CN216646160U - 一种载流球块往复摩擦实验机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种载流球块往复摩擦实验机，涉及摩擦学的技术领域，括工作平台、动力加载部件、压力加载部件及电力加载部件，动力加载部件设于工作平台的上方并在进行实验时提供能够调节的位移动力，动力加载部件包括安装轴、圆柱齿轮、安装板、内齿圈、固定板、驱动电机、联动板、螺纹杆一及联动条；压力加载部件设于动力加载部件的上方并在进行实验时提供能够调节的摩擦力，压力加载部件包括支撑板、螺纹杆二、升降板、安装块及力传感器；电力加载部件设于动力加载部件的左边并在进行实验时提供能够调节的电力，电力加载部件包括直流电源、电阻箱及伏安表。本发明实现了点接触工况下载流球块摩擦的摩擦速度、摩擦力和电流的实时监测。

Description

一种载流球块往复摩擦实验机

技术领域

本实用新型涉及摩擦学的技术领域，具体涉及一种载流球块往复摩擦实验机。

背景技术

我国的航天事业得到快速发展及空间站的成功搭建，展示了大国实力，其中导电滑环作为太空通信装置中信息传输的重要组成部分越来越受到学者的重视。针对导电滑环的研究已经取得了可喜的成果。针对一些特殊工况下的载流摩擦研究是研究热点。例如往复球块摩擦副的研究一直是载流摩擦学领域的研究重点。

目前的载流摩擦实验机的研究主要集中在刷丝的摩擦磨损特性研究上，例如申请号为201120535472.9的实用新型专利设计了一种研究电刷材料摩擦磨损性能的组合导电滑环电刷实验装置，又例如申请号为202011343254.5的发明专利设计了一种模拟弓网实际接触时碳滑板相对于接触线的往复滑动的摩擦实验机。

针对当前载流往复球块摩擦实验机研究较少的问题，设计一种可以实现载流球块往复摩擦磨损实验机具有重要意义。本发明实现了点接触工况下载流球块摩擦副的载荷、摩擦速度、摩擦力和电流的实时监测。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种载流球块往复摩擦实验机，以解决现有技术中导致的上述缺陷。

一种载流球块往复摩擦实验机，包括工作平台、动力加载部件、压力加载部件及电力加载部件，其中：

所述动力加载部件设于工作平台的上方并在进行实验时提供能够调节的位移动力，所述动力加载部件包括安装轴、圆柱齿轮、安装板、内齿圈、固定板、驱动电机、联动板、螺纹杆一及联动条；

所述压力加载部件设于动力加载部件的上方并在进行实验时提供能够调节的摩擦力，所述压力加载部件包括支撑板、螺纹杆二、升降板、安装块及力传感器；

所述电力加载部件设于动力加载部件的左边并在进行实验时提供能够调节的电力，所述电力加载部件包括直流电源、电阻箱、伏安表、导电柱一及导电柱二。

优选的，所述安装轴通过轴承竖直转动安装于工作平台的左边，所述圆柱齿轮键连接于安装轴的上端部，所述工作平台在安装轴的前后两侧对称连接有垫高板，所述垫高板的上侧设有能够左右移动的滑动板，这对垫高板在滑动板的前后两侧对称连接有“┏”的导向板，所述滑动板的中部设有圆形的安装槽，所述安装板为等腰三角形结构并滑动设于安装槽中，所述内齿圈固定于安装板的重心位置，所述内齿圈与圆柱齿轮之间相啮合，所述固定板水平设于安装轴的下方并通过四个连接柱连接至工作平台的下侧，所述驱动电机竖直朝上设置并安装于固定板的下侧，所述驱动电机的输出轴与安装轴的下端部之间通过联轴器相连接，所述联动板为“[”型结构且开口朝上设置，所述联动板通过绝缘材料来制作，所述联动板位于滑动板的右边，所述螺纹杆一设有一对并螺纹连接于联动板的右边，这对螺纹杆一的右端部共同转动连接有夹紧板，所述联动板的下侧平行连接有滑动轨，所述工作平台在联动板的下方设有滑动槽，所述滑动轨滑动连接于滑动槽内，所述滑动板与联动板之间通过联动条相连接。

