CN220729926U - 一种多功能摩擦磨损试验机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能摩擦磨损试验机，涉及摩擦试验设备技术领域，解决现有的摩擦磨损试验机不能对处在低温工况下服役的设备进行模拟试验的技术问题，包括安装台，所述横向导轨上滑动安装有第一滑台，所述第一滑台上滑动安装有第一可调式挤压结构，所述安装台上设置有第一伺服电机，所述第一伺服电机上设置有旋转输出轴，所述旋转输出轴上安装有夹具固定座，所述第一可调式挤压结构上设置有用于安装摩擦盘的配轴夹具，所述配轴夹具上套装有透明罩，所述透明罩上连接有制冷剂管，所述制冷剂管上连接有制冷罐。本实用新型的多功能摩擦磨损试验机解决了现有摩擦磨损试验机试验条件单一的问题，且能够对处在低温工况下服役的设备进行模拟试验。

Description

一种多功能摩擦磨损试验机

技术领域

本实用新型涉及摩擦试验设备技术领域，更具体的是涉及一种多功能摩擦磨损试验机技术领域。

背景技术

表面损伤是机械零件常见的失效形式之一，而摩擦磨损又是引起表面损伤的主要原因。在设备、轨道、农机等各方面的机械零件中都大量存在着摩擦摩擦磨损的问题，据相关统计报道，约70％的机械零件损坏是由不同形式的磨损导致的，因此，进行摩擦磨损相关研究对减少设备损坏、降低安全事故发生率等具有非常重大的意义。但由于摩擦磨损现象十分复杂，现场模拟试验虽可靠性好，但其耗时长、成本高、受环境因素影响严重，因此低成本、易控制、耗时较短的实验室模拟方法被研究者广泛应用，相应的磨损试验设备也得到了较大发展。

据调查发现，现有市面上的磨损试验机局限性较大，常见的摩擦磨损试验机形式有销-盘式、端面式、往复式、滑块式、球盘式等，但大多数试验机主要以单一的往复摩擦或滑动摩擦为主，例如14FW往复摩擦试验机，SRH12-环块摩擦磨损试验机，MMX-3G多功能摩擦磨损试验机。能同时实现滑动摩擦和滚动摩擦形式的试验机较少，现有的MM-2000型微机控制摩擦磨损试验机虽能进行滑动、滚动、滚滑复合摩擦磨损试验，但其试验温度范围为室温-60℃，仅满足了室温及高温磨损试验条件，并不能对于一些处在极端环境下，特别是低温工况下服役的设备进行模拟试验。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：为了解决上述现有的摩擦磨损试验机不能对处在低温工况下服役的设备进行模拟试验的技术问题，本实用新型提供一种多功能摩擦磨损试验机。

本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种多功能摩擦磨损试验机，包括安装台，所述安装台上安装有横向导轨，所述横向导轨上滑动安装有第一滑台，所述第一滑台上滑动安装有第一可调式挤压结构，所述第一可调式挤压结构上设置有用于安装摩擦盘的配轴夹具，所述安装台上设置有第一伺服电机，所述第一伺服电机上设置有旋转输出轴，所述旋转输出轴上安装有与所述配轴夹具配合使用的夹具固定座，所述配轴夹具上套装有透明罩，所述透明罩上连接有制冷剂管，所述制冷剂管上连接有制冷罐。

进一步地，所述第一可调式挤压结构包括第一滑动座和第一受力座，所述第一滑台上安装有纵向导轨，所述第一滑动座和受力座均通过所述纵向导轨与所述第一滑台滑动配合，所述第一滑动座和受力座之间滑动插装有第一传动轴，所述第一滑动座上靠近所述受力座的一侧安装有第一弹簧，所述受力座靠近所述第一滑动座的一侧安装有第一压力传感器，所述第一压力传感器与所述第一弹簧接触。

