CN214173972U - 一种横向加戴曲面轴瓦柜式润滑摩擦磨损装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种横向加戴曲面轴瓦柜式润滑摩擦磨损装置，涉及摩擦学的技术领域，包括实验平台、夹紧机构、旋转机构、润滑机构及加载机构，其中：夹紧机构设于实验平台的上侧并用于实现对测试过程中的发生相互摩擦的两个试件的夹紧，旋转机构设于夹紧机构的后侧并用于实现对测试过程中的两个试件能够发生相互摩擦，润滑机构设于夹紧机构的前侧并用于实现在测试过程中的两个试件能够获得充分润滑，加载机构设于夹紧机构的右侧并用于实现在测试过程中的两个试件上能够施加准确的载荷。本实用新型中的横向加戴曲面轴瓦柜式润滑摩擦磨损装置具有设计巧妙、结构合理、使用方便的特点，可避开重力的影响，实现精确地施加载荷。

Description

一种横向加戴曲面轴瓦柜式润滑摩擦磨损装置

技术领域

本实用新型涉及摩擦学的技术领域，具体涉及一种横向加戴曲面轴瓦柜式润滑摩擦磨损装置。

背景技术

摩擦磨损一直是现代科学技术的研究热点，发动机是一台机械设备的动力来源，发动机的使用寿命决定了机械设备的使用寿命，发动机点火后，带动活塞环运动，活塞环带动连杆运动，连杆带动曲轴运动，从而为车轮提供动力。其中连杆与曲轴之间不是直接接触的，依靠曲轴瓦的合金层表面与曲轴颈连接，曲轴瓦的背面与连杆连接。因此发动机曲轴的磨损主要发生在与轴瓦接触的轴颈部位。

诸多学者致力于曲轴颈轴瓦之间的摩擦磨损研究，当前常见的摩擦磨损测试装置是销盘接触形式和环环接触形式，其中销盘接触的缺点在于，由于接触面上各点离旋转中心的距离不同，因此接触面上各点的线速度，随着离旋转中心距离的增大而增大，同理环环接触形式也具有相同的问题。

如申请号为201811374603.2的实用新型专利提供了一种轴瓦摩擦磨损测试试验机，其将整个轴瓦装夹在试验装置上，此时轴瓦与轴颈试样之间受到了夹具和轴瓦试样的重力作用，加载载荷不具有准确性，未设计润滑油甩飞保护装置，因此无法进行高转速下的摩擦磨损润滑实验。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种横向加戴曲面轴瓦柜式润滑摩擦磨损装置，以解决现有技术中导致的上述缺陷。

一种横向加戴曲面轴瓦柜式润滑摩擦磨损装置，包括实验平台、夹紧机构、旋转机构、润滑机构及加载机构，其中：

所述夹紧机构设于实验平台的上侧并用于实现对测试过程中的发生相互摩擦的两个试件的夹紧；

所述旋转机构设于夹紧机构的后侧并用于实现对测试过程中的两个试件能够发生相互摩擦；

所述润滑机构设于夹紧机构的前侧并用于实现在测试过程中的两个试件能够获得充分润滑；

所述加载机构设于夹紧机构的右侧并用于实现在测试过程中的两个试件上能够施加准确的载荷。

优选的，所述夹紧机构具体包括夹紧块、轴瓦试样、传动轴、轴颈试样、热电偶传感器及加速度传感器，所述夹紧块为U型结构且开口朝左设置，所述夹紧块的两端设有长条形的滑移槽，所述夹紧块的中间靠内侧设有与轴瓦试样适配的放置槽，所述轴瓦试样放置于放置槽之中，所述夹紧块在轴瓦试样的前侧安装有一对偏心锁紧螺钉，所述传动轴与夹紧块之间同轴设置，所述传动轴的前端套装有胀紧套且靠胀紧套后侧设有轴向定位其的轴肩，所述轴颈试样套装于胀紧套的外壁上，所述传动轴在胀紧套的前侧安装有锁紧螺母，所述热电偶传感器水平朝后设置并安装于夹紧块的中间，所述热电偶传感器的感应端与轴瓦试样的外壁接触，所述加速度传感器安装于夹紧块的上侧，所述加速度传感器的感应端贯穿夹紧块且朝向传动轴。