优选的，所述支撑板竖直连接于工作平台的右边，所述支撑板的前侧平行连接有导向轨，所述导向轨上滑动连接有滑动块，所述螺纹杆二竖直朝下设置并螺纹连接于滑动块的中部，所述螺纹杆二的下端部抵接于工作平台的上侧，所述升降板为“┫”型结构并连接于滑动块的前侧，所述安装块水平设于升降板的下方，所述安装块通过绝缘材料来制作，所述安装块的下侧设有半球形的凹槽，所述安装块的左右两侧对称连接有绝缘螺钉。

优选的，所述直流电源、电阻箱及伏安表自后向前依次安放于工作平台的左边，所述导电柱一能够塞放于块试样的前侧，所述块试样的前端部连接有导电线一，所述导电柱二能够塞放于安装块的前侧，所述导电柱二的前端部连接有导电线二，所述导电线一与导电线二分别连接于直流电源的正、负电极上，所述电阻箱串联于导电线一或导电线二上，所述伏安表中的电压检测电路并联于导电线一与导电线二之间，所述伏安表中的电流检测电路串联于导电线一或导电线二上。

与现有技术相比，本实用新型中的载流球块往复摩擦实验机具有以下优点：

1.通过设置驱动电机的输出转速及输出转矩，再启动驱动电机并通过齿轮传动带动块试样发生位移。即通过动力加载部件能够在进行实验时提供能够调节的位移动力。

2.通过转动螺纹杆二以带动球试样向下移动，进而带动块试样与球试样之间相接触，并根据力传感器的检测，使得块试样与球试样之间具有一定的压紧力。以实现在进行实验时提供能够调节的摩擦力。

3.通过调节电阻箱，并根据伏安表的检测，使得块试样与球试样之间流经电流。以实现在进行往复式载流摩擦试验时提供能够调节的电力。

附图说明

图1为本实用新型整体三维的结构示意图。

图2为本实用新型整体正视的结构示意图。

图3和图4为本实用新型中的动力加载部件的结构示意图。

图5为本实用新型中的压力加载部件的结构示意图。

图6为本实用新型中的电力加载部件的结构示意图。

其中：

10-工作平台；10a-滑动槽；

20-动力加载部件；201-安装轴；202-圆柱齿轮；203-垫高板；204-滑动板； 204a-安装槽；205-导向板；206-安装板；207-内齿圈；208-固定板；209-连接柱；210-驱动电机；211-联轴器；212-联动板；213-螺纹杆一；214-夹紧板；215- 滑动轨；216-联动条；

30-压力加载部件；301-支撑板；302-导向轨；303-滑动块；304-螺纹杆二； 305-升降板；306-安装块；307-力传感器；308-绝缘螺钉；

40-电力加载部件；401-直流电源；402-电阻箱；403-伏安表；404-导电柱一；405-导电柱二；406-导电线一；407-导电线二；

50-块试样；

60-球试样。

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6所示，一种载流球块往复摩擦实验机，包括工作平台10、动力加载部件20、压力加载部件30及电力加载部件40，其中：

所述动力加载部件20设于工作平台10的上方并在进行实验时提供能够调节的位移动力，所述动力加载部件20包括安装轴201、圆柱齿轮202、安装板206、内齿圈207、固定板208、驱动电机210、联动板212、螺纹杆一213及联动条 216；

所述压力加载部件30设于动力加载部件20的上方并在进行实验时提供能够调节的摩擦力，所述压力加载部件30包括支撑板301、螺纹杆二304、升降板 305、安装块306及力传感器307；

所述电力加载部件40设于动力加载部件20的左边并在进行实验时提供能够调节的电力，所述电力加载部件40包括直流电源401、电阻箱402、伏安表403、导电柱一404及导电柱二405。

