[发明专利]轴类零部件涂层摩擦磨损试验机

说明书

技术领域

本发明涉及涂层摩擦磨损性能测试的技术领域，尤其涉及一种轴类零部件涂层摩擦磨损试验机。

背景技术

轴是一种常见的典型零部件，广泛应用于各种机械装置。轴类零部件在使用过程中一般与其支撑部件存在不同程度的摩擦，因此，为了提高轴类零部件的使用寿命，一般要进行表面处理以提高其耐磨性能。目前，表面涂层技术是普遍采用的表面处理方法，一般通过电镀、喷涂、物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)等技术手段在零件表面沉积一层具有较高硬度的耐磨涂层，如Cr、CrN、TiN、金刚石膜以及类金刚石膜(DLC)等。这些涂层的耐磨性能的优劣，主要通过其摩擦磨损性能的测试进行评价；其中摩擦系数和磨损率是涂层两相最为重要的耐磨性能指标，一般可通过摩擦磨损试验机进行测试获得。

目前根据摩擦副的几何形状及摩擦方式的不同，主要可以分为球(销)盘式、球(销)板式、销环式、环块式、环环式等。“销-环式摩擦磨损试验机的研制与应用”(高彩桥，刘新明.销环式摩擦磨损试验机的研制与应用.固体润滑.1982(01):49-53)一文中介绍了一种销环式摩擦磨损试验机，其技术方案为：将外径32mm、内径16mm、厚度为10mm的试环通过夹具安装在工作轴上，工作轴通过一对联轴器安装在电机上；销为20×10×4mm³的矩形块，销通过夹具安装在加载杠杆中间靠左的部位，加载杠杆左端铰链，加载杠杆可以绕左端点自由转动。工作时，销通过加载杠杆向试环施加正向载荷P，试环通过工作轴、联轴器等部件随电机旋转，销与试环发生相对摩擦，摩擦力为F；在一对联轴器之间装有摩擦扭矩传感器，可以测量摩擦扭矩M_f，M_f＝F·(D/2)＝(FD)/2(D为试环外径)，则有摩擦力公式F＝μ·P可以计算得到摩擦系数为μ＝(2M_f)/(PD)。

虽然该销环式摩擦磨损试验机可以进行圆柱面的摩擦磨损测试，但是试样必须为长径比很小且中间开孔的环状样品，不适合长径比较大的轴类样品的摩擦磨损测试；而且销环式采用的对磨副为销，接触方式为面接触，在实际操作中销和试环的安装角度稍有偏差就会导致接触面积的变化；此外，在摩擦过程中产生的磨屑或加入的摩擦介质等都会对接触面积产生影响，而接触面积的变化会导致摩擦力的波动，摩擦系数也会随之受到影响，因此，采用这种面接触方式会导致测试结果的可靠性及可重复性较差。

因此，有必要提供一种技术手段以解决上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，所提供的轴类零部件涂层摩擦磨损试验机，以解决现有技术的轴类零部件涂层摩擦磨损试验机只能针对试样为长径比很小且中间开孔的环状样品进行测试而不能对长径比较大的轴类样品进行测试的问题，以及解决现有技术的轴类零部件涂层摩擦磨损试验机因采用面接触的方式进行测试以致测试结果的可靠性及可重复性较差的问题。

本发明是这样实现的，轴类零部件涂层摩擦磨损试验机，包括：

供部件安装设置的安装支架；

用以与轴类零部件连接固定并驱动该轴类零部件转动的电机，所述电机水平设于所述安装支架上，所述电机的输出轴连接所述轴类零部件，且所述电机的输出轴的轴线与所述轴类零部件的轴线重合；

用以测试所述轴类零部件外表面上的涂层的耐磨性能的杠杆负载测试装置，所述杠杆负载测试装置包括加载杠杆、与所述轴类零部件摩擦接触的摩擦接触件、用以调整所述加载杠杆水平平衡的调平单元、用于向所述轴类零部件施加载荷的加载单元、及用以感应所述摩擦接触件与所述轴类零部件之间的摩擦状况的摩擦感应单元，所述加载杠杆自由转动设于所述安装支架上，所述摩擦接触件设于所述加载杠杆的第一端上，所述调平单元设于相对于所述加载杠杆的第一端的第二端上，所述加载单元设于所述摩擦接触件的上端，所述摩擦感应单元安装于所述安装支架上；

用以接收由所述摩擦感应单元传送的关于所述摩擦接触件与所述轴类零部件之间的摩擦状况信息并将该信息进行A/D转换处理的信息采集及处理模块，所述信息采集及处理模块安装于所述安装支架上，且所述信息采集及处理模块与所述摩擦感应单元电连接；

用以接收由所述信息采集及处理模块传送的数字信息并将该数字信息进行分析处理的计算机，所述计算机与所述信息采集及处理模块电连接；及

用以控制所述电机、所述摩擦感应单元、所述信息采集及处理模块和所述计算机开关的电源开关，所述电源开关设于所述安装支架上，且所述电源开关分别与所述电机、所述摩擦感应单元、所述信息采集及处理模块和所述计算机电连接。