CN206248526U

CN206248526U - 摩擦系数测量装置

Info

Publication number: CN206248526U
Application number: CN201621392621.XU
Authority: CN
Inventors: 李宏; 单毅; 陆金红
Original assignee: Beijing Goldwind Science and Creation Windpower Equipment Co Ltd
Current assignee: Beijing Goldwind Science and Creation Windpower Equipment Co Ltd
Priority date: 2016-12-16
Filing date: 2016-12-16
Publication date: 2017-06-13
Anticipated expiration: 2026-12-16

Abstract

提供一种摩擦系数测量装置。该测量装置包括：第一平台，第一平台的上表面用于固定第一被测件；第二平台，设置在第一平台的上方，第二平台的下表面用于固定第二被测件；驱动机构，驱动第一平台和第二平台中的一个平台，以使所述一个平台相对于第一平台和第二平台中的另一个平台作匀速直线运动；拉力计，连接到所述另一个平台，并与所述另一个平台齐平，其中，所述第一平台、第二平台和拉力计均呈水平状态。根据本公开的摩擦系数测量装置，可提高其自动化程度，并可提高测试样品的通用性。

Description

摩擦系数测量装置

技术领域

本公开涉及摩擦系数测量领域，更具体地讲，本公开涉及一种摩擦系数测量装置。

背景技术

在大型结构物体组装过程中，通常需要通过对大型结构物体进行吊装来实现组装。例如，在风力发电机组中叶片、塔筒等部件的安装过程中，通常需要对叶片、塔筒进行吊装。吊装过程中，吊具与被吊装物体接触表面因摩擦力的不同，会出现相对滑动，这会影响吊装，甚至会损坏被吊装物体表面。

因此，在现有的吊具与被吊装物体接触的表面处通常都安装有防护材料，以使吊具在吊装过程中不容易滑动或者在可控制范围内滑动，使得被吊装物体不受损坏。同样，在船舶等海上交通工具停靠岸时，为了确保其能快速、稳定的停靠岸，通常会在船舶等外表面与岸侧面接触区域涂有防护材料，使二者表面接触时产生一定的摩擦力。

通常，在选择上述防护材料时，需测量防护材料的摩擦系数，从而能够更有效地选择合适的防护材料。

图1是示出根据现有技术的测量摩擦系数的摩擦材料试验机。使用时，将待测量的两个试片1’分别夹持在摩擦材料试验机的两根相对的主轴2’上，然后通过主轴2’对试片1’施加垂直于该试片1’的正向压力P，再在加载杆3’的末端不断加砝码5’，直至加载杆3’下方的百分表4’指针摆动，并记录该百分表4’指针摆动瞬间的两个试片1’之间的摩擦力矩Mi。然后，根据公式μ＝Mi/(P×R)来计算静摩擦系数μ。其中，R为两个试片1’的接触面的平均半径，例如，如果接触面为环形，则R为该环形的内圆半径和外圆半径的平均值，如果接触面为圆形，则R为该圆形半径的一半。

根据上述现有技术的测量装置，对测试样品的要求高，仅限于可切割成小块样品的材料。此外，由于施加砝码可测量摩擦力的范围较小，导致摩擦系数测量精度较低。以上两点均会对摩擦系数的测量造成限制，导致测试通用性较差。

实用新型内容

本公开的目的在于提供一种自动化程度高的摩擦系数测量装置。

本公开的另一目的在于提供一种能够提高测试样品的通用性的摩擦系数测量装置。

根据本公开的一方面，一种摩擦系数测量装置包括：第一平台，第一平台的上表面用于固定第一被测件；第二平台，设置在第一平台的上方，第二平台的下表面用于固定第二被测件；驱动机构，驱动第一平台和第二平台中的一个平台，以使一个平台相对于第一平台和第二平台中的另一个平台作匀速直线运动；拉力计，连接到另一个平台，并与另一个平台齐平，其中，第一平台、第二平台和拉力计均呈水平状态。

测量装置还可包括：高度调节构件，连接到拉力计，用于调节拉力计的高度。

高度调节构件可包括：固定部；弧状部，一端固定在固定部上，另一端在竖直方向上延伸；滑动部，一端连接到固定部，另一端连接到拉力计，滑动部与弧状部滑动连接；锁固件，将滑动部锁固在弧状部上的预设位置。

