[发明专利]一种多功能振动接触与能量转换实验台

说明书

本发明公开了一种多功能振动接触与能量转换实验台，包括激振器支架、电机支架、第一/二/三安装板、第一/二激振器、第一/二驱动电机、支撑板、单轴驱动器、独立加载装置、上/下试件安装台、第一/二联轴器、润滑系统、振动加速度传感计/器、压力/温度传感器、信号发生器、功率放大器、测振仪、信号分析仪、冷却系统及总控计算机。本发明所提供的实验台可以完成不同负载、频率、转速、润滑及干摩条件下多种零部件组合的动态接触实验和采用能量转换组件的能量转换实验，对测试数据采集处理后可分析被测零部件的摩擦磨损、能耗、应力、失效及可靠性等，得出研究对象在工作过程中的行为特征、变化规律及失效机理和能量转换组件的电学输出性能。

技术领域

本发明属于动态接触及能量转换测试装置技术领域，具体涉及一种多功能振动接触与能量转换实验台。

背景技术

机械设备零部件在冲击、动态载荷条件下工作时，材料所经历的应力场和失效破坏过程远比准静态简化模型所应对的情况更为复杂，需建立相关实验台研究轮轨接触系统及机械设备零部件的复杂动态接触问题。通过多种接触形态的试件组合，进行各种可控动态接触界面的模拟及瞬态接触问题的实验研究，进而为建模分析提供依据。目前只有单一的摩擦、磨损、润滑实验设备，并无集复杂接触旋转与振动为同一研究环境的实验台。

同一实验台在条件允许情况下可具备多种功能，在实验台的结构无需变更位置的情况下进行不同实验，利于结果在高度统一的边界条件下进行结果分析和对比。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供一种实验对象广、测量参数多且边界条件高度统一，能采用一套设备就能进行振动接触实验与能量转换实验，实现不同接触副处于不同载荷、频率大范围连续可调转速下振动加速度、频率、转矩、摩擦力、转速、载荷、摩擦磨损、温度等参数的实时在线测量和不同能量转换组件在可调振动加速度、振幅和频率下进行振动能量采集时，输出电压、输出电流和负载电阻等电学输出性能的实时测量的多功能振动接触与能量转换实验台。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种多功能振动接触与能量转换实验台，包括激振器支架、振动加速度传感计、振动加速度传感器、压力传感器、温度传感器、信号发生器、功率放大器、测振仪、信号分析仪、冷却系统和总控计算机，激振器支架上设有第一安装板，第一安装板的底部向下依次连接有第一激振器、独立加载装置和上试件安装台；激振器支架内部设有电机支架和第一驱动电机，第一驱动电机的转轴穿过电机支架通过第一联轴器与下试件安装台相连，下试件安装台的上部设有润滑系统，润滑系统包括润滑油供给系统和润滑油回收系统；上试件安装台和下试件安装台上还分别设有呈“V”形的安装块，安装块之间安装有待测试件；激振器支架上还设有支撑板和第二安装板，支撑板与第二安装板互相垂直布置，第二安装板上设有单轴驱动器，单轴驱动器通过第二联轴器与第二驱动电机的输出端相连，单轴驱动器上还设有第三安装板，第三安装板上安装有第二激振器，总控计算机分别与第一激振器、独立加载装置、润滑系统、第一驱动电机、第二驱动电机、单轴驱动器、第二激振器、振动加速度传感计、振动加速度传感器、压力传感器、温度传感器、信号发生器、功率放大器、测振仪、信号分析仪和冷却系统电连接；振动加速度传感计的数量为二，分别位于第一激振器的顶杆和第二激振器的顶杆上，振动加速度传感计是压电加速度计；上试件安装台上安装有上试件，上试件上还安装有振动加速度传感器，振动加速度传感器为三轴加速度传感器，振动加速度传感器用于检测上试件的加速度；压力传感器与独立加载装置相连，压力传感器用于检测独立加载装置的载荷；温度传感器为非接触式温度传感器，温度传感器的探头安装在待测试件的上方，探头与待测试件的距离可调节，温度传感器用于检测待测试件在旋转振动接触过程中接触区的温度；信号发生器与功率放大器结合使用，用于向第一激振器和第二激振器输入一定的激励信号；测振仪用于检测第一激振器和第二激振器的输出振幅；信号分析仪用于对各传感器采集的数据进行分析、处理和输出；冷却系统用于降低第一驱动电机工作时的温度。

优选地，所述待测试件包括上试件和下试件，下试件中间内凹形成三个内凹槽，内凹槽内设有第一测试球，上试件与上试件安装台相连，下试件与下试件安装台相连。