进一步地，所述第一可调式挤压结构还包括第一步进电机，所述第一滑动座上远离所述受力座的一侧安装有第一螺母座，所述第一步进电机上安装有第一丝杠，所述第一丝杠贯穿所述第一螺母座且与所述第一螺母座螺纹配合。

进一步地，所述配轴夹具安装在所述受力座上远离所述第一滑动座的一侧，所述配轴夹具上开设有螺纹孔，所述配轴夹具上还设置有电加热器和温度传感器。

进一步地，所述第一伺服电机通过微型联轴器与扭矩传感器连接，所述扭矩传感器通过联轴器与所述旋转输出轴连接。

进一步地，所述横向导轨上还滑动安装有第二滑台，所述第二滑台上安装有主轴箱，所述主轴箱远离所述第一伺服电机的一侧通过第二微型连轴器与所述第二伺服电机连接，所述主轴箱靠近所述第一伺服电机的一侧的旋转主轴上安装有摩擦滚轮，所述主轴箱远离所述第一滑台的一侧通过第二传动轴连接有第二可调式挤压结构。

进一步地，所述第二可调式挤压结构包括第二滑动座和第二步进电机，所述第二滑动座靠近所述主轴箱的一侧固设有第二弹簧，所述主轴箱上设置有第二压力传感器，所述第二压力传感器与所述第二弹簧接触，所述第二滑动座远离所述弹簧的一侧设置有第二螺母座，所述第二步进电机上安装有第二丝杠，所述第二丝杠贯穿所述第二螺母座且与所述第二螺母座螺纹配合。

进一步地，所述第二滑动座与安装台之间设置有辅助导轨，所述第二滑动座与所述辅助导轨滑动配合。

进一步地，所述安装台连接有控制台，所述控制台上设置有计算机数据采集及处理系统。

本实用新型的有益效果如下：

1.本实用新型的多功能摩擦磨损试验机不仅能通过销-盘式和对滚式两种不同接触方式实现滑动摩擦试验和滚动摩擦试验，以解决现有摩擦磨损试验机试验条件单一的问题；对于在极端高寒或高温环境下服役的特殊驱动机构设备的磨损研究具有重要意义。同时，本实用新型结构简单、加工成本低、试验的环境因素相对容易控制，能在短时间内获得较准确的数据。

2.本实用新型在安装台上设置横向导轨，用于将第一滑台和第二滑台在安装台上进行横向位移，并在第一滑台和第二滑台上分别安装摩擦盘和摩擦滚轮，通过移动第一滑台和第二滑台在安装台上的位置，是第一滑台和第二滑台分别与夹具固定座对应，以实现滑动摩擦试验和滚动摩擦试验，以解决现有摩擦磨损试验机试验条件单一的问题，在配轴夹具上安装透明罩，并在透明早内安装制冷装置，用以模拟40℃—-40℃的低温环境。

附图说明

图1是本实用新型的整体俯视图；

图2是本实用新型的销-盘摩擦实验工作状态图；

图3是本实用新型的是对滚摩擦实验工作状态图；

附图标记：1-安装台，2-横向导轨，3-第一滑台，4-第二滑台，5-纵向导轨，6-辅助导轨，7-第一步进电机，8-第一滑动座，9-第一弹簧，10-第一压力传感器，11-第一丝杠，12-第一螺母座，13-受力座，14-第一传动轴，15-配轴夹具，16-温度传感器，17-透明罩，18-制冷剂管，19-制冷罐，20-主轴箱，21-第二伺服电机，22-旋转主轴,23-第一伺服电机，24-微型联轴器，25-扭矩传感器，26-夹具固定座，27-控制台，28-第二步进电机，29-第二螺母座，30-第二滑动座，31-第二弹簧，32-第二压力传感器，33-第二丝杠，34-第二传动轴。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