优选的，所述旋转机构具体包括旋转电机与扭矩传感器，所述旋转电机通过L型的固定板一安装于实验平台的上侧，所述旋转电机的输出轴与传动轴之间同轴设置，所述传动轴通过轴承座安装于实验平台的上侧，所述扭矩传感器同轴位于旋转电机与传动轴之间并借助垫高块安装于实验平台的上侧，所述扭矩传感器的前后两端分别与传动轴和旋转电机的输出轴连接。

优选的，所述润滑机构具体包括支撑板、储油盒及蠕动泵，所述支撑板位于夹紧块和轴承座之间并固定于实验平台的上侧，所述储油盒位于夹紧块的下侧并固定于支撑板的前侧，所述储油盒的上侧焊接有防溅罩，所述防溅罩的顶部设有出油管，所述出油管的进油端与所述的蠕动泵的出油口连接，所述出油管的出油端朝向轴瓦试样与轴颈试样的接触处，所述储油盒的下侧设有回油管，所述回油管的出油端与所述的蠕动泵的进油口连接，所述支撑板在传动轴的上下两边对称安装于支撑柱，位于同一侧的支撑柱对应设于滑移槽之中。

优选的，所述加载机构具体包括安装框、齿条、柱式压力传感器、加载压头、加载电机及齿轮，所述安装框竖直安装于实验平台的前侧，所述齿条水平且左右朝向设置，所述齿条通过一对螺杆连接于安装框的前侧，所述齿条上设有可供螺杆滑动的长条槽，所述螺杆在齿条的前侧套装有限位片，所述螺杆在限位片的前侧连接有限位螺母，所述柱式压力传感器同轴安装于齿条的左端，所述加载压头同轴安装于柱式压力传感器的左侧，所述防溅罩的右侧设有可供加载压头通过的贯通口，所述加载电机通过L型的固定板二安装于实验平台的上侧，所述齿轮键连接于加载电机的输出轴上，所述齿轮与齿条之间相互啮合。

本实用新型的优点：这种横向加戴曲面轴瓦柜式润滑摩擦磨损装置在实际工作时：

（1）通过位于夹紧块内侧的放置槽可实现对轴瓦试样的定位，再通过加装一对偏心锁紧螺钉可进一步防止轴瓦试样发生窜动，通过拧紧胀紧套上的高强度螺栓，其内侧向内收紧并夹紧在传动轴上，其外侧向外撑开并撑起轴颈试样，通过驱动传动轴即可带动胀紧套及其上的轴颈试样发生旋转，进而实现轴颈试样与轴瓦试样之间发生运动摩擦。通过加装热电偶传感器可监测轴颈试样与轴瓦试样摩擦时的温度变化，通过加装加速度传感器可监测传动轴的振动变化。

（2）通过旋转电机驱动扭矩传感器即可带动传动轴发生转动，通过加装扭矩传感器可监测旋转电机施加在传动轴上的转矩。

（3）通过蠕动泵并借助回油管实现对储油盒中的润滑油的抽取，再通过出油管将润滑油喷到轴颈试样与轴瓦试样的接触处。

（4）通过加载电机经齿轮与齿条的啮合传动即可带动齿条发生位移，当齿条朝左移动并使加载压头抵紧夹紧块时，即可在轴颈试样与轴瓦试样的接触处准确施加一定的载荷，通过加装柱式压力传感器可监测该载荷的大小。

综上所述，本实用新型中的横向加戴曲面轴瓦柜式润滑摩擦磨损装置具有设计巧妙、结构合理、使用方便的特点，可避开重力的影响，实现精确地施加载荷。

附图说明

图1为本实用新型整体三维的结构示意图。

图2为本实用新型中的夹紧机构的结构示意图。

图3为本实用新型中的旋转机构的结构示意图。

图4为本实用新型中的润滑机构的结构示意图。

图5为本实用新型中的加载机构的结构示意图。

10-实验平台；

20-夹紧机构；201-夹紧块；201a-滑移槽；202-轴瓦试样；203-偏心锁紧螺钉；204-传动轴；205-胀紧套；206-轴颈试样；207-锁紧螺母；208-热电偶传感器；209-加速度传感器；