测量装置还可包括用于将驱动机构连接到第一平台和第二平台中的一个平台的传送带。

驱动机构可包括：驱动电机，用于施加驱动力；减速电机，减速电机的一端连接到驱动电机，以降低转速。

驱动机构还可包括：驱动滚轮，减速电机的另一端连接到驱动滚轮，传送带的一端连接到驱动滚轮。

测量装置还可包括：支撑台，具有水平台面，第一平台可滑动地安置在水平台面上。

测量装置还可包括：角度调节滑轮，固定在支撑台上，用于支撑传送带，以将传送带分成竖直部分以及与第一平台和第二平台中的一个平台齐平的水平部分。

测量装置还可包括用于将支撑台调节呈水平状态的调节支撑件。

第一平台的上表面可设置有用于安放第一被测件的固定口。

根据本公开的摩擦系数测量装置，可提高其自动化程度，从而可节约劳动力。

此外，根据本公开的摩擦系数测量装置，还可提高测试样品的通用性，从而使测量装置能够适用于各种样品的摩擦系数的测量。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本公开的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：

图1是示出根据现有技术的测量摩擦系数的摩擦材料试验机；

图2是示出根据本公开的示例性实施例的摩擦系数测量装置；

图3是示出根据本公开的示例性实施例的摩擦力随被测件之间的相对运动而变化的示图。

具体实施方式

下面，将参照附图详细描述本公开的实施例。

图2是示出根据本公开的示例性实施例的摩擦系数测量装置。

参照图2，根据本公开的示例性实施例的摩擦系数测量装置100可包括第一平台10、第二平台20、驱动机构30和拉力计40。

第一平台10可以是平移小车，但本公开不限于此，第一平台10可以是其它呈水平状态的支撑件。

可选地，可将第一平台10设置在呈水平状态的支撑台60的水平台面上。支撑台60可被放置在水平面上，例如，水平的地面上。支撑台60可具有用来调节其水平状态的调节支撑件61。例如，支撑台60可通过调节支撑件61放置在水平面上。

在第一平台10为平移小车时，第一平台10可在支撑台60上滑动。

第一被测件1可被固定在第一平台10的上表面上。可选地，第一平台10的上表面上可设置有固定口11，第一被测件1可被固定到固定口11中，固定口11的尺寸可根据第一被测件1的尺寸来进行调节。可用螺栓将第一被测件1固定到固定口11中，然而，本公开不限于此，可通过其它方式来固定第一被测件1，只要保证第一被测件1和第一平台10不产生相对运动即可。

第二平台20可设置在第一平台10的上方，例如，可设置在第一平台10的正上方。第二平台20可以是呈水平状态的任意板。

第二被测件2可被固定在第二平台20的下表面上，例如，第二被测件2可通过粘结、螺栓连接等方式固定在第二平台20的下表面上。然而，本公开不限于此，可通过任意方式来固定第二被测件2，只要保证第二被测件2与第二平台20不产生相对运动即可。优选地，第二被测件2的在水平方向上的长度可小于第一被测件1的在水平方向上的长度，以保证第二被测件2与第一被测件1进行相对运动时的稳定性。

另外，第二平台20可被设置为使得第一被测件1和第二被测件2彼此叠置。所谓“彼此叠置”指的是第一被测件1和第二被测件2直接接触，使得第二被测件2的重力全部施加到第一被测件1。

此外，可将配重块3放置在第二平台20的上表面上，可根据需要来选择配重块的数量。

根据本公开的示例性实施例，第一平台10和第二平台20的尺寸不受具体限制，可根据被测件1和2以及配重块的尺寸和数量来进行调整。因此，可提高摩擦系数测量装置的通用性。例如，在不便于将被测件加工成非常小的标准试样的情况下，可不考虑被测件在水平方向上的尺寸，仅需保证两个被测件的上下表面呈水平状态即可。另外，由于第二平台20的尺寸可被任意调节，因此使得摩擦系数测量装置也非常适用于需要多个配重块的情况。

应理解的是，第一平台10、第二平台20和支撑台60均呈水平状态，以保证摩擦系数计算的准确性。例如，可以利用水平仪等来确保第一平台10、第二平台20和支撑台60的水平状态。

根据本公开的示例性实施例，驱动机构30可驱动第一平台10，使得第一平台10能够在支撑台60上作匀速直线运动。从而，第一被测件1能够在第一平台10的带动下相对于第二被测件2作匀速直线运动。

