CN206387669U - 一种可控金属试块应力状态的摩擦试验机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可控金属试块应力状态的摩擦试验机，包括工控计算机、试验工作平台、应变仪、转速伺服电机和扭矩伺服电机；试验工作平台包括平台基座、移动平台和试块基座，平台基座下部安装有滚珠丝杆和导杆，移动平台通过螺纹孔和导向孔安装在滚珠丝杆和导杆上；试块基座固定在移动平台上；试块穿过试块基座上的安装孔，使用扭力螺母固定；试块上粘贴应变片；平台基座上部安装有载荷导杆，载荷导杆下端与试块接触；载荷导杆连接有砝码；转速伺服电机连接在滚珠丝杆穿过平台基座的一端，扭矩伺服电机与扭力螺母的外表面连接。本实用新型可以在试验过程中控制金属试块的应力状态，得到在不同工况下的金属试块摩擦测试结果。

Description

一种可控金属试块应力状态的摩擦试验机

技术领域

本实用新型涉及一种可控金属试块应力状态的摩擦试验机，它能够对试验过程中金属试块的应力状态进行控制，并且研究其损伤机理。

背景技术

在大多数情况下，金属被加工成零部件后，装配组成为机械整体。其中的传动，受力部件在装配时往往受到预应力作用并随时间的改变产生变化。在工作时，这些部件又受到工作载荷反复作用，必然会出可靠性降低的情况。

实用新型内容

本实用新型是为了解决上述不足，提供了一种可控金属试块应力状态的摩擦试验机。

本实用新型的上述目的通过以下的技术方案来实现：一种可控金属试块应力状态的摩擦试验机，包括工控计算机、试验工作平台、应变仪、转速伺服电机和扭矩伺服电机；所述应变仪、转速伺服电机和扭矩伺服电机连接工控计算机；

所述试验工作平台包括平台基座、移动平台和试块基座，平台基座下部设“凵”形槽，“凵”形槽两侧设有安装孔，并安装有滚珠丝杆和导杆，移动平台通过螺纹孔和导向孔安装在滚珠丝杆和导杆上；试块基座呈“凵”形，试块基座通过底部的螺栓固定在移动平台上；试块穿过试块基座上的安装孔，使用扭力螺母固定；所述试块上粘贴应变片，应变片与应变仪连接；

所述平台基座上部设有横梁，横梁上设有导向孔，导向孔安装有载荷导杆，载荷导杆下端与试块接触从而施加载荷；载荷导杆上端通过螺纹连接有砝码，从而产生试验载荷；

所述转速伺服电机连接在滚珠丝杆穿过平台基座的一端，所述扭矩伺服电机内侧设有六方安装孔，六方安装孔套入扭力螺母连接。

本实用新型的技术原理是：

1、试验载荷由试验工作平台上的砝码加载；

2、在实验工作平台上安装两台伺服电机，一台控制试块的运动速度，一台控制试块的扭紧紧力；

3、在试块上粘贴应变片以测量试块在试验过程中的变形，然后将变形信号通过应变仪反馈给工控计算机；

具体为：试块受到应力作用产生变形，贴在试块上的应变片随之产生变形，应变片变形之后会产生电阻变化，随之导致电压变化，应变仪将这个电压变化放大，并且过滤掉多余信号之后传递给计算机，计算机将这个信号采集并记录下来，与应变片的标定信息一起，就可以监控试块的受力情况。

4、工控计算机一方面依据应变仪的反馈信息，按照试验预设要求控制试块扭紧力，另一方面按照预设要求控制试块运动速度。试验过程中的施加载荷、运动速度、应力-应变数据由工控计算机采集并记录。

扭力螺母与伺服电机连接在一起，伺服电机受伺服电机控制运动。伺服电机端头有一个内六方安装孔，扭力螺母外表面也被加工成外六方，安装时放入伺服电机的内六方安装孔内。金属试块端头是螺纹杆，扭力螺母内孔为螺纹孔，安装时通过螺纹将试块和扭力螺母连接起来。工作时，伺服电机驱动内六方安装孔旋转，随之带动扭力螺母的外六方表面旋转，最后通过螺纹将扭矩传递到试块上。

