述的涂层磨损试验装置，其特征在于：该驱动模块包括固定台、电机、控制器及载物台，该固定台包括框体和连接该框体的上盖，该上盖对应该电机的位置开设通孔，该电机收容于该框体内，该电机包括转轴，该转轴穿过该通孔与该载物台连接固定，该载物台远离该转轴一侧开设收容槽以装载该涂层试样，通过该控制器能够设置该电机转动参数以确定该涂层试样的转动参数。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150708 Termination date: 20161230 |