CN206787958U - 一种旋转和直线复合运动摩擦磨损试验机 - Google Patents

Abstract

一种旋转和直线复合运动摩擦磨损试验机，其主要由机架、动力系统、弹簧加载系统、环境模拟系统和检测系统组成。伺服电机Ⅰ通过曲柄滑块机构，带动润滑盒内的轴瓦试验件做往复直线运动，伺服电机Ⅱ通过同步带和带轮带动主轴旋转，进而带动试验销轴做旋转运动；旋转加载旋钮通过加载弹簧和传力杆，把载荷作用到轴瓦试验件；环境箱为试件提供稳定的工况环境；检测系统把采集到的传感器信号输入工控机实时储存并显示。本实用新型旋转和直线复合运动摩擦磨损试验机，能在常温、高低温环境，有润滑条件下，模拟圆弧面摩擦副的旋转和直线复合运动工况；可以实时测量摩擦副之间的摩擦系数，磨损量和摩擦力矩。

Description

一种旋转和直线复合运动摩擦磨损试验机

技术领域

本实用新型涉及一种旋转和直线复合运动摩擦磨损试验机，特别是一种能模拟圆弧面摩擦副在高低温、有润滑、旋转和直线复合运动下的摩擦磨损试验机。

背景技术

摩擦磨损是机械零部件失效的重要因素，常见的摩擦副有平面摩擦副和弧面摩擦副，摩擦副的运动形式多种多样，常见的有直线运动、旋转运动以及直线和旋转同时存在的复合运动；对于平面摩擦副的运动形式现在已经有很多试验机可以模拟，而模拟弧面摩擦副复合运动形式的试验机较少，大多只能模拟其单一运动形式，零件在工作的实际过程中，很多情况下是直线和旋转同时存在的复合运动工况，很多零件工作在有润滑剂的工况下，为了对上述零件在复杂工况下的摩擦磨损性能做出评价，一种旋转和直线复合运动摩擦磨损试验机是有必要的。

在已公开的中国专利中《一种往复摩擦磨损试验机》(专利号201520526206.8)公开了一种能够模拟在一定温度下弧面摩擦副做直线往复运动的摩擦磨损试验机。此技术没有涉及润滑条件和弧面摩擦副同时做旋转运动和直线运动的复合运动情况。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了能在较真实的情况下模拟弧面摩擦副，在有润滑、高低温环境和往复直线运动与旋转运动同时存在的复合运动工况，提供一种在不同环境温度、不同润滑条件、不同运动工况条件下，通过检测试验试件的摩擦系数、磨损量和摩擦力矩来评价试验试件和润滑剂摩擦学性能的试验机。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种旋转和直线复合运动摩擦磨损试验机，包括机架、动力系统、弹簧加载系统、环境模拟系统和检测系统。动力系统中，伺服电机Ⅰ通过电机座固定在动力台上，电机输出轴驱动曲柄滑块机构，曲柄上加工有不同偏心量的通孔，连杆与不同的通孔铰接可以改变往复运动的行程，滑块与固定在机架上的直线导轨相对滑动。伺服电机Ⅱ固定在机架上端，其上同步带轮Ⅰ通过同步带与固定在主轴上的同步带轮Ⅱ相连，主轴通过推力轴承固定在机架上，主轴上固定有圆盘并开环形槽，接近开关一部分安装在环形槽上，另一部分固定在机架上，通过调节接近开关在环形槽上的间距可以调节主轴往复旋转的角度，主轴的下端通过螺纹与试验销轴连接。

