[发明专利]一种用于陶瓷球滚动摩擦试验的配副装置及使用方法

说明书

本发明提供的一种用于陶瓷球滚动摩擦试验的配副装置及使用方法，通过左侧保持架、右侧保持架、陶瓷球、块试样和盘试样构成了一组“块‑球‑盘”的配副装置，同时，通过调整左侧保护架和安装夹头之间的距离、右侧保护架和左侧保护架之间的距离以及块试样的长度，满足了一定直径范围内不同直径的陶瓷球的夹持。同时，左、右侧保护架上开设的V型槽，保证了轴向尺寸不再进行调整。本发明具有结构紧凑、操作简单、运行平稳可靠、适用范围广的特点，对研究滚动兼滑动混合状态下材料的摩擦学行为具有很好的适用性。

技术领域

本发明属于材料摩擦领域，具体涉及一种用于陶瓷球滚动摩擦试验的配副装置及使用方法。

背景技术

根据国内外学者对材料摩擦学行为的研究可知，材料的摩擦试验多为滑动摩擦和滚动摩擦，目前，常见的研究材料滑动摩擦学性能的配副为销-盘配副、销-平面配副、球-盘配副和环-块配副等等，而研究材料滚动摩擦学性能的配副大多为四球配副、环-环配副、四球-杆配副等。

对于滚动摩擦学行为，通常不可能为纯滚动，多为滚动兼滑动，适用的配副种类也较少，一般情况下需要采用辅助试验夹具，而尤其是对于陶瓷材料，其成型工艺较为复杂，不易加工成环状和杆状等形状，多为球形和盘形，故球-盘配合的摩擦试验是简便可行的，另外标准陶瓷球的直径大多不是整数，故辅助试验夹具需满足不同尺寸范围的陶瓷球。同时，寻求合理的试验配副装置以满足所具有的试验条件，准确有效的控制实验条件也是我们追求的目标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于陶瓷球滚动摩擦试验的配副装置及使用方法，解决了现有球-盘配合的摩擦试验中辅助夹具尺寸单一，不能满足不同尺寸范围的陶瓷球的夹持。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种用于陶瓷球滚动摩擦试验的配副装置，所述安装在摩擦机主轴系统上的安装夹头、左侧保持架、陶瓷球、右侧保持架、块试样和盘试样，

其中，所述左侧保持架的一端安装在安装夹头下表面的中心处，另一端开设有第一V型槽；所述右侧保持架的一端安装在安装夹头的圆周侧面上，另一端开设有第二V型槽；所述第一V型槽和第二V型槽的开口相对应，且所述第一V型槽和第二V型槽之间夹持有陶瓷球；

所述块试样安装在安装夹头的下表面上，且设置在陶瓷球的上端；所述盘试样设置在陶瓷球的下端。

优选地，所述安装夹头包括连接部分，所述连接部分的下端连接有夹持部分，其中，所述连接部分采用圆锥形结构，所述加持部分采用圆柱形结构，同时，所述圆锥形结构的连接部分与主轴系统连接。

优选地，所述左侧保持架安装在圆柱形结构下表面的中心处，同时，所述圆柱形结构的下表面开设有矩形槽，所述块试样安装在所述矩形槽内。

优选地，所述圆柱形结构的圆周侧面上安装有连接架，所述连接架的一端通过紧固螺钉固定安装圆柱形结构上，另一端与右侧保持架固定连接。

优选地，所述紧固螺钉伸至上述矩形槽内，用以固定块试样。

优选地，所述连接架与右侧保持架之间设置有若干个调整垫片。

优选地，所述第一V型槽和第二V型槽的表面均喷涂有聚四氟乙烯涂层。

一种用于陶瓷球摩擦试验的配副装置的使用方法，包括以下步骤：

第一步，将安装夹头固定安装在主轴系统上，根据摩擦试验所选用的陶瓷球的直径，确定块试样的长度和所使用的调整垫片的数量；

第二步，将块试样放置于安装夹头下表面开设的矩形槽中，同时，将连接架通过紧固螺钉固定在安装夹头上，并且所述紧固螺钉的长度深入安装夹头的矩形槽中，通过紧固螺钉将块试样固定；

第三步，将左侧保持架通过内六角圆柱头螺钉连接在安装夹头的中心位置；