30-旋转机构；301-旋转电机；302-固定板一；303-扭矩传感器；304-垫高块；

40-润滑机构；401-支撑板；402-储油盒；403-防溅罩；404-出油管；405-回油管；406-蠕动泵；407-支撑柱；

50-加载机构；501-安装框；502-齿条；503-螺杆；504-限位片；505-限位螺母；506-柱式压力传感器；507-加载压头；508-加载电机；509-固定板二；510-齿轮。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

如图1至图5所示，一种横向加戴曲面轴瓦柜式润滑摩擦磨损装置，包括实验平台10、夹紧机构20、旋转机构30、润滑机构40及加载机构50，其中：

所述夹紧机构20设于实验平台10的上侧并用于实现对测试过程中的发生相互摩擦的两个试件的夹紧；

所述旋转机构30设于夹紧机构20的后侧并用于实现对测试过程中的两个试件能够发生相互摩擦；

所述润滑机构40设于夹紧机构20的前侧并用于实现在测试过程中的两个试件能够获得充分润滑；

所述加载机构50设于夹紧机构20的右侧并用于实现在测试过程中的两个试件上能够施加准确的载荷。

在本实施例中，所述夹紧机构20具体包括夹紧块201、轴瓦试样202、传动轴204、轴颈试样206、热电偶传感器208及加速度传感器209，所述夹紧块201为U型结构且开口朝左设置，所述夹紧块201的两端设有长条形的滑移槽201a，所述夹紧块201的中间靠内侧设有与轴瓦试样202适配的放置槽，所述轴瓦试样202放置于放置槽之中，所述夹紧块201在轴瓦试样202的前侧安装有一对偏心锁紧螺钉203，所述传动轴204与夹紧块201之间同轴设置，所述传动轴204的前端套装有胀紧套205且靠胀紧套205后侧设有轴向定位其的轴肩，所述轴颈试样206套装于胀紧套205的外壁上，所述传动轴204在胀紧套205的前侧安装有锁紧螺母207，所述热电偶传感器208水平朝后设置并安装于夹紧块201的中间，所述热电偶传感器208的感应端与轴瓦试样202的外壁接触，所述加速度传感器209安装于夹紧块201的上侧，所述加速度传感器209的感应端贯穿夹紧块201且朝向传动轴204。通过位于夹紧块201内侧的放置槽可实现对轴瓦试样202的定位，再通过加装一对偏心锁紧螺钉203可进一步防止轴瓦试样202发生窜动，通过拧紧胀紧套205上的高强度螺栓，其内侧向内收紧并夹紧在传动轴204上，其外侧向外撑开并撑起轴颈试样206，通过驱动传动轴204即可带动胀紧套205及其上的轴颈试样206发生旋转，进而实现轴颈试样206与轴瓦试样202之间发生运动摩擦。通过加装热电偶传感器208可监测轴颈试样206与轴瓦试样202摩擦时的温度变化，通过加装加速度传感器209可监测传动轴204的振动变化。

在本实施例中，所述旋转机构30具体包括旋转电机301与扭矩传感器303，所述旋转电机301通过L型的固定板一302安装于实验平台10的上侧，所述旋转电机301的输出轴与传动轴204之间同轴设置，所述传动轴204通过轴承座安装于实验平台10的上侧，所述扭矩传感器303同轴位于旋转电机301与传动轴204之间并借助垫高块304安装于实验平台10的上侧，所述扭矩传感器303的前后两端分别与传动轴204和旋转电机301的输出轴连接。通过旋转电机301驱动扭矩传感器303即可带动传动轴204发生转动，通过加装扭矩传感器303可监测旋转电机301施加在传动轴204上的转矩。

在本实施例中，所述润滑机构40具体包括支撑板401、储油盒402及蠕动泵406，所述支撑板401位于夹紧块201和轴承座之间并固定于实验平台10的上侧，所述储油盒402位于夹紧块201的下侧并固定于支撑板401的前侧，所述储油盒402的上侧焊接有防溅罩403，所述防溅罩403的顶部设有出油管404，所述出油管404的进油端与所述的蠕动泵406的出油口连接，所述出油管404的出油端朝向轴瓦试样202与轴颈试样206的接触处，所述储油盒402的下侧设有回油管405，所述回油管405的出油端与所述的蠕动泵406的进油口连接，所述支撑板401在传动轴204的上下两边对称安装于支撑柱407，位于同一侧的支撑柱407对应设于滑移槽201a之中。通过蠕动泵406并借助回油管405实现对储油盒402中的润滑油的抽取，再通过出油管404将润滑油喷到轴颈试样206与轴瓦试样202的接触处。