在本实施例中，所述安装轴201通过轴承竖直转动安装于工作平台10的左边，所述圆柱齿轮202键连接于安装轴201的上端部，所述工作平台10在安装轴201的前后两侧对称连接有垫高板203，所述垫高板203的上侧设有能够左右移动的滑动板204，这对垫高板203在滑动板204的前后两侧对称连接有“┏”的导向板205，所述滑动板204的中部设有圆形的安装槽204a，所述安装板206 为等腰三角形结构并滑动设于安装槽204a中，所述内齿圈207固定于安装板206 的重心位置，所述内齿圈207与圆柱齿轮202之间相啮合，所述固定板208水平设于安装轴201的下方并通过四个连接柱209连接至工作平台10的下侧，所述驱动电机210竖直朝上设置并安装于固定板208的下侧，所述驱动电机210的输出轴与安装轴201的下端部之间通过联轴器211相连接，所述联动板212为“[”型结构且开口朝上设置，所述联动板212通过绝缘材料来制作，所述联动板212 位于滑动板204的右边，所述螺纹杆一213设有一对并螺纹连接于联动板212 的右边，这对螺纹杆一213的右端部共同转动连接有夹紧板214，所述联动板212 的下侧平行连接有滑动轨215，所述工作平台10在联动板212的下方设有滑动槽10a，所述滑动轨215滑动连接于滑动槽10a内，所述滑动板204与联动板212 之间通过联动条216相连接。

在本实施例中，所述支撑板301竖直连接于工作平台10的右边，所述支撑板301的前侧平行连接有导向轨302，所述导向轨302上滑动连接有滑动块303，所述螺纹杆二304竖直朝下设置并螺纹连接于滑动块303的中部，所述螺纹杆二 304的下端部抵接于工作平台10的上侧，所述升降板305为“┫”型结构并连接于滑动块303的前侧，所述安装块306水平设于升降板305的下方，所述安装块306通过绝缘材料来制作，所述安装块306的下侧设有半球形的凹槽，所述安装块306的左右两侧对称连接有绝缘螺钉308。

在本实施例中，所述直流电源401、电阻箱402及伏安表403自后向前依次安放于工作平台10的左边，所述导电柱一404能够塞放于块试样50的前侧，所述块试样50的前端部连接有导电线一406，所述导电柱二405能够塞放于安装块306的前侧，所述导电柱二405的前端部连接有导电线二407，所述导电线一 406与导电线二407分别连接于直流电源401的正、负电极上，所述电阻箱402 串联于导电线一406或导电线二407上，所述伏安表403中的电压检测电路并联于导电线一406与导电线二407之间，所述伏安表403中的电流检测电路串联于导电线一406或导电线二407上。

这种载流球块往复摩擦实验机在实际应用时，包括了以下操作步骤：

步骤1：将待测材料加工成为符合实验要求的块试样50与球试样60；

步骤2：将块试样50放于联动板212的上侧并让块试样50处于夹紧板214 的左边，再通过转动螺纹杆一213以带动夹紧板214朝块试样50的方向进行移送，直至块试样50完全被抵紧住，至此完成对块试样50的安装工作；

步骤3：将球试样60至于安装块306的下侧凹槽内并通过拧动绝缘螺钉308 以将球试样60固定在安装块306的下方，至此完成对球试样60的安装工作；

步骤4：将导电柱一404塞装于块试样50的前侧，将导电柱二405塞装在安装块306的前侧且抵接于球试样60的前侧，再将导电线一406和导电线二407 分别连接于直流电源401的正、负电极上；

步骤5：通过转动螺纹杆二304以带动球试样60向下移动，进而带动块试样50与球试样60之间相接触，并根据力传感器307的检测，使得块试样50与球试样60之间具有一定的压紧力；

步骤6：设置好驱动电机210的输出转矩及输出转速，再启动驱动电机210 并通过齿轮传动带动滑动板204发生往复移动，再通过联动条216带动块试样 50发生往复移动；

步骤7：通过调节电阻箱402，并根据伏安表403的检测，使得块试样50 与球试样60之间流经电流；

步骤8：实验机在运行一定时间后便停止运行，再卸下块试样50与球试样 60并拍照记录两者接触面的磨损情况。

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 (4)

