CN207850890U - 一种摩擦系数检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种摩擦系数检测装置，包括：摩擦测试单元，包括形成摩擦副的第一摩擦试块和第二摩擦试块；基座，固定安装有第一摩擦试块；加载单元，固定安装有第二摩擦试块，加载单元包括加载扭矩单元和加载比压单元，加载扭矩单元和加载比压单元分别向摩擦测试单元施加扭矩和压力；支撑单元，连接于基座和加载单元之间，用于支撑加载单元，至少部分支撑单元被构造为延长件以增大加载单元和摩擦测试单元之间的距离或者被构造为隔热结构。加载单元不受摩擦测试单元所处温度的影响，加载单元的密封圈能正常工作，该摩擦系数检测装置在低温、常温、高温环境下均能正常检测，使得该摩擦系数检测装置能检测的温度范围较大。

Description

一种摩擦系数检测装置

技术领域

本实用新型涉及摩擦系数检测技术领域，具体涉及一种摩擦系数检测装置。

背景技术

阀门是管路附件的一种，是流体输送系统中的控制部件，用来改变通道断面和介质流向、流量及压力的一种装置；密封性能和操作扭矩为一台阀门好坏的两个重要参数，长期以来对于阀门密封副的摩擦系数并没有进行过基础性的研究，设计时也仅仅根据经验设定一个固有的摩擦系数，而与材质、表面质量、接触压力、温度等全无关系，最终制造出的阀门实测扭矩值与设计理论值相差甚远。出于压力容器设备安全考虑，在设计时通常会选择一个很高的安全系数，造成了驱动部件的浪费，无形中大大提高了阀门的制造成本，失去了核心的价格竞争力，同时也造成资源的浪费。

目前，摩擦磨损试验机种类很多，但由于其加载单元的密封圈在高低温度循环时出现失效，因此通常只能检测常温下的摩擦系数，不能满足阀门工作时从低温到高温宽温度范围的检测需求。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的摩擦系数检测装置检测温度范围较小的缺陷，从而提供一种检测温度范围较大的摩擦系数检测装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种摩擦系数检测装置，包括：

摩擦测试单元，包括形成摩擦副的第一摩擦试块和第二摩擦试块；

基座，固定安装有所述第一摩擦试块；

加载单元，固定安装有所述第二摩擦试块，所述加载单元包括加载扭矩单元和加载比压单元，所述加载扭矩单元和所述加载比压单元分别向所述摩擦测试单元施加扭矩和压力；

支撑单元，连接于所述基座和加载单元之间，用于支撑所述加载单元，至少部分所述支撑单元被构造为延长件以增大所述加载单元和所述摩擦测试单元之间的距离或者被构造为隔热结构。

还包括可转动的阀杆，所述加载扭矩单元和所述加载比压单元通过所述阀杆向所述摩擦测试单元施加扭矩和压力。

所述支撑单元包括位于所述阀杆外侧沿所述阀杆轴向依次连接的第一法兰、第二法兰、第三法兰、连接件以及第四法兰，所述第一法兰和第二法兰分别与所述阀杆外壁密封连接以形成加压腔，所述连接件的两端分别与所述第三法兰和第四法兰连接以形成第一空腔，所述第四法兰相对所述连接件的另一端与所述基座连接以形成第二空腔，所述摩擦测试单元位于所述第二空腔内。

所述连接件被构造为所述延长件或由隔热材质制成的所述隔热结构。

所述第四法兰相对所述连接件的另一端与所述基座密封连接以形成密封的所述第二空腔，所述第二空腔上设有控制所述第二空腔与外界连通的第一控制结构。

所述第一控制结构包括设于第二空腔侧壁上与外界连通的第一通孔及旋入所述第一通孔的螺塞。

所述第一法兰与所述阀杆通过密封圈密封；和/或，所述第二法兰、第三法兰与所述阀杆通过密封圈密封。

所述第一法兰可以安装电动、气动、手动驱动装置以及扭矩检测设备。

所述加压腔侧壁上设有用于加入压力的加压通道，所述压力为气压或液压。

所述第二摩擦试块连接于所述阀杆的下端面，所述第一摩擦试块与所述基座之间、所述第二摩擦试块与所述阀杆之间均设有防转结构。

所述基座设有球面凸起，所述第一摩擦试块设有与所述球面凸起相配合的球面凹槽。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的一种摩擦系数检测装置，通过设置支撑单元，至少部分所述支撑单元被构造为延长件以增大加载单元和摩擦测试单元之间的距离或者被构造为隔热结构，加载单元不受摩擦测试单元所处温度的影响，加载单元的密封圈能正常工作，从而可使该摩擦系数检测装置在低温、常温、高温环境下均能正常检测，使得该摩擦系数检测装置能检测的温度范围较大，第一摩擦试块、第二摩擦试块可根据不同的密封副材料配对，第二摩擦试块可以采用金属材料或非金属材料，可实现阀门常用配对材料的检测，可通过对摩擦测试单元施加不同大小的扭矩来检测出不同载荷下的摩擦系数。