实施例1

如图1到3所示，本实施例提供一种多功能摩擦磨损试验机，包括安装台1，安装台1上安装有横向导轨2，横向导轨2上滑动安装有第一滑台3，第一滑台3上滑动安装有第一可调式挤压结构，第一可调式挤压结构上设置有用于安装摩擦盘的配轴夹具15，安装台1上设置有第一伺服电机23，第一伺服电机23上设置有旋转输出轴，旋转输出轴上安装有与配轴夹具15配合使用的夹具固定座26，配轴夹具15上套装有透明罩17，透明罩17上连接有制冷剂管18，制冷剂管18上连接有制冷罐19。

在安装台1上安装横向导轨2，在第一滑台3的底部安装与横向导轨2滑动配合的滑块，使第一滑台3能够沿横向导轨2上滑动，并在滑台上滑动安装第一可调式挤压结构，在第一可调式挤压结构上安装配轴夹具15，在安装台1上，与第一滑台3轴线平行的位置设置第一伺服电机23，并在第一伺服电机23上设置旋转输出轴，在旋转输出轴上安装夹具固定座26，在配轴夹具15上安装摩擦盘，通过第一可调式挤压结构调整配轴夹具15的纵向位移，使夹具固定座26将摩擦盘固定，启动第一伺服电机23即可进行摩擦实验，在配轴夹具15上套装透明罩17，用于保持摩擦实验的环境温度，为模拟低温环境的摩擦实验，在透明罩17上连接制冷剂，制冷剂管18上连接有制冷罐19。本实用新型的多功能摩擦磨损试验机可对处在-40℃低温工况下服役的设备进行摩擦模拟试验，对于一些在极端高寒环境下服役的特殊驱动机构设备的磨损研究具有重要意义。

实施例2

如图2所示，基于实施例1，第一可调式挤压结构包括第一滑动座8和第一受力座13，第一滑台3上安装有纵向导轨5，第一滑动座8和受力座13均通过纵向导轨5与第一滑台3滑动配合，第一滑动座8和受力座13之间滑动插装有第一传动轴14，第一滑动座8上靠近受力座13的一侧安装有第一弹簧9，受力座13靠近第一滑动座8的一侧安装有第一压力传感器10，第一压力传感器10与第一弹簧9接触。

第一可调式挤压结构还包括第一步进电机7，第一滑动座8上远离受力座13的一侧安装有第一螺母座12，第一步进电机7上安装有第一丝杠11，第一丝杠11贯穿第一螺母座12且与第一螺母座12螺纹配合。

配轴夹具15安装在受力座13上远离第一滑动座8的一侧，配轴夹具15上开设有螺纹孔，配轴夹具15上还设置有电加热器和温度传感器16。

第一伺服电机23通过微型联轴器24与扭矩传感器25连接，扭矩传感器25通过联轴器与旋转输出轴连接。

在第一可调式挤压结构与第一滑台3之间设置纵向导轨5，并在纵向导轨5上安装第一滑动座8和受力座13，第一滑动座8前部安装第一弹簧9，后部安装第一螺母座12，第一步进电机7上安装有第一丝杠11，第一丝杠11咬合贯穿第一螺母座12，受力座13滑动安装在纵向导轨5上，且与第一压力传感器10连接，第一压力传感器10与第一弹簧9接触，可实时检测压力大小，第一滑动座8和受力座13间滑动插装两根第一传动轴14，受力座13上固定安装有配轴夹具15，用以安装摩擦盘，配轴夹具15上设有用于安装摩擦盘的螺纹孔，用于对配轴夹具15所处环境进行加热的电加热器，使摩擦试验的环境温度达到40℃的高温，以模拟高温环境下的摩擦试验；还设置有用于感知透明罩17内的环境实施温度温度传感器16。