1.一种载流球块往复摩擦实验机，其特征在于：包括工作平台(10)、动力加载部件(20)、压力加载部件(30)及电力加载部件(40)，其中：

所述动力加载部件(20)设于工作平台(10)的上方并在进行实验时提供能够调节的位移动力，所述动力加载部件(20)包括安装轴(201)、圆柱齿轮(202)、安装板(206)、内齿圈(207)、固定板(208)、驱动电机(210)、联动板(212)、螺纹杆一(213)及联动条(216)；

所述压力加载部件(30)设于动力加载部件(20)的上方并在进行实验时提供能够调节的摩擦力，所述压力加载部件(30)包括支撑板(301)、螺纹杆二(304)、升降板(305)、安装块(306)及力传感器(307)；

所述电力加载部件(40)设于动力加载部件(20)的左边并在进行实验时提供能够调节的电力，所述电力加载部件(40)包括直流电源(401)、电阻箱(402)、伏安表(403)、导电柱一(404)及导电柱二(405)。

2.根据权利要求1所述的一种载流球块往复摩擦实验机，其特征在于：所述安装轴(201)通过轴承竖直转动安装于工作平台(10)的左边，所述圆柱齿轮(202)键连接于安装轴(201)的上端部，所述工作平台(10)在安装轴(201)的前后两侧对称连接有垫高板(203)，所述垫高板(203)的上侧设有能够左右移动的滑动板(204)，这对垫高板(203)在滑动板(204)的前后两侧对称连接有“┏”的导向板(205)，所述滑动板(204)的中部设有圆形的安装槽(204a)，所述安装板(206)为等腰三角形结构并滑动设于安装槽(204a)中，所述内齿圈(207)固定于安装板(206)的重心位置，所述内齿圈(207)与圆柱齿轮(202)之间相啮合，所述固定板(208)水平设于安装轴(201)的下方并通过四个连接柱(209)连接至工作平台(10)的下侧，所述驱动电机(210)竖直朝上设置并安装于固定板(208)的下侧，所述驱动电机(210)的输出轴与安装轴(201)的下端部之间通过联轴器(211)相连接，所述联动板(212)为“[”型结构且开口朝上设置，所述联动板(212)通过绝缘材料来制作，所述联动板(212)位于滑动板(204)的右边，所述螺纹杆一(213)设有一对并螺纹连接于联动板(212)的右边，这对螺纹杆一(213)的右端部共同转动连接有夹紧板(214)，所述联动板(212)的下侧平行连接有滑动轨(215)，所述工作平台(10)在联动板(212)的下方设有滑动槽(10a)，所述滑动轨(215)滑动连接于滑动槽(10a)内，所述滑动板(204)与联动板(212)之间通过联动条(216)相连接。

3.根据权利要求2所述的一种载流球块往复摩擦实验机，其特征在于：所述支撑板(301)竖直连接于工作平台(10)的右边，所述支撑板(301)的前侧平行连接有导向轨(302)，所述导向轨(302)上滑动连接有滑动块(303)，所述螺纹杆二(304)竖直朝下设置并螺纹连接于滑动块(303)的中部，所述螺纹杆二(304)的下端部抵接于工作平台(10)的上侧，所述升降板(305)为“┫”型结构并连接于滑动块(303)的前侧，所述安装块(306)水平设于升降板(305)的下方，所述安装块(306)通过绝缘材料来制作，所述安装块(306)的下侧设有半球形的凹槽，所述安装块(306)的左右两侧对称连接有绝缘螺钉(308)。

4.根据权利要求3所述的一种载流球块往复摩擦实验机，其特征在于：所述直流电源(401)、电阻箱(402)及伏安表(403)自后向前依次安放于工作平台(10)的左边，所述导电柱一(404)能够塞放于块试样(50)的前侧，所述块试样(50)的前端部连接有导电线一(406)，所述导电柱二(405)能够塞放于安装块(306)的前侧，所述导电柱二(405)的前端部连接有导电线二(407)，所述导电线一(406)与导电线二(407)分别连接于直流电源(401)的正、负电极上，所述电阻箱(402)串联于导电线一(406)或导电线二(407)上，所述伏安表(403)中的电压检测电路并联于导电线一(406)与导电线二(407)之间，所述伏安表(403)中的电流检测电路串联于导电线一(406)或导电线二(407)上。

Images