2.本实用新型提供的一种摩擦系数检测装置，还包括可转动的阀杆，所述加载扭矩单元和所述加载比压单元通过所述阀杆向所述摩擦测试单元施加扭矩和压力，采用阀杆可很好的模拟阀门密封副的工况。

3.本实用新型提供的一种摩擦系数检测装置，所述第四法兰相对所述连接件的另一端与所述基座密封连接以形成密封的所述第二空腔，所述第二空腔上设有所述第二空腔与外界连通的第一控制结构，可以实现摩擦测试单元的密闭或开启，能够检测阀门密封副干摩擦或者有介质时摩擦的摩擦系数，可以更好的模拟阀门实际的工作状态。

4.本实用新型提供的一种摩擦系数检测装置，所述第一法兰可以安装电动、气动、手动驱动装置以及扭矩检测设备，方便与驱动装置及扭矩检测设备的连接。

5.本实用新型提供的一种摩擦系数检测装置，所述加压腔侧壁上设有用于加入压力的加压通道，所述压力为气压或液压，结构简单可靠，可根据阀门的磅级加载相应的压力，可满足加载由低到高的载荷需求。

6.本实用新型提供的一种摩擦系数检测装置，所述第二摩擦试块连接于所述阀杆的下端面，所述第一摩擦试块与所述基座之间、所述第二摩擦试块与所述阀杆之间均设有防转结构，可防止阀杆在转动时第一摩擦试块与基座、第二摩擦试块与阀杆之间发生相对转动，影响检测结果的准确性。

7.本实用新型提供的一种摩擦系数检测装置，所述基座设有球面凸起，所述第一摩擦试块设有与所述球面凸起相配合的球面凹槽，可防止由于阀杆的长度较大在装配时发生倾斜而不能保证第一摩擦试块与第二摩擦试块保持接触，保证了检测结果的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的第一种实施方式中提供的一种摩擦系数检测装置的结构示意图；

图2为图1所示的一种摩擦系数检测装置的加载单元的结构示意图；

图3为图1所示的一种摩擦系数检测装置的摩擦测试单元的结构示意图；

图4为图1所示的一种摩擦系数检测装置连接驱动装置的结构示意图。

附图标记说明：

1-基座； 2-第一摩擦试块； 3-第二摩擦试块；

4-阀杆； 5-加压通道； 6-第一法兰；

7-第二法兰； 8-第三法兰； 9-连接件；

10-第四法兰； 11-螺塞； 12-防转支架；

13-密封圈； 14-扭矩传感器； 15-驱动装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1-4所示为一种摩擦系数检测装置的一种具体实施方式，包括作为摩擦测试单元的第一摩擦试块2和第二摩擦试块3，所述第一摩擦试块2和第二摩擦试块3形成摩擦副；所述第一摩擦试块2固定安装在连接在防转支架12的基座1上，所述基座1上设有球面凸起，所述第一摩擦试块2设有与所述球面凸起相配合的球面凹槽，所述第一摩擦试块2的四周均匀分布有螺钉，这些螺钉将所述第一摩擦试块2固定连接到所述底座上并形成防转结构；所述第二摩擦试块3通过销钉以及螺栓固定连接到阀杆4的下端面上，其中螺栓设置在所述第二摩擦试块3的中心处，销钉均匀分布在螺栓的四周，销钉以及螺栓形成防止所述第二摩擦试块3相对所述阀杆4转动的防转结构；位于所述阀杆4外侧沿所述阀杆4轴向依次连接有第一法兰6、第二法兰7、第三法兰8、连接件9以及第四法兰10，所述第一法兰6和第二法兰7分别与所述阀杆4外壁密封连接以形成加压腔，所述加压腔侧壁上设有用于加入压力的加压通道5，所述压力为气压或液压，所述加压腔、加压通道5形成通过所述阀杆4对所述摩擦测试单元施加压力的加载比压单元，形成所述连接件9的两端分别与所述第三法兰8和第四法兰10连接以形成第一空腔，所述第四法兰10相对所述连接件9的另一端与所述基座1连接以形成第二空腔，所述摩擦测试单元位于所述第二空腔内；所述第一法兰6、第二法兰7、第三法兰8与所述阀杆4通过O型密封圈13密封，所述第一法兰6、第二法兰7与所述阀杆4之间设有轴承，所述第一法兰6上可以安装通过所述阀杆4对所述摩擦测试单元施加扭矩的作为加载扭矩单元的电动、气动、手动等驱动装置15，所述加载扭矩单元、加载比压单元一起形成加载单元，所述第一法兰6上连接有作为扭矩检测设备的扭矩传感器14，所述第一法兰6、第二法兰7、第三法兰8、连接件9以及第四法兰10共同形成连接于所述基座1和所述加载单元之间的用于支撑所述加载单元的支撑单元，所述连接件9被构造为延长件以增大所述加载单元和所述摩擦测试单元之间的距离。所述第四法兰10相对所述连接件9的另一端与所述基座1密封连接以形成密封的所述第二空腔，所述第二空腔侧壁上设有与外界连通的第一通孔，所述第一通孔内旋入螺塞11，所述第一通孔及螺塞11构成第一控制结构。

