CN217111900U - 一种交变载荷摩擦磨损试验辅助装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种交变载荷摩擦磨损试验辅助装置，包括底板，底板上设置用于夹紧试样的装夹机构，用于带动装夹机构沿垂直于试样摩擦面方向周期性滑动施加压力的加载机构，所述加载机构包括电机和弹性伸缩组件，装夹机构和弹性伸缩组件均沿垂直于试样摩擦面的方向与底板滑动连接，电机的驱动端通过滚子凸轮机构与弹性伸缩组件连接，通过滚子凸轮机构推动弹性伸缩组件和装夹机构在底板上滑动；本实用新型借用车床的高转速范围实现高速摩擦，车床震动小，满足射流冷却润滑技术的应用条件，精度高、结果可靠，试验环境适应性好，可在试验过程中实现传递交变的载荷，提高试验效率。

Description

一种交变载荷摩擦磨损试验辅助装置

技术领域

本实用新型涉及摩擦磨损试验装置技术领域，具体涉及一种交变载荷摩擦磨损试验辅助装置。

背景技术

随着工业技术的发展，更多的新型设备出现了人们的生活中，在不同的使用环境下，部件材料的运动形式、受载程度和方式都大不相同。在生活中，有部分材料处于一种受变化载荷的工况，例如汽车、摩托车减振器，减振器是汽车、摩托车中一个关键的易损零部件。它是汽车、摩托车悬架与车轮连接的柔性环节，起着缓冲隔振的作用。减振器的失效，会直接影响车辆行驶的平稳性和舒适性，有时甚至会导致行驶事故。因此测试这些减振材料的摩擦学性能，研究其磨损机制，提高其使用寿命是一项十分有意义的工作。目前，传统的往复式摩擦磨损试验机仅限于定量加载，不能够模拟近似生活中受力的实际变化，另外受试验环境的制约，试验机的可操作空间比较小，一些先进的射流冷却润滑技术也不能方便的应用到摩擦磨损试验中去。

还有一种在车床上进行摩擦磨损试验的方法，利用车床提供动力，使用三向测力仪测量各力的大小。准确施加、传递载荷对于保证滑动摩擦行为，重复进行试验研究起着关键作用，但是现有试验装置中缺乏能够稳定施加载荷，保持恒定法向力的测试装置。

实用新型内容

技术目的：针对现有摩擦磨损测试装置无法稳定施加交变载荷，保持测试条件稳定的不足，本实用新型公开了一种借助车床的高转速范围，通过滚子凸轮机构实现传递交变载荷，保证测试结果的交变载荷摩擦磨损试验辅助装置。

技术方案：为实现上述技术目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种交变载荷摩擦磨损试验辅助装置，设置在车床上，利用车床的动力，进行试样的摩擦磨损试验，试验辅助装置包括底板，底板上设置用于夹紧试样的装夹机构，用于带动装夹机构沿垂直于试样摩擦面方向周期性滑动施加压力的加载机构，所述加载机构包括电机和弹性伸缩组件，装夹机构和弹性伸缩组件均沿垂直于试样摩擦面的方向与底板滑动连接，电机的驱动端通过滚子凸轮机构与弹性伸缩组件连接，通过滚子凸轮机构推动弹性伸缩组件和装夹机构在底板上滑动。

优选地，本实用新型的弹性伸缩组件包括沿滑动方向依次相对设置的第一弹簧座和第二弹簧座，第一弹簧座位于第二弹簧座与电机之间，弹性伸缩组件通过第一弹簧座与滚子凸轮机构连接，通过第二弹簧座与装夹机构连接，第一弹簧座与第二弹簧座之间通过弹簧连接。

优选地，本实用新型的装夹机构包括辅助体、定位板、夹紧块、挡块和夹紧螺栓，装夹机构通过辅助体与第二弹簧座连接，辅助体下部通过支撑板与底板滑动连接，定位板设置在辅助体背离第二弹簧座一端的侧面，定位板之间通过安装板连接，挡块固定在安装板的下部，安装板上部设有夹紧螺栓固定座，夹紧螺栓穿设在夹紧螺栓固定座内并与夹紧螺栓固定座螺纹连接，夹紧块设置在夹紧螺栓的下端并与夹紧螺栓的端部转动连接。