试验开始前，选择不同规格的砝码，从而实现不同条件下的载荷加载。试验开始后，工控计算机通过转速伺服电机控制滚珠丝杆的转速，从而控制移动平台的移动速度；试块上粘贴应变片将试块变形情况通过应变仪反馈给工控计算机，工控计算机按照设定要求控制扭矩伺服电机的输出扭矩，从而控制试验过程中试块的变形。

本实用新型与现有技术相比的优点是：本实用新型可以在试验过程中控制金属试块的应力状态，得到在不同工况下的金属试块摩擦测试结果。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型中试验工作平台的结构示意图。

图3是本实用新型中移动平台的结构示意图。

图4是本实用新型中转速伺服电机和扭力螺母的连接结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步详述。

如图1至图4所示，一种可控金属试块应力状态的摩擦试验机，包括工控计算机1、试验工作平台2、应变仪3、转速伺服电机4和扭矩伺服电机5；所述应变仪3、转速伺服电机4和扭矩伺服电机5连接工控计算机1；

所述试验工作平台2包括平台基座2-1、移动平台2-2和试块基座2-3，平台基座2-1下部设“凵”形槽2-4，“凵”形槽2-4两侧设有安装孔2-5，并安装有滚珠丝杆2-6和导杆2-7，移动平台2-2通过螺纹孔(图示未示出)和导向孔2-8安装在滚珠丝杆2-6和导杆2-7上；试块基座2-1呈“凵”形，试块基座2-1通过底部的螺栓(图中未示出)固定在移动平台2-2上；试块2-9穿过试块基座2-3上的安装孔2-10，使用扭力螺母2-11固定；所述试块2-9上粘贴应变片2-12，应变片2-12与应变仪3连接；

所述平台基座2-1上部设有横梁2-13，横梁2-13上设有导向孔2-14，导向孔2-14安装有载荷导杆2-15，载荷导杆2-15下端与试块2-9接触从而施加载荷；载荷导杆2-15上端通过螺纹连接有砝码2-16，从而产生试验载荷；

所述转速伺服电机4连接在滚珠丝杆2-6穿过平台基座2-1的一端，所述扭矩伺服电机5内侧设有六方安装孔5-1，六方安装孔5-1套入扭力螺母2-11连接。

本实用新型的技术原理是：

1、试验载荷由试验工作平台上的砝码加载；

2、在实验工作平台上安装两台伺服电机，一台控制试块的运动速度，一台控制试块的扭紧紧力；

3、在试块上粘贴应变片以测量试块在试验过程中的变形，然后将变形信号通过应变仪反馈给工控计算机；

4、工控计算机一方面依据应变仪的反馈信息，按照试验预设要求控制试块扭紧力，另一方面按照预设要求控制试块运动速度。试验过程中的施加载荷、运动速度、应力-应变数据由工控计算机采集并记录。

试验开始前，选择不同规格的砝码，从而实现不同条件下的载荷加载。试验开始后，工控计算机通过转速伺服电机控制滚珠丝杆的转速，从而控制移动平台的移动速度；试块上粘贴应变片将试块变形情况通过应变仪反馈给工控计算机，工控计算机按照设定要求控制扭矩伺服电机的输出扭矩，从而控制试验过程中试块的变形。

本实用新型中，改变载荷导杆的结构，就可以实现粘着、滑动、滚动等不同的接触形式。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (1)

1.一种可控金属试块应力状态的摩擦试验机，其特征在于：包括工控计算机、试验工作平台、应变仪、转速伺服电机和扭矩伺服电机；所述应变仪、转速伺服电机和扭矩伺服电机连接工控计算机；

所述试验工作平台包括平台基座、移动平台和试块基座，平台基座下部设“凵”形槽，“凵”形槽两侧设有安装孔，并安装有滚珠丝杆和导杆，移动平台通过螺纹孔和导向孔安装在滚珠丝杆和导杆上；试块基座呈“凵”形，试块基座通过底部的螺栓固定在移动平台上；试块穿过试块基座上的安装孔，使用扭力螺母固定；所述试块上粘贴应变片，应变片与应变仪连接；

所述平台基座上部设有横梁，横梁上设有导向孔，导向孔安装有载荷导杆，载荷导杆下端与试块接触从而施加载荷；载荷导杆上端通过螺纹连接有砝码，从而产生试验载荷；

所述转速伺服电机连接在滚珠丝杆穿过平台基座的一端，所述扭矩伺服电机内侧设有六方安装孔，六方安装孔套入扭力螺母连接。