弹簧加载系统中，润滑盒中间是有一定深度的圆形沉孔可以储存润滑剂，润滑盒内均布3个弹簧加载装置，加载旋钮中间开有通孔，外圈通过螺纹与润滑盒连接，加载旋钮与弹簧接触面有压力传感器，检测弹簧加载力的大小，传力杆的一端穿过加载旋钮通孔并伸出到润滑盒外部，伸出端装有位移传感器用于检测试验试件的磨损量，传力杆中间套有密封圈防止润滑盒内的润滑剂流出，另一端与轴瓦试验件螺纹连接，均布的3个轴瓦试验件与试验销轴接触，该试验销轴上有霍尔传感器用于检测销轴形变，防止3个轴瓦试验件在加载过程中加载不均导致试验销轴变形，扭矩传感器检测运动过程中试验销轴的扭矩值。

环境模拟系统中，环境箱上下各开有一个圆孔，孔的四周有密封圈，环境箱内部有第一加热板、第二加热板和温度传感器。环境箱通过螺栓固定在机架上，环境箱把润滑盒及试验试件全部罩在内部，给试验试件提供稳定的高低温环境。

检测系统中的传感器信号通过数据采集卡输入工控机储存并实时显示。

本实用新型的有益效果是：能较真实的模拟弧面摩擦副，在有润滑、高低温环境和直线运动与旋转运动同时存在的复合运动工况，通过检测试验试件的摩擦系数、磨损量和摩擦力矩来评价试验试件和润滑剂的摩擦学性能；

附图说明

图1是本实用新型主视结构示意简图；

图2是A处局部放大图；

图3是本实用新型主视结构后视图简图；

图4是本实用新型加载部分及润滑盒俯视图；

图5是B处局部剖视图；

图6是曲柄主视图。

图中：1—动力台，2—电机座，3—伺服电机Ⅰ，4—曲柄，5—连杆，6—插销，7—滑块，8—直线导轨，9—试验销轴，10—环境箱，11—主轴，12—同步带，13—同步带轮Ⅱ，14—机架，15—显示屏，16—操作按钮，17—润滑盒，18—霍尔传感器，19—扭矩传感器20—接近开关Ⅰ，21—带槽圆盘，22—接近开关Ⅱ，23—推力轴承，24—第一加热板，25—第二加热板，26—温度传感器，27—同步带轮Ⅰ，28—伺服电机Ⅱ，29—位移传感器，30—加载旋钮，31—压力传感器，32—加载弹簧，33—密封圈，34—传力杆，35—轴瓦试验件。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步的说明：

一种旋转和直线复合运动摩擦磨损试验机，包括机架、动力系统、弹簧加载系统、环境模拟系统和检测系统。如图1、图2和图3所示：伺服电机Ⅰ3通过电机座2固定在动力台1上，伺服电机Ⅰ3的输出轴与曲柄4固连，曲柄4与连杆5铰接，连杆5与滑块7通过插销6铰接，滑块7与固定在机架上的直线导轨8相对滑动，则伺服电机Ⅰ3带动滑块7做往复直线运动；伺服电机Ⅱ28固定在机架14上端，其上的同步带轮Ⅰ27通过同步带12与固定在主轴11上的同步带轮Ⅱ13相连，主轴11通过推力轴承23固定在机架14上，主轴11上固定有带槽圆盘21，接近开关Ⅱ22安装在带槽圆盘21的环形槽上，另一部分接近开关Ⅰ20固定在机架14上，通过调节接近开关Ⅱ22在带槽圆盘21上的间距可以调节主轴11摆动的角度，主轴11的下端通过螺纹与试验销轴9连接，试验销轴9上有霍尔传感器18用于检测试验销轴9的变形，试验销轴9上还有扭矩传感器19，检测试验销轴9所受扭矩。

如图1和图2所示：环境箱10上下各开有一个圆孔，使试验销轴9和往复运动的滑块7伸进箱体内，把润滑盒17和弹簧加载机构全部罩在内部，孔的四周有密封圈，环境箱10内部有第一加热板24、第二加热板25和温度传感器26。环境箱10通过螺栓固定在机架14上，给试验件提供稳定的高低温环境。