在本实施例中，所述加载机构50具体包括安装框501、齿条502、柱式压力传感器506、加载压头507、加载电机508及齿轮510，所述安装框501竖直安装于实验平台10的前侧，所述齿条502水平且左右朝向设置，所述齿条502通过一对螺杆503连接于安装框501的前侧，所述齿条502上设有可供螺杆503滑动的长条槽，所述螺杆503在齿条502的前侧套装有限位片504，所述螺杆503在限位片504的前侧连接有限位螺母505，所述柱式压力传感器506同轴安装于齿条502的左端，所述加载压头507同轴安装于柱式压力传感器506的左侧，所述防溅罩403的右侧设有可供加载压头507通过的贯通口，所述加载电机508通过L型的固定板二509安装于实验平台10的上侧，所述齿轮510键连接于加载电机508的输出轴上，所述齿轮510与齿条502之间相互啮合。通过加载电机508经齿轮510与齿条502的啮合传动即可带动齿条510发生位移，当齿条502朝左移动并使加载压头507抵紧夹紧块201时，即可在轴颈试样206与轴瓦试样202的接触处准确施加一定的载荷，通过加装柱式压力传感器506可监测该载荷的大小。

在本实施例中，这种横向加戴曲面轴瓦柜式润滑摩擦磨损装置在实际工作时：

（1）通过位于夹紧块201内侧的放置槽可实现对轴瓦试样202的定位，再通过加装一对偏心锁紧螺钉203可进一步防止轴瓦试样202发生窜动，通过拧紧胀紧套205上的高强度螺栓，其内侧向内收紧并夹紧在传动轴204上，其外侧向外撑开并撑起轴颈试样206，通过驱动传动轴204即可带动胀紧套205及其上的轴颈试样206发生旋转，进而实现轴颈试样206与轴瓦试样202之间发生运动摩擦。通过加装热电偶传感器208可监测轴颈试样206与轴瓦试样202摩擦时的温度变化，通过加装加速度传感器209可监测传动轴204的振动变化。

（2）通过旋转电机301驱动扭矩传感器303即可带动传动轴204发生转动，通过加装扭矩传感器303可监测旋转电机301施加在传动轴204上的转矩。

（3）通过蠕动泵406并借助回油管405实现对储油盒402中的润滑油的抽取，再通过出油管404将润滑油喷到轴颈试样206与轴瓦试样202的接触处。

（4）通过加载电机508经齿轮510与齿条502的啮合传动即可带动齿条510发生位移，当齿条502朝左移动并使加载压头507抵紧夹紧块201时，即可在轴颈试样206与轴瓦试样202的接触处准确施加一定的载荷，通过加装柱式压力传感器506可监测该载荷的大小。

综上所述，本实用新型中的横向加戴曲面轴瓦柜式润滑摩擦磨损装置具有设计巧妙、结构合理、使用方便的特点，可避开重力的影响，实现精确地施加载荷。

因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。

Claims (5)

