[发明专利]高聚物复合材料摩擦学性能评价实验机

说明书

技术领域

本发明涉及机械领域，特别涉及一种高聚物复合材料摩擦学性能评价实验机，其可在不同载荷、不同摆动速度、不同环境温度检测高聚物复合材料摩擦学性能。

背景技术

应用于自润滑关节轴承、自润滑轴套及自润滑导轨的功能性高聚物复合材料，依靠其表面的聚合物（如聚四氟乙烯）与对偶副（金属）形成转移膜实现减摩，依靠其基体（如酚醛树脂、聚酰亚胺树脂）与掺杂在基体中的高聚物增强材料（如芳纶纤维、玻璃纤维、碳纤维）的协同作用实现耐磨。

针对高聚物复合材料的实验机如《低速重载纤维编织复合物自润滑衬垫性能试验机》（中国专利ZL200810079552.0）公开的是一种应用于低速重载工况的纤维编织复合物自润滑衬垫性能试验机，《高速轻载纤维编织复合物自润滑衬垫性能试验机》（中国专利ZL200810079554.X）公开的是一种应用于高速轻载工况的纤维编织复合物自润滑衬垫性能试验机，上述专利中作为对偶副的外球体固联在两端简支于箱体的转轴中部，在更换对偶副时需将轴承、转轴从箱体一端拆出，实验时间耗费大，同时，试样制备过程中需将纤维编织复合物粘接到夹具内球面上，工艺复杂，粘接质量难以保证。针对自润滑关节轴承等零部件的实验机，如文献《轴承磨损试验机的研制》中，提出了一种关节轴承实验机，如《直升机主旋翼球铰轴承疲劳试验机》（中国专利ZL200810079553.5）中公开的是一种应用于直升机主旋翼系统的疲劳试验机。

目前，以功能性高聚物复合材料为摩擦副的零部件多在特殊工况使用，如高速轻载、低速重载、往复摆动、高温、低温等，在常规商用试验机难以实现或接近于零部件的使用工况，功能性高聚物复合材料摩擦学性能评价及其实验装置研发受到越来越多的关注。

发明内容

本发明的目的是为了满足工程应用以及高聚物复合材料的开发及评价，改善高聚物复合材料摩擦磨损性能，提供一种用于测试高聚物复合材料摩擦学性能的实验机，通过改变载荷、摆动速度、环境温度等工况条件，检测高聚物复合材料的摩擦学性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明包括一个密闭的箱体，在箱体壁上通过轴承组支撑着一根传动轴，传动轴的伸出箱体外一端的轴端部，通过一个联轴器与安全轴输出端相连，安全轴输入端通过一个联轴器与扭矩仪输出轴相连，扭矩仪的输入轴通过一个联轴器与伺服电机输出轴相连，在安全轴上安装有回转角度圆盘，回转角度圆盘的盘面上对称地开有两个圆弧槽，在两个圆弧槽中分别设有第一挡铁和第二挡铁，在回转角度盘的两侧安装有第一行程开关和第二行程开关；传动轴的伸入箱体内一端的轴端部，通过一个万向十字联轴器与试样轴相连，围绕试样轴设有上试样夹具和下试样夹具，上试样夹具连接一个传力杆，传力杆一端伸出箱体外，且传力杆与箱体壁间有轴承组支撑，传力杆伸出箱体的端部安装隔热轴，隔热轴与一个压力传感器测力端接触，压力传感器固联在一个液压缸活塞上，传力杆伸出部安装有位移测量杆，位移测量杆与位移传感器接触。

所述传动轴与传力杆的轴线位于同一平面内，且互相垂直；

所述传动轴与密闭箱体壁之间有密封件密封，传力杆与密闭箱体壁之间有密封件密封；

在所述箱体内设有高温加热器、低温制冷器以及环境箱温度传感器。

本发明的有益效果是：本发明能够模拟高聚物复合材料的真实工况条件，包括载荷、摆动速度、温度等；能够进行高聚物复合材料摩擦学性能评价实验，能够实时检测高聚物复合材料的磨损量、摩擦系数随时间的变化。同时具有试样制备简单，易于标准化，拆装方便，实验效率高等优点。   

附图说明

图1为高聚物复合材料摩擦学性能评价实验机的结构示意图；

图2为图1的A—A向视图；

图3为试样图。

在图中：1.伺服电机，2.第一联轴器，3.扭矩仪，4.第二联轴器，5.回转角度圆盘，6.第一行程开关，7.第三联轴器，8.密闭箱体，9.传动轴，10.第一密封件，11. 第一箱体孔，12.第一轴承组，13. 十字轴式万向联轴器，14.安全轴，15.传力杆，16.上试样夹具，17.上试样，18.试样轴，19.下试样夹具，20. 支撑座，21.下试样，22.下试样温度传感器，23. 上试样温度传感器，24.第二密封件，25.第二轴承组，26.第二箱体孔，27.隔热轴，28.位移传感器，29.压力传感器，30.加载液压缸，31.高温加热器，32.低温制冷器，33.环境箱温度传感器，34.第一挡铁，35.位移测量杆，36.第二挡铁，37.第二行程开关。