如图4和图5是润滑盒和弹簧加载系统的结构简图和局部剖视图，润滑盒17通过螺栓固定在滑块7的托盘上，润滑盒17中间是有一定深度的圆形沉孔可以储存润滑剂，润滑盒17内均布3个弹簧加载装置，加载旋钮30中间开有通孔，外圈通过螺纹与润滑盒17连接，加载旋钮30与加载弹簧32接触面有压力传感器31，检测加载弹簧32力的大小，传力杆34的一端穿过加载旋钮30并伸出到润滑盒17外部，伸出端装有位移传感器29用于检测试验试件的磨损量，传力杆34中间套有密封圈33，防止润滑剂在润滑盒17运动的过程中流出，另一端与轴瓦试验件35螺纹连接，均布的3个轴瓦试验件35与试验销轴9接触。

试验开始时，先安装试验销轴9和轴瓦试验件35，安装完成后往润滑盒17内加注润滑剂，打开总电源调节加载旋钮30直到压力传感器31达到指定载荷，此时观察霍尔传感器18测得的试验销轴9的形变量，若形变量不近似为零，则微调3个加载旋钮30直至形变量近似为零，按照实验要求调节接近开关Ⅱ22在带槽圆盘21上的间距，根据往复行程大小在曲柄4上选择对应的孔和连杆5铰接；开启环境箱10电源，待达到设定温度后，先启动伺服电机Ⅱ28然后启动伺服电机Ⅰ3，伺服电机Ⅱ28通过同步带12和同步带轮Ⅰ27与同步带轮Ⅱ13带动主轴11旋转，主轴11带动试验销轴9相对轴瓦试验件35旋转；电机Ⅰ3通过曲柄滑块机构带动润滑盒17上下移动，轴瓦试验件35就相对试验销轴9做直线往复运动，这样便实现了试验试件旋转和直线往复的复合运动，传感器采集信号输入工控机实时储存并显示。

在检测系统中设定阀值当试验试件磨损量达到设定值时实现停机，或达到设定运动时间时实现停机，保存数据。

Claims (4)

1.一种旋转和直线复合运动摩擦磨损试验机，主要由机架、动力系统、弹簧加载系统、环境模拟系统和检测系统组成；其特征在于：伺服电机Ⅰ通过电机座固定在动力台上，电机驱动曲柄滑块机构，滑块与固定在机架上的直线导轨相对滑动；润滑盒通过滑块上的托盘固定在滑块上端面，加载旋钮与润滑盒螺纹连接，弹簧一端与加载旋钮接触，另一端与传力杆相连，传力杆通过螺纹固连轴瓦试验件；伺服电机Ⅱ固定在机架上端，其上的同步带轮Ⅰ通过同步带与固定在主轴上的同步带轮Ⅱ相连，主轴通过推力轴承固定在机架上，主轴的下端通过螺纹与试验销轴固连。

2.如权利要求1所述一种旋转和直线复合运动摩擦磨损试验机，其特征在于：所述曲柄滑块机构中的曲柄具有不同偏心量的通孔，选择不同的孔与连杆铰接可以调整滑块往复运动的行程。

3.如权利要求1所述一种旋转和直线复合运动摩擦磨损试验机，其特征在于：所述润滑盒中间是有一定深度的圆形沉孔可以储存润滑剂，润滑盒内部均布3个弹簧加载装置，加载旋钮中间开有通孔，外圈通过螺纹与润滑盒连接，加载旋钮与弹簧接触面有压力传感器，传力杆的一端穿过加载旋钮通孔并伸出到润滑盒外部，伸出端装有位移传感器，传力杆中间套有密封圈，另一端与轴瓦试验件螺纹固连，均布的3个轴瓦试验件与试验销轴接触，试验销轴上有霍尔传感器和扭矩传感器。

4.如权利要求1所述一种旋转和直线复合运动摩擦磨损试验机，其特征在于：所述旋转主轴上固定有圆盘并开环形槽，接近开关一部分安装在环形槽上，另一部分固定在机架上，通过调节接近开关在环形槽上的间距可以调节主轴往复旋转的角度。