实现销-盘式摩擦试验，具体为：在接通电源之前，在配轴夹具15上和夹具固定坐上分别安装盘式样和销式样；通电后，第一滑台3上的第一步进电机7工作带动第一丝杠11转动，第一丝杠11转动带动第一滑动座8运动，第一滑动座8运动带动第一弹簧9挤压，第一弹簧9挤压第一压力传感器10进而推动受力座13带动摩擦盘挤压，当第一压力传感器10到达指定试验力时，第一步进电机7停止工作。然后第一伺服电机23启动，带动输出轴转动进而带动销式样转动，从而进行销-盘摩擦实验；此过程通过扭矩传感器25、第一压力传感器10、温度传感器16分别采集扭矩、压力和温度；通过电加热器进行升温调节；模拟低温环境时，可在配轴夹具15套上透明罩17，再打开制冷罐19，通过制冷剂管18向透明罩17中运输冷气，最低温度可达-40℃。

实施例3

如图3所示，横向导轨2上还滑动安装有第二滑台4，第二滑台4上安装有主轴箱20，主轴箱20远离第一伺服电机23的一侧通过第二微型连轴器与第二伺服电机21连接，主轴箱20靠近第一伺服电机23的一侧的旋转主轴22上安装有摩擦滚轮，主轴箱20远离第一滑台3的一侧通过第二传动轴34连接有第二可调式挤压结构。

第二可调式挤压结构包括第二滑动座30和第二步进电机28，第二滑动座30靠近主轴箱20的一侧固设有第二弹簧31，主轴箱20上设置有第二压力传感器32，第二压力传感器32与第二弹簧31接触，第二滑动座30远离弹簧的一侧设置有第二螺母座29，第二步进电机28上安装有第二丝杠33，第二丝杠33贯穿第二螺母座29且与第二螺母座29螺纹配合。

第二滑动座30与安装台1之间设置有辅助导轨6，第二滑动座30与辅助导轨6滑动配合。

在横向导轨2上还设置有第二滑台4，第二滑台4用于安装主轴箱20、第二伺服电机21，通过第二伺服电机21通过第二微型联轴器24与主轴箱20连接，在主轴箱20上的旋转主轴22安装摩擦滚轮，为控制第二滑台4在横向导轨2上的位移，在横向导轨2远离第一滑台3的一端设置第二可调式挤压结构，第二可调式挤压结构包括第二滑动座30，第二滑动座30前部安装第二弹簧31，后部安装第二螺母座29，第二步进电机28上安装有第二丝杠33，第二丝杠33咬合贯穿第二螺母座29，主轴箱20上安装第二压力传感器32连接，第二压力传感器32与第二弹簧31接触，可实时检测压力大小，第二滑动座30和主轴箱20之间滑动插装两根第二传动轴34，为保证第二滑动座30的稳定滑动，在第二滑动座30上设置辅助导轨6。

对滚摩擦试验，具体为：在接通电源之前，在旋转主轴22和夹具固定座26上分别安装滚轮式样；通电后，第二滑台4上的第二步进电机28工作带动第二丝杠33转动，第二丝杠33转动带动第二滑动座30运动，第二滑动座30运动带动第二弹簧31挤压，第二弹簧31挤压第二压力传感器32进而间接推动旋转主轴22向左运动，使滚轮式样相互挤压，当压力传感器达到指定试验力时，第一伺服电机23和第二伺服电机21同时启动，使两第二传动轴34同时转动进带动两滚轮式样转动，从而进行对滚摩擦实验。此过程通过扭矩传感器25和第二压力传感器32采集扭矩和压力。

本实用新型该装置结构简单、加工成本低、试验的环境因素相对容易控制，能在短时间内获得较准确的数据。

Claims (9)

