[发明专利]一种往复式微动摩擦磨损试验机

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种微动摩擦及磨损试验装置，更具体的说，本发明主要涉及一种往复式微动摩擦磨损试验机。

 

背景技术

微动磨损发生在有极小振幅运动的配合的机械零件中一种损伤方式，由于运动的幅度非常小，不易被察觉，其破坏具有隐蔽性，不仅可以导致接触表面间的摩擦磨损，而且会加速裂纹的产生和扩展，最终使得构件的疲劳寿命大大降低。微动磨损根据不同的相对运动方向可分为四种模式：1）切向微动；2）径向微动：3）滚动微动；4）扭向微动。其中，切向微动是研究最普遍的微动方式，后三者在工业中虽然经常出现，但研究报道的却极少。

中国专利CN202522494U公开的“切向微动摩擦磨损试验装置”和中国专利CN201689023U公开的“一种小位移往复式滚动摩擦磨损试验机”都是采用液压伺服系统作为微动的驱动源，这种驱动方式驱动力大，振幅和频率变化范围广，精度高，易控制，但其技术复杂，设备体积大，成本高，维修不方便。

中国专利CN2348377Y公开的“钢丝表面微动摩擦学性能试验装置”是一种采用杠杆和偏心机构组成的机械式微动驱动系统，它可以有较大振幅，负载范围较宽，但频率通常较低且不易实现自动化控制，并且这是一种专门用来研究钢丝的微动摩擦磨损试验机，试验范围具有局限性。

目前，绝大多数试验机的摩擦副都是先固定，后加载，这样可能导致摩擦副间的载荷不均匀，不能正确反映摩擦副间的摩擦特征。中国专利CN201555762U公开的 “一种滑动摩擦试验自适应夹头”通过球缺结构固定试样，使摩擦副表面保持完全接触，结构简单成本低，但是，专利只是公开了一种自适应夹头，没有涉及试验机的结构，另外，这种机构只适用于面-面接触的摩擦副，使用上有局限性。因此有必要基于现有技术中的微动摩擦及磨损试验装备的结构以及试验方式做进一步的改进和研究。

 

发明内容

本发明的目的之一在于针对上述不足，提供一种往复式微动摩擦磨损试验机，以期望解决现有技术中结构复杂、体积大、使用存在局限性，且无法实现自动化控制等技术问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明所提供的一种往复式微动摩擦磨损试验机，所述试验机包括底板以及置于底板上的支架、驱动装置、加载装置、定位夹紧装置、信号调理与数据采集装置，所述支架至少由纵向固定在底板上的两个侧板构成，所述两个侧板之间至少安装有下滑轨座与顶缸座；所述驱动装置中至少包括动力源部件、滑台与直线导轨，所述动力源部件与滑台动力连接，滑台与直线导轨上的滑块相连接，直线导轨固定在下滑轨座上，用于在动力源部件的作用下，使滑台在直线导轨上做直线往复运动；所述加载装置中至少包括安装在顶缸座上的电动缸，所述电动缸的输出轴与连接螺母的一端相连，所述连接螺母的另一端与力传感器上联板相连，所述连接螺母的下端还设有第一钢珠，所述第一钢珠穿过力传感器上联板并与力传感器定位板相接触，且力传感器定位板还与力传感器相连，所述力传感器上联板还通过升降装置安装在侧板上；所述定位夹紧装置中包括上试样夹具系统与下式样夹具系统，所述上试样夹具系统安装在力传感器的下方，所述下式样夹具系统安装在滑台的上部，用于分别固定上试样与下试样；所述信号调理与数据采集装置中包括中控装置以及接入力传感器与位移传感器的数据采集卡，所述数据采集卡还接入中控装置，用于由中控装置通过控制程序按照预设值控制动力源部件的动力输出量，进而由多通道数据采集卡通过力传感器以及底板上的位移传感器采集相应数据，提供给中控装置作为控制动力源部件以及电动缸运转的依据。

作为优选，进一步的技术方案是：所述动力源部件为激振器，所述激振器安装在底板上，并通过连接螺杆与滑台相连接。

更进一步的技术方案是：所述力传感器为二维力传感器，且力传感器定位板与第一钢珠的接触面上设有与其相配合的球面凹陷。

更进一步的技术方案是：所述升降装置为分别安装在两个侧板上的侧直线导轨以及其上部的导轨滑块，所述力传感器上联板分别通过侧滑轨连接板与两个侧板上的导轨滑块相连接。