1.一种横向加戴曲面轴瓦柜式润滑摩擦磨损装置，其特征在于：包括实验平台（10）、夹紧机构（20）、旋转机构（30）、润滑机构（40）及加载机构（50），其中：

所述夹紧机构（20）设于实验平台（10）的上侧并用于实现对测试过程中的发生相互摩擦的两个试件的夹紧；

所述旋转机构（30）设于夹紧机构（20）的后侧并用于实现对测试过程中的两个试件能够发生相互摩擦；

所述润滑机构（40）设于夹紧机构（20）的前侧并用于实现在测试过程中的两个试件能够获得充分润滑；

所述加载机构（50）设于夹紧机构（20）的右侧并用于实现在测试过程中的两个试件上能够施加准确的载荷。

2.根据权利要求1所述的一种横向加戴曲面轴瓦柜式润滑摩擦磨损装置，其特征在于：所述夹紧机构（20）具体包括夹紧块（201）、轴瓦试样（202）、传动轴（204）、轴颈试样（206）、热电偶传感器（208）及加速度传感器（209），所述夹紧块（201）为U型结构且开口朝左设置，所述夹紧块（201）的两端设有长条形的滑移槽（201a），所述夹紧块（201）的中间靠内侧设有与轴瓦试样（202）适配的放置槽，所述轴瓦试样（202）放置于放置槽之中，所述夹紧块（201）在轴瓦试样（202）的前侧安装有一对偏心锁紧螺钉（203），所述传动轴（204）与夹紧块（201）之间同轴设置，所述传动轴（204）的前端套装有胀紧套（205）且靠胀紧套（205）后侧设有轴向定位其的轴肩，所述轴颈试样（206）套装于胀紧套（205）的外壁上，所述传动轴（204）在胀紧套（205）的前侧安装有锁紧螺母（207），所述热电偶传感器（208）水平朝后设置并安装于夹紧块（201）的中间，所述热电偶传感器（208）的感应端与轴瓦试样（202）的外壁接触，所述加速度传感器（209）安装于夹紧块（201）的上侧，所述加速度传感器（209）的感应端贯穿夹紧块（201）且朝向传动轴（204）。

3.根据权利要求2所述的一种横向加戴曲面轴瓦柜式润滑摩擦磨损装置，其特征在于：所述旋转机构（30）具体包括旋转电机（301）与扭矩传感器（303），所述旋转电机（301）通过L型的固定板一（302）安装于实验平台（10）的上侧，所述旋转电机（301）的输出轴与传动轴（204）之间同轴设置，所述传动轴（204）通过轴承座安装于实验平台（10）的上侧，所述扭矩传感器（303）同轴位于旋转电机（301）与传动轴（204）之间并借助垫高块（304）安装于实验平台（10）的上侧，所述扭矩传感器（303）的前后两端分别与传动轴（204）和旋转电机（301）的输出轴连接。

4.根据权利要求3所述的一种横向加戴曲面轴瓦柜式润滑摩擦磨损装置，其特征在于：所述润滑机构（40）具体包括支撑板（401）、储油盒（402）及蠕动泵（406），所述支撑板（401）位于夹紧块（201）和轴承座之间并固定于实验平台（10）的上侧，所述储油盒（402）位于夹紧块（201）的下侧并固定于支撑板（401）的前侧，所述储油盒（402）的上侧焊接有防溅罩（403），所述防溅罩（403）的顶部设有出油管（404），所述出油管（404）的进油端与所述的蠕动泵（406）的出油口连接，所述出油管（404）的出油端朝向轴瓦试样（202）与轴颈试样（206）的接触处，所述储油盒（402）的下侧设有回油管（405），所述回油管（405）的出油端与所述的蠕动泵（406）的进油口连接，所述支撑板（401）在传动轴（204）的上下两边对称安装于支撑柱（407），位于同一侧的支撑柱（407）对应设于滑移槽（201a）之中。

5.根据权利要求4所述的一种横向加戴曲面轴瓦柜式润滑摩擦磨损装置，其特征在于：所述加载机构（50）具体包括安装框（501）、齿条（502）、柱式压力传感器（506）、加载压头（507）、加载电机（508）及齿轮（510），所述安装框（501）竖直安装于实验平台（10）的前侧，所述齿条（502）水平且左右朝向设置，所述齿条（502）通过一对螺杆（503）连接于安装框（501）的前侧，所述齿条（502）上设有可供螺杆（503）滑动的长条槽，所述螺杆（503）在齿条（502）的前侧套装有限位片（504），所述螺杆（503）在限位片（504）的前侧连接有限位螺母（505），所述柱式压力传感器（506）同轴安装于齿条（502）的左端，所述加载压头（507）同轴安装于柱式压力传感器（506）的左侧，所述防溅罩（403）的右侧设有可供加载压头（507）通过的贯通口，所述加载电机（508）通过L型的固定板二（509）安装于实验平台（10）的上侧，所述齿轮（510）键连接于加载电机（508）的输出轴上，所述齿轮（510）与齿条（502）之间相互啮合。

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