1.一种多功能摩擦磨损试验机，其特征在于，包括安装台(1)，所述安装台(1)上安装有横向导轨(2)，所述横向导轨(2)上滑动安装有第一滑台(3)，所述第一滑台(3)上滑动安装有第一可调式挤压结构，所述第一可调式挤压结构上设置有用于安装摩擦盘的配轴夹具(15)，所述安装台(1)上设置有第一伺服电机(23)，所述第一伺服电机(23)上设置有旋转输出轴，所述旋转输出轴上安装有与所述配轴夹具(15)配合使用的夹具固定座(26)，所述配轴夹具(15)上套装有透明罩(17)，所述透明罩(17)上连接有制冷剂管(18)，所述制冷剂管(18)上连接有制冷罐(19)。

2.根据权利要求1所述的一种多功能摩擦磨损试验机，其特征在于，所述第一可调式挤压结构包括第一滑动座(8)和受力座(13)，所述第一滑台(3)上安装有纵向导轨(5)，所述第一滑动座(8)和受力座(13)均通过所述纵向导轨(5)与所述第一滑台(3)滑动配合，所述第一滑动座(8)和受力座(13)之间滑动插装有第一传动轴(14)，所述第一滑动座(8)上靠近所述受力座(13)的一侧安装有第一弹簧(9)，所述受力座(13)靠近所述第一滑动座(8)的一侧安装有第一压力传感器(10)，所述第一压力传感器(10)与所述第一弹簧(9)接触。

3.根据权利要求2所述的一种多功能摩擦磨损试验机，其特征在于，所述第一可调式挤压结构还包括第一步进电机(7)，所述第一滑动座(8)上远离所述受力座(13)的一侧安装有第一螺母座(12)，所述第一步进电机(7)上安装有第一丝杠(11)，所述第一丝杠(11)贯穿所述第一螺母座(12)且与所述第一螺母座(12)螺纹配合。

4.根据权利要求2所述的一种多功能摩擦磨损试验机，其特征在于，所述配轴夹具(15)安装在所述受力座(13)上远离所述第一滑动座(8)的一侧，所述配轴夹具(15)上开设有螺纹孔，所述配轴夹具(15)上还设置有电加热器和温度传感器(16)。

5.根据权利要求1所述的一种多功能摩擦磨损试验机，其特征在于，所述第一伺服电机(23)通过微型联轴器(24)与扭矩传感器(25)连接，所述扭矩传感器(25)通过联轴器与所述旋转输出轴连接。

6.根据权利要求1所述的一种多功能摩擦磨损试验机，其特征在于，所述横向导轨(2)上还滑动安装有第二滑台(4)，所述第二滑台(4)上安装有主轴箱(20)，所述主轴箱(20)远离所述第一伺服电机(23)的一侧通过第二微型连轴器连接有第二伺服电机(21)，所述主轴箱(20)靠近所述第一伺服电机(23)的一侧的旋转主轴(22)上安装有摩擦滚轮，所述主轴箱(20)远离所述第一滑台(3)的一侧通过第二传动轴(34)连接有第二可调式挤压结构。

7.根据权利要求6所述的一种多功能摩擦磨损试验机，其特征在于，所述第二可调式挤压结构包括第二滑动座(30)和第二步进电机(28)，所述第二滑动座(30)靠近所述主轴箱(20)的一侧固设有第二弹簧(31)，所述主轴箱(20)上设置有第二压力传感器(32)，所述第二压力传感器(32)与所述第二弹簧(31)接触，所述第二滑动座(30)远离所述第二弹簧(31)的一侧设置有第二螺母座(29)，所述第二步进电机(28)上安装有第二丝杠(33)，所述第二丝杠(33)贯穿所述第二螺母座(29)且与所述第二螺母座(29)螺纹配合。

8.根据权利要求7所述的一种多功能摩擦磨损试验机，其特征在于，所述第二滑动座(30)与安装台(1)之间设置有辅助导轨(6)，所述第二滑动座(30)与所述辅助导轨(6)滑动配合。

9.根据权利要求1所述的一种多功能摩擦磨损试验机，其特征在于，所述安装台(1)连接有控制台(27)，所述控制台(27)上设置有计算机数据采集及处理系统。