[发明专利]一种变重力取向典型摩擦副滑动磨损实验机及试验方法

说明书

本发明公开了一种变重力取向典型摩擦副滑动磨损实验机及试验方法，其中，一种变重力取向典型摩擦副滑动磨损实验机，包括支架、真空箱、分度盘、加载机构、试样夹具、试样装夹机构以及用于检测固定试样和活动试样摩擦时的摩擦力大小的摩擦力传感器，真空箱通过分度盘安装于支架上，试样夹具和试样装夹机构安装于真空箱中。本发明可精确测量真空环境中不同重力取向下典型摩擦副摩擦力的变化，分析重力效应对磨损的影响，也可以测量交变载荷对典型摩擦副磨损的影响。

技术领域

本发明涉及一种重力摩擦学领域，具体涉及一种变重力取向典型摩擦副滑动磨损实验机及试验方法。

背景技术

随着我国航天事业的发展，各种空间机构越来越多的应用于太空实践，空间机构在太空服役期间主要长期受微重力、高真空、交变温度、辐射等环境因素的影响。对于高真空、交变温度、辐射等环境因素的研究比较广泛和深入，并且采取有效的防护措施。重力作为一种体积力，在地面上无处不在，且有明确的指向作用。太空中重力效应的消失，势必造成空间机器所处力学环境发生改变。

研究重力效应对空间机构及活动件磨损的影响，探究空间环境下机构的磨损机理，对解决各类复杂航天器系统长期有效服役问题，提高各类空间机构的技术经济性能指标，以及我国航天事业在空间机构领域的工程应用、技术完善与理论发展具有十分重要的意义。

目前微重力环境地面模拟试验方法主要有落塔法、抛物飞行法、水浮法、吊丝配重法、气浮平台等。虽然落塔法和飞机抛物线飞行能较真实的模拟微重力环境，但其时间短、空间小，对机构研究实用范围有限。水浮法、吊丝配重法、气浮平台虽能长时模拟微重力环境，但是真实性较差。因为，水槽、悬吊、气浮等现有模拟试验手段不仅无法解决复杂轨迹的三维运动地面模拟问题，而且因绳索柔性、设备中摩擦等阻力、大质量机构的运动惯量等因素，使得其有效性并不理想。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种变重力取向典型摩擦副滑动磨损实验机。

本发明另一目的在于：提供一种变重力取向典型摩擦副滑动磨损试验方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种变重力取向典型摩擦副滑动磨损实验机，包括支架、真空箱、分度盘、加载机构、试样夹具、试样装夹机构以及用于检测固定试样和活动试样摩擦时的摩擦力大小的摩擦力传感器，真空箱通过分度盘安装于支架上，试样夹具和试样装夹机构安装于真空箱中；

试样夹具包括装夹支架、夹套、加载轴以及用于装夹固定试样的上夹头，夹套固定于装夹支架上，加载轴连接于夹套中，上夹头连接于加载轴下部，加载机构与加载轴连接；

试样装夹机构包括用于固定活动试样的试样安装板以及驱动试样安装板相对固定试样往复移动使固定试样和活动试样产生摩擦的试样驱动装置。

优选的，所述试样驱动装置包括导轨、滑块以及驱动机构，试样安装板与滑块固定连接，滑块与导轨相配合，驱动机构与试样安装板连接。

优选的，所述驱动机构包括电机、齿轮以及齿条，齿条安装于试样安装板上，齿轮固定于电机的输出轴上，齿轮与齿条相啮合。

优选的，所述装夹支架包括活动安装板、连接滑块以及滑轨，活动安装板与连接滑块固定连接，连接滑块与滑轨相连接,摩擦力传感器的感应端与活动安装板相接触。

优选的，所述加载机构包括电动缸、推力轴承、推力轴承安装座、弹簧、弹簧安装座、压力传感器以及受力块，电动缸与推力轴承安装座连接，推力轴承安装于推力轴承安装座中，弹簧两端分别与推力轴承安装座和弹簧安装座连接，压力传感器安装于弹簧安装座上，受力块与压力传感器相接触，受力块与加载轴连接。

优选的，所述受力块与压力传感器接触的面为球面。