根据本公开的示例性实施例，与图1中的现有技术相比，由原来的手动加砝码施力，变为利用驱动机构30来驱动，因此可减少人为操作，节约劳动力。

根据本公开的示例性实施例，驱动机构30可包括驱动电机31、减速电机32、传送带33和驱动滚轮34。

例如，驱动电机31可以是变频电机，以施加恒定转速。减速电机32的一端可连接到驱动电机31，例如，可通过转接头35连接到驱动电机31，从而可降低驱动电机31施加的转速。

减速电机32可通过传送带33连接到第一平台10，从而向第一平台10施加拉力。

例如，可在减速电机32的另一端设置驱动滚轮34，在减速电机32的驱动下，驱动滚轮34也以低速旋转。传送带33可缠绕在驱动滚轮34上，从而以匀速拉动第一平台10。

在将第一平台10设置在支撑台60上的情况下，可在支撑台60的一端(如图2的左端)设置角度调节滑轮70，以支撑传送带33。

角度调节滑轮70可将传送带33分成竖直部分和水平部分。传送带33的水平部分可与第一平台10齐平。这里，“齐平”指的是传送带33的水平部分的水平轴线与第一平台10的台面的水平轴线共线。

应理解的是，角度调节滑轮70的竖直高度可以是可调的，从而可根据第一平台10的高度来调节传送带的水平部分的高度。

根据本公开的示例性实施例，拉力计40可连接到第二平台20。拉力计40可与第二平台20齐平。其中，“齐平”指的是拉力计40的水平轴线可与第二平台20的水平轴线共线。拉力计40可以是本领域已知的任意拉力计，只要能够测量拉力的数值即可，不受具体限制。例如，可使用能够自动输出拉力值的拉力计，以提高自动化程度和准确性。

根据本公开的示例性实施例，摩擦系数测量装置100还可包括连接到拉力计40的高度调节构件50。在设置有支撑台60的情况下，高度调节构件50可被固定在支撑台60上。

高度调节构件50可用于调节拉力计40的竖直高度。例如，如图2所示，高度调节构件50可包括固定部51、弧状部52、滑动部53和锁固件(未示出)。

固定部51可固定在支撑台60上。弧状部52的一端可固定在固定部51上，另一端可在竖直方向上延伸。例如，弧状部52可呈如图2所示的弧状。

滑动部53的一端可固定在固定部51上，另一端可连接到拉力计40。此外，弧状部52可与滑动部53滑动连接，以在竖直方向上调节滑动部53的高度。

锁固件可将滑动部53锁定在弧状部52上的预设位置，例如，锁固件可以是设置在弧状部52上的卡扣。一旦滑动部53被锁固到弧状部52上，则滑动部53的与拉力计40连接的端部的竖直高度就被确定。

例如，当第一被测件1和第二被测件2的高度变化时，第二平台20的竖直高度也会发生变化。在这种情况下，可使滑动部53在弧状部52上滑动到某一位置以将拉力计40调节到与第二平台20的高度相同的高度处，然后可通过锁固件(未示出)将滑动部53固定在弧状部52上的所述位置。然而，高度调节构件50的结构不限于此，只要能够调节拉力计40的竖直高度即可。

根据本公开的示例性实施例，通过利用高度调节构件50，可调节拉力计40在竖直方向上的高度，从而可进一步提高摩擦系数测量装置的通用性。具体来说，通过利用高度调节构件50，使得对第一被测件1和第二被测件2的高度可不做具体限定，因此可更好地适用于不便于切成小块样品的试样的测量，从而提高该装置的通用性。

以下，将描述根据图2的摩擦系数测量装置的测量方法。

首先，确认支撑台60和第一平台10是否处于水平状态，如果不处于水平状态，则需将其调节为水平状态。

然后，将第一被测件1和第二被测件2分别固定在第一平台10和第二平台20上。利用高度调节构件50将拉力计40调节为与第二平台20齐平。

根据需要将适当重量的配重块3放置在第二平台20上。

接下来，驱动驱动电机31输出匀速的高转速，通过减速电机32输出匀速的低转速，该匀速的低转速施加到传送带33，从而带动第一平台10(例如，平移小车)向左匀速运动。由于第一被测件1固定在第一平台10上，因此第一被测件1相对于第二被测件2向左匀速运动。使第一被测件1持续运动，直至第二被测件2位于第一被测件1的边缘处(保证第二被测件2不从第一被测件1上跌落)时记为一次测试，为了提高测试的准确度，可重复上述测试。此外，还可以通过改变配重块3的重量重复上述测试来提高测试的准确度。

