[实用新型]一种机床主轴轴颈轴瓦摩擦磨损性能试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及试验装置，具体涉及机床主轴轴颈轴瓦副摩擦磨损过程的模拟、检测装置，属于摩擦学技术领域。

背景技术

滑动轴承是常用的支撑-传动部件之一，机床主轴滑动轴承副的摩擦学性能对机床精度、寿命有直接影响。机床主轴滑动轴承副在工作超过10000小时之后，轴颈表面出现严重的疲劳点蚀和微小裂纹，导致机床精度、一次磨损量及寿命远低于国外同类产品。产生此现象的主要原因是滑动轴承副材料、表面工程和润滑油特性等没有经过系统的匹配研究，因而减摩抗磨性能较差。

目前国内外的标准摩擦磨损机常用于不同材料的摩擦学性能评价，或用于润滑介质性能的快速评定，但标准摩擦磨损机上进行的试样试验与实际使用试验间往往无对应关系。基于滑动轴承副的特点，其摩擦磨损不仅受材料本身属性的影响，也与润滑介质的特性，润滑状态密切相关。而根据摩擦学原理，滑动轴承的磨损主要发生在启动和停车时，此时润滑状态属于边界润滑，摩擦副表面微凸体直接接触导致磨损。为了遴选出合适的摩擦副材料、表面涂层工艺和润滑介质匹配，模拟实际工况十分必要。

2006年4月18日，燕山大学曾提交了一份名为《径向滑动轴承摩擦磨损在线测量试验机》的专利申请，中国申请号为200610012604.3，其中公开了一种滑动轴承摩擦磨损在线测量装置，可实现摩擦副胶合失效和磨损失效瞬间的急停保护。但其结构较为复杂，摩擦系数测量方法存在不足，特别当摩擦副摩擦系数较小时，误差很大。

发明内容

本实用新型针对上述问题，为研究不同轴颈轴瓦副材料，尤其是轴颈表面涂层在不同润滑条件下的摩擦磨损特性，提出了一种模拟实际工况，结构简单，同时能有效评估滑动轴承副材料、润滑介质摩擦学特性的试验装置，并可实现加速磨损试验。本实用新型采用下试样摩擦环模拟轴颈，摩擦环表面制备涂层，采用上试样块模拟轴瓦材料，合理优化试验参数；通过高精度位移传感器测量上试样微小偏移量，计算摩擦系数，实现轴颈轴瓦副摩擦学性能准确评估。

本实用新型为实现上述目的，采用如下技术方案：

本实用新型包括驱动部分、试验部分、加载部分、测量系统；

本实用新型的驱动部分包括变频器、调速电机、联轴器、支撑轴、支座、底座；变频器与调速电机连接，调速电机的主轴通过联轴器与支撑轴相连，支撑轴为阶梯轴，固定于支座上，支座设置在底座上；

试验部分包括应变梁、上试样夹具、上试样、下试样、油环；应变梁垂直设置在上试样夹具上端；上试样夹具下端的方形槽内螺钉锁紧上试样，上试样的下方设置环形下试样；下试样与支撑轴间隙配合，并用螺母锁紧；下试样的内侧设置油环，油环与支撑轴过盈配合；

加载部分包括支架、施力杠杆、砝码架、配重块，应变梁的上端过盈配合连接施力杠杆，施力杠杆松螺纹连接支架，支架安装于底座上，施力杠杆一端设置配重块，施力杠杆另一端设置砝码架；

测量系统包括电涡流位移传感器，数据处理电路和计算机；电涡流位移传感器相对设置在上试样夹具的一侧，电涡轮位移传感器的正上方设置限位螺钉，电涡流位移传感器通过传感器支架与底座连接；传感器支架中设置探头，电涡流位移传感器的测量信号接入数据处理电路，经AD转换和单片机预处理，输入计算机。

比较好的是，本实用新型的联轴器的两部分之间通过柔性绳连接。

比较好的是，本实用新型的支座包括一对角接触球轴承、预紧环、端盖，角接触轴承面对面布置在支座的中部，角接触轴承的外侧分别设置预紧环，预紧环的外侧分别设置端盖。

本实用新型采用上述技术方案，与现有技术相比具有如下优点：

1、本实用新型通过试验绘制一定载荷下的轴颈轴瓦副的streibeck曲线，得到摩擦副在边界润滑状态时的临界转速，确定试验参数，模拟实际工况；采用位移传感器测量上试样夹具在摩擦力作用下的偏移，计算轴颈轴瓦副摩擦系数，克服小摩擦系数不易准确测量的缺点。

2、本实用新型可用于评定不同材料和处理工艺的轴颈轴瓦副摩擦磨损性能；向润滑介质中加入添加剂，可研究添加剂在摩擦磨损中的作用及润滑机理。

3、本实用新型通过杠杆机构有效控制载荷，可实现加速摩擦磨损实验；测量系统能对摩擦力精确在线测量并显示，可用于轴颈轴瓦副摩擦规律研究。

4、本实用新型的油环上套有油链，油链一端浸入油杯，试验时油环带动油链转动，为摩擦副提供润滑。

5、本实用新型的联轴器的两部分之间通过柔性绳连接，用以缓冲吸振。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是图1的左视图。