使用时，根据阀门各磅级对应的比压值，根据加压通道5的横截面积反推出加载比压单元所需施加的压力值，驱动装置15对阀杆4施加扭矩使阀杆4带动第二摩擦试块3转动，通过扭矩传感器14检测出施加的扭矩值，然后可根据摩擦系数计算公式计算出摩擦系数。可通过对摩擦测试单元施加从小到大的扭矩来检测出在不同载荷下的摩擦系数。在检测过程中，可通过所述第一通孔向所述第二空腔内注入介质来检测阀门密封副在有介质时的摩擦系数，也可不注入介质来检测在干摩擦时的摩擦系数。可将基座1、摩擦测试单元放入低温环境中进行检测，为避免在低温时第二空腔内产生负压，提前通过所述第一通孔向所述第二空腔内注入惰性气体；也可以直接向第二空腔内注入一些冷介质(比如液态氮)，使摩擦测试单元在低温环境中进行检测；将基座1、摩擦测试单元放入高温炉中进行检测时，将螺塞11旋入所述第一通孔中可防止灰尘进入第二空腔内。第一摩擦试块2、第二摩擦试块3根据不同的密封副材料进行配对，第二摩擦试块3根据不同需要采用金属或者非金属结构，可实现阀门常用配对材料的检测。

在可替换的实施方式中，所述连接件9由隔热材料制成，被构造为隔热结构，摩擦测试单元所处的温度不能传递到加载单元，从而也可实现从低温到高温的较宽范围内的摩擦系数检测。

加载比压单元可与加载扭矩单元设置在相同的位置，直接在竖直方向上通过阀杆4对摩擦测试单元施加机械压力。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (11)

1.一种摩擦系数检测装置，其特征在于，包括：

摩擦测试单元，包括形成摩擦副的第一摩擦试块和第二摩擦试块；

基座，固定安装有所述第一摩擦试块；

加载单元，固定安装有所述第二摩擦试块，所述加载单元包括加载扭矩单元和加载比压单元，所述加载扭矩单元和所述加载比压单元分别向所述摩擦测试单元施加扭矩和压力；

支撑单元，连接于所述基座和加载单元之间，用于支撑所述加载单元，至少部分所述支撑单元被构造为延长件以增大所述加载单元和所述摩擦测试单元之间的距离或者被构造为隔热结构。

2.根据权利要求1所述的一种摩擦系数检测装置，其特征在于，还包括可转动的阀杆，所述加载扭矩单元和所述加载比压单元通过所述阀杆向所述摩擦测试单元施加扭矩和压力。

3.根据权利要求2所述的一种摩擦系数检测装置，其特征在于，所述支撑单元包括位于所述阀杆外侧沿所述阀杆轴向依次连接的第一法兰、第二法兰、第三法兰、连接件以及第四法兰，所述第一法兰和第二法兰分别与所述阀杆外壁密封连接以形成加压腔，所述连接件的两端分别与所述第三法兰和第四法兰连接以形成第一空腔，所述第四法兰相对所述连接件的另一端与所述基座连接以形成第二空腔，所述摩擦测试单元位于所述第二空腔内。

4.根据权利要求3所述的一种摩擦系数检测装置，其特征在于，所述连接件被构造为所述延长件或由隔热材质制成的所述隔热结构。

5.根据权利要求3所述的一种摩擦系数检测装置，其特征在于，所述第四法兰相对所述连接件的另一端与所述基座密封连接以形成密封的所述第二空腔，所述第二空腔上设有控制所述第二空腔与外界连通的第一控制结构。

6.根据权利要求5所述的一种摩擦系数检测装置，其特征在于，所述第一控制结构包括设于第二空腔侧壁上与外界连通的第一通孔及旋入所述第一通孔的螺塞。

7.根据权利要求3所述的一种摩擦系数检测装置，其特征在于，所述第一法兰与所述阀杆通过密封圈密封；和/或，所述第二法兰、第三法兰与所述阀杆通过密封圈密封。

8.根据权利要求3-7中任一项所述的一种摩擦系数检测装置，其特征在于，所述第一法兰可以安装电动、气动、手动驱动装置以及扭矩检测设备。

9.根据权利要求3-7中任一项所述的一种摩擦系数检测装置，其特征在于，所述加压腔侧壁上设有用于加入压力的加压通道，所述压力为气压或液压。

10.根据权利要求2-7中任一项所述的一种摩擦系数检测装置，其特征在于，所述第二摩擦试块连接于所述阀杆的下端面，所述第一摩擦试块与所述基座之间、所述第二摩擦试块与所述阀杆之间均设有防转结构。

11.根据权利要求1-7中任一项所述的一种摩擦系数检测装置，其特征在于，所述基座设有球面凸起，所述第一摩擦试块设有与所述球面凸起相配合的球面凹槽。