可将每次测试时记录的拉力值绘制成表。图3是示出根据本公开的示例性实施例的摩擦力F_μ随被测件之间的相对运动而变化的示图。

在图3中，在最高点A之前为静摩擦力，其中，最高点A处的力F_max指的是最大静摩擦力，摩擦力趋于平稳时的力F_avg指的是动摩擦力。

可根据公式μ₁＝F_μ/F_N来计算第一被测件1的摩擦系数μ₁值。其中，F_N指的是第二被测件2、第二平台20和配重块3的总重量。当使F_μ＝F_max时，μ₁为第一被测件1的静摩擦系数。当使F_μ＝F_avg时，μ₁为第一被测件1的动摩擦系数。

另外，可通过两种方式来测量第二被测件2的摩擦系数(静摩擦系数和动摩擦系数)。第一种方式为将第一被测件1和第二被测件2的位置对调，这种方式可无需更改第一平台10、第二平台20、驱动机构30和拉力计40之间的连接关系。另一种方式为将驱动机构30(例如，传送带33)连接到第二平台20，将拉力计40连接到第一平台10，并重新调节传送带33和拉力计40的水平状态，这种方式无需改变第一被测件1和第二被测件2的位置。

如上所述，根据本公开的示例性实施例的摩擦系数测量装置，可提高其自动化程度，从而可节约劳动力。

此外，根据本公开的示例性实施例的摩擦系数测量装置，还可提高测试样品的通用性，从而使测量装置能够适用于各种样品的摩擦系数的测量。

尽管已经参照其示例性实施例具体描述了本公开的示例性实施例，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本公开的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims

1.一种摩擦系数测量装置，其特征在于，所述测量装置包括：

第一平台(10)，所述第一平台(10)的上表面用于固定第一被测件(1)；

第二平台(20)，设置在所述第一平台(10)的上方，所述第二平台(20)的下表面用于固定第二被测件(2)；

驱动机构(30)，驱动所述第一平台(10)和所述第二平台(20)中的一个平台，以使所述一个平台相对于所述第一平台(10)和所述第二平台(20)中的另一个平台作匀速直线运动；

拉力计(40)，连接到所述另一个平台，并与所述另一个平台齐平，

其中，所述第一平台(10)、所述第二平台(20)和所述拉力计(40)均呈水平状态。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括：

高度调节构件(50)，连接到所述拉力计(40)，用于调节所述拉力计(40)的高度。

3.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述高度调节构件(50)包括：

固定部(51)；

弧状部(52)，一端固定在所述固定部(51)上，另一端在竖直方向上延伸；

滑动部(53)，一端连接到所述固定部(51)，另一端连接到所述拉力计(40)，所述滑动部(53)与所述弧状部(52)滑动连接；

锁固件，将所述滑动部(53)锁固在所述弧状部(52)上的预设位置。

4.根据权利要求1至3中任意一项权利要求所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括用于将所述驱动机构(30)连接到所述第一平台(10)和所述第二平台(20)中的所述一个平台的传送带(33)。

5.根据权利要求4所述的测量装置，其特征在于，所述驱动机构(30)包括：

驱动电机(31)，用于施加驱动力；

减速电机(32)，所述减速电机(32)的一端连接到所述驱动电机(31)，以降低转速。

6.根据权利要求5所述的测量装置，其特征在于，所述驱动机构(30)还包括：

驱动滚轮(34)，所述减速电机(32)的另一端连接到所述驱动滚轮(34)，所述传送带(33)的一端连接到所述驱动滚轮(34)。

7.根据权利要求4所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括：

支撑台(60)，具有水平台面，所述第一平台(10)可滑动地安置在所述水平台面上。

8.根据权利要求7所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括：

角度调节滑轮(70)，固定在所述支撑台(60)上，用于支撑所述传送带(33)，以将所述传送带(33)分成竖直部分以及与所述第一平台(10)和所述第二平台(20)中的所述一个平台齐平的水平部分。

9.根据权利要求7所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括用于将所述支撑台(60)调节呈水平状态的调节支撑件(61)。

10.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述第一平台(10)的上表面设置有用于安放所述第一被测件(1)的固定口(11)。