优选地，本实用新型的定位板与辅助体之间通过螺栓连接，在定位板上沿竖向设有腰孔，螺栓穿过腰孔将定位板固定在辅助体上。

优选地，本实用新型的第一弹簧座、第二弹簧座和支撑板与底板之间均通过滑动组件滑动连接，滑动组件包括平行设置在底板上的滑轨，在每条滑轨上设置均设置若干滑块，并排的两个滑块之间均通过连接板连接，第一弹簧座、第二弹簧座和支撑板安装在对应的连接板上。

优选地，本实用新型的辅助体与第二弹簧座的配合面之间设置压力传感器。

优选地，本实用新型的滚子凸轮机构包括固定在第一弹簧座上的滚子从动件、固定在电机驱动端的凸轮，以及用于凸轮与滚子从动件之间配合的滚子，滚子与滚子从动件之间转动连接。

优选地，本实用新型的底板通过设置在下方的测力仪固定在车床上，车床上设置用于配合试样进行摩擦磨损测试的试块，试块固定在车床的三爪卡盘上，测力仪检测测试过程中试样受到的法向载荷和摩擦力。

有益效果：本实用新型所提供的一种交变载荷摩擦磨损试验辅助装置具有如下有益效果：

1、本实用新型利用安装在电机驱动端的滚子凸轮机构推动弹性伸缩组件，对装夹机构上的试样周期性的施加载荷，进行摩擦磨损测试，交变载荷的大小可以根据试验条件人为设定，其交变频率由电机转速决定，保持载荷稳定，提高测试精度。

2、本实用新型通过弹簧推动第二弹簧座进行载荷的传递，既能保证载荷的传递，同时避免试样与试块之间存在刚性接触，造成设备损伤或者发生安全事故。

3、本实用新型定位板上设置腰孔，通过腰孔调节定位板与辅助体之间的位置，进而对装夹机构夹持的试样高度进行调整。

4、本实用新型利用滚子凸轮机构进行对弹性伸缩组件施加载荷，凸轮配合电机的转速，可以灵活对载荷的交变频率进行调整，滚子减轻凸轮与滚子从动件之间的磨损，提高测试设备的使用寿命。

5、本实用新型利用车床带动试件转动进行试样的磨损测试，环境适应性好，可以方便将射流冷却润滑技术应用到试验中，提升试验的准确性，便于操作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍。

图1为本实用新型的主视图；

图2为本实用新型的俯视图；

其中，1-试样、2-底板、3-电机、4-第一弹簧座、5-第二弹簧座、6-弹簧、7-辅助体、8-定位板、9-夹紧块、10-挡块、11-夹紧螺栓、12-支撑板、13-安装板、14-夹紧螺栓固定座、15-螺栓、16-腰孔、17-滑轨、18-滑块、19-压力传感器、20-滚子从动件、21-凸轮、22-滚子、23-测力仪、24-试块、25-三爪卡盘、26-连接板。

具体实施方式

下面通过一较佳实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

如图1和图2所示为本实用新型所公开的一种交变载荷摩擦磨损试验辅助装置，设置在车床上，利用车床的动力，进行试样1的摩擦磨损试验，包括底板2，底板2通过设置在下方的测力仪23固定在车床上，车床上设置用于配合试样进行摩擦磨损测试的试块24，试块24固定在车床的三爪卡盘25上，测力仪23检测测试过程中试样1受到的法向载荷和摩擦力；底板2上设置用于夹紧试样的装夹机构，用于带动装夹机构沿垂直于试样摩擦面方向周期性滑动施加压力的加载机构，所述加载机构包括电机3和弹性伸缩组件，装夹机构和弹性伸缩组件均沿垂直于试样1摩擦面的方向与底板2滑动连接，电机3的驱动端通过滚子凸轮机构与弹性伸缩组件连接，通过滚子凸轮机构推动弹性伸缩组件和装夹机构在底板2上滑动。

