[发明专利]一种高速高温多功能摩擦磨损试验机

说明书

技术领域

本发明涉及一种高速高温多功能摩擦磨损试验机，适用于评价材料在高速高温下的摩擦磨损性能，特别适用于模拟涡喷发动机封严配副的服役工况，评价封严涂层和材料在高速高温下的可刮削性能。

背景技术

随着工程领域的不断拓展，材料的服役工况越来越为苛刻。在相对线速度超过100m/s、使用温度超过1000℃的情况，摩擦副必须要满足严格的高速高温下的摩擦学性能要求。例如为提高涡喷发动机的燃气效率，在气路密封上要选择可刮削的高温封严材料，要求其具有优异的高温机械和理化性能外，还应具有低摩擦、低磨损、可刮削和磨损产物少的摩擦磨损性能。还有许多特殊工况下服役的材料和零部件要求优异的高速高温下的摩擦学性能，涉及了广泛的工程领域(航空航天、高速加工、采矿、电力、高速交通、兵器等等)。更为重要的是已有研究表明：在高速和高温工况条件下，材料(包括特殊合金或涂层)的摩擦学行为与使役性能具有全新的特点和磨损机制，对摩擦副的试验研究提出了许多新的要求，必须模拟高速高温工况条件下进行摩擦磨损实验研究才能取得有意义的结果。

通用的摩擦磨损试验机只能满足材料常规的摩擦磨损实验需要，摩擦副的相对运动线速度一般情况下都在每秒十米以下，实验温度最高不超过850℃，除冲击振动式的试验机外摩擦副的接触方式基本上都是连续滑动摩擦。如：MM2000环/块摩擦磨损试验机、梯姆肯环/块摩擦磨损试验机、立式万能磨损试验机、FALAX销/盘摩擦磨损试验机、GW/ML-MS高温磨损试验机、CETR多功能摩擦磨损试验机等，在摩擦副运动线速度和实验温度上都达不到高速(超过每秒百米)和高温(达到1200℃)的需要，无法模拟涡喷发动机气路密封的高速高温刮擦磨损工况。

国外在进行此类高速高温摩擦磨损试验时，采用不惜以昂贵的成本搭建接近工况台架的方式，如美国的NASA、PWA公司、欧洲的SULZER公司和ROLLS-ROYCE公司。国内最新研制的MMS-1G高温高速销盘摩擦磨损试验机在速度最高达12000rpm.时的线速度也才接近100m/s，温度为800℃。目前，还没有超过100m/s线速度，且温度达到1000℃的摩擦磨损试验机。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高速高温多功能摩擦磨损试验机，解决现有技术中存在的在摩擦副运动线速度和实验温度上都达不到高速(超过每秒百米)和高温(达到1200℃)的需要，无法模拟涡喷发动机气路密封的高速高温刮擦磨损工况等问题。

本发明的技术方案是：

一种高速高温多功能摩擦磨损试验机，该试验机设有转动主轴、转动盘、数控滑台、加热装置、数据采集系统，转动主轴上安装有转动盘，转动盘上安装有转动试样，数控滑台设置于转动主轴的一侧，数控滑台上安装有平动试样，平动试样与转动试样相对设置，构成一对摩擦副，在转动试样和平动试样的一侧设有加热装置；数据采集系统的输入端连接测试系统，数据采集系统的输出端连接计算机。

所述的高速高温多功能摩擦磨损试验机，计算机通过线路执行器，执行器通过线路连接数控系统，数控系统的输出端连接数控滑台，数控系统用于驱动数控滑台，用于测量试样温度的测温装置通过线路连接数据采集系统。

所述的高速高温多功能摩擦磨损试验机，转动主轴采用电主轴直接驱动。

所述的高速高温多功能摩擦磨损试验机，电主轴安装在基础座的固定支架上，轴承支架安装于基础座上，转动主轴通过轴承支架固定，转动主轴与电主轴回转中心保持同一，转动主轴和电主轴之间通过联轴器连接扭矩仪。

所述的高速高温多功能摩擦磨损试验机，转动盘包括转动盘A和转动盘B，转动盘A安装于轴承支架间的转动主轴上，转动盘B安装于转动主轴的端部。

所述的高速高温多功能摩擦磨损试验机，加热装置包括测温装置、风冷装置、聚焦调节光路、加热光源、椭球反射镜，椭球反射镜的焦点上安装加热光源，椭球反射镜的前方设置聚焦调节光路，椭球反射镜的后部设置风冷装置，椭球反射镜通过聚焦调节光路与试样加热区域相对应；风冷装置、聚焦调节光路、加热光源、椭球反射镜设置于箱体内，所述箱体的底部设有空间位置调节装置，测温装置与温控装置连接。

所述的高速高温多功能摩擦磨损试验机，转动试样与平动试样构成的摩擦副包括：

(1)转动的环试样侧面作为实验面时，块试样在进给装置的控制下做连续接触摩擦；

(2)转动的环试样侧面作为实验面时，块试样在进给装置的控制下做进退结合方式的断续接触摩擦；