在一个具体的实施例中，本实用新型的弹性伸缩组件包括沿滑动方向依次相对设置的第一弹簧座4和第二弹簧座5，第一弹簧座4位于第二弹簧座5与电机3之间，弹性伸缩组件通过第一弹簧座4与滚子凸轮机构连接，通过第二弹簧座5与装夹机构连接，第一弹簧座4与第二弹簧座5之间通过弹簧6连接，电机3通过滚子凸轮机构推动第一弹簧座4在底板2上滑动，在施加载荷的过程中，通过弹簧6传递推力，随着凸轮转动方位的不同，导致对试样施加的压力不同，进而实现施加周期性变载荷。

在一个具体的实施例中，本实用新型的装夹机构包括辅助体7、定位板8、夹紧块9、挡块10和夹紧螺栓11，装夹机构通过辅助体7与第二弹簧座5连接，辅助体7与第二弹簧座5的配合面之间设置压力传感器19，辅助体7下部通过支撑板12与底板2滑动连接，定位板8设置在辅助体7背离第二弹簧座5一端的侧面，定位板8之间通过安装板13连接，挡块10固定在安装板13的下部，安装板13上部设有夹紧螺栓固定座14，夹紧螺栓11穿设在夹紧螺栓固定座14内并与夹紧螺栓固定座14螺纹连接，夹紧块9设置在夹紧螺栓11的下端并与夹紧螺栓11的端部转动连接。通过旋动夹紧螺栓11，带动夹紧块9进行移动，实现将试样压紧在挡块10上以及试样的松开。

为便于对试样1的位置进行灵活调整，满足不同规格的试样的对正需求，使试样1在夹紧固定后与车床的中心高对准，本实用新型的定位板8与辅助体7之间通过螺栓15连接，在定位板8上沿竖向设有腰孔16，螺栓15穿过腰孔16将定位板8固定在辅助体7上，在螺栓15松开后，定位板8在竖向相对于辅助体7进行移动，调整挡块10的高度，进而实现将不同规格的试样夹持并保持与车床中心高一致的目的。

在一个具体的实施例中，本实用新型的第一弹簧座4、第二弹簧座5和支撑板12与底板之间均通过滑动组件滑动连接，第一弹簧座4、第二弹簧座5和支撑板12与底板之间均通过滑动组件滑动连接，滑动组件包括平行设置在底板上的滑轨17，在每条滑轨上设置均设置若干滑块18，并排的两个滑块之间均通过连接板26连接，第一弹簧座4、第二弹簧座5和支撑板12安装在对应的连接板上；滚子凸轮机构包括固定在第一弹簧座4上的滚子从动件20、固定在电机3驱动端的凸轮21，以及用于凸轮21与滚子从动件20之间配合的滚子22，滚子22与滚子从动件20之间转动连接，凸轮21采用正弦加速度凸轮轮廓，按正弦加速度运动规律做往复直线运动推动弹簧6。

本实用新型所公开的一种交变载荷摩擦磨损试验辅助装置在使用时，装置整体通过底板2作为连接件安装在测力仪23上，将测力仪24安装在车床的拖板箱上，模仿车削加工过程。将试样1安装在装夹机构上，试块24制成盘状装夹在三爪卡盘25上。启动车床，三爪卡盘25带动试块24高速旋转，控制拖板箱移动使试件1与试块2的表面接触，给弹簧6施加一定的预紧力，即可开始摩擦磨损试验，可以方便将射流冷却润滑技术应用到试验中，提高试验结果的准确性；试验过程中，电机3带动凸轮21转动，周期性通过滚子凸轮机构施加载荷，并通过弹簧6进行传递，法向载荷与摩擦力大小可同时通过测力仪测出，然后通过计算可得出摩擦系数；交变载荷的大小可以根据试验条件人为设定，转换到装置上为对弹簧6预紧力的调整；其交变频率由驱动电机转速决定。电机的转速大小和角速度可由变频器测出，并根据相应的数学模型公式可计算推出往复运动速度和加速度。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种交变载荷摩擦磨损试验辅助装置，设置在车床上，利用车床的动力，进行试样（1）的摩擦磨损试验，其特征在于，包括底板（2），底板（2）上设置用于夹紧试样的装夹机构，用于带动装夹机构沿垂直于试样摩擦面方向周期性滑动施加压力的加载机构，所述加载机构包括电机（3）和弹性伸缩组件，装夹机构和弹性伸缩组件均沿垂直于试样（1）摩擦面的方向与底板（2）滑动连接，电机（3）的驱动端通过滚子凸轮机构与弹性伸缩组件连接，通过滚子凸轮机构推动弹性伸缩组件和装夹机构在底板（2）上滑动。

2.根据权利要求1所述的一种交变载荷摩擦磨损试验辅助装置，其特征在于，所述弹性伸缩组件包括沿滑动方向依次相对设置的第一弹簧座（4）和第二弹簧座（5），第一弹簧座（4）位于第二弹簧座（5）与电机（3）之间，弹性伸缩组件通过第一弹簧座（4）与滚子凸轮机构连接，通过第二弹簧座（5）与装夹机构连接，第一弹簧座（4）与第二弹簧座（5）之间通过弹簧（6）连接。

3.根据权利要求2所述的一种交变载荷摩擦磨损试验辅助装置，其特征在于，所述装夹机构包括辅助体（7）、定位板（8）、夹紧块（9）、挡块（10）和夹紧螺栓（11），装夹机构通过辅助体（7）与第二弹簧座（5）连接，辅助体（7）下部通过支撑板（12）与底板（2）滑动连接，定位板（8）设置在辅助体（7）背离第二弹簧座（5）一端的侧面，定位板（8）之间通过安装板（13）连接，挡块（10）固定在安装板（13）的下部，安装板（13）上部设有夹紧螺栓固定座（14），夹紧螺栓（11）穿设在夹紧螺栓固定座（14）内并与夹紧螺栓固定座（14）螺纹连接，夹紧块（9）设置在夹紧螺栓（11）的下端并与夹紧螺栓（11）的端部转动连接。

4.根据权利要求3所述的一种交变载荷摩擦磨损试验辅助装置，其特征在于，所述定位板（8）与辅助体（7）之间通过螺栓（15）连接，在定位板（8）上沿竖向设有腰孔（16），螺栓（15）穿过腰孔（16）将定位板（8）固定在辅助体（7）上。

5.根据权利要求3所述的一种交变载荷摩擦磨损试验辅助装置，其特征在于，所述第一弹簧座（4）、第二弹簧座（5）和支撑板（12）与底板之间均通过滑动组件滑动连接，滑动组件包括平行设置在底板上的滑轨（17），在每条滑轨上设置均设置若干滑块（18），并排的两个滑块之间均通过连接板（26）连接，第一弹簧座（4）、第二弹簧座（5）和支撑板（12）安装在对应的连接板上。

6.根据权利要求3所述的一种交变载荷摩擦磨损试验辅助装置，其特征在于，所述辅助体（7）与第二弹簧座（5）的配合面之间设置压力传感器（19）。

7.根据权利要求1所述的一种交变载荷摩擦磨损试验辅助装置，其特征在于，所述滚子凸轮机构包括固定在第一弹簧座（4）上的滚子从动件（20）、固定在电机（3）驱动端的凸轮（21），以及用于凸轮（21）与滚子从动件（20）之间配合的滚子（22），滚子（22）与滚子从动件（20）之间转动连接。

8.根据权利要求1所述的一种交变载荷摩擦磨损试验辅助装置，其特征在于，所述底板（2）通过设置在下方的测力仪（23）固定在车床上，车床上设置用于配合试样进行摩擦磨损测试的试块（24），试块（24）固定在车床的三爪卡盘（25）上，测力仪（23）检测测试过程中试样（1）受到的法向载荷和摩擦力。

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