[发明专利]一种通过外加电路实现摩擦副间摩擦系数高低切换的装置及方法

说明书

本发明公开了一种通过外加电路实现摩擦副间摩擦系数高低切换的装置及方法，其中，装置包括摩擦力测量模块、摩擦副、上夹具、液池、控制电路、电信号输入模块、以及电信号显示模块。同时，给出了通过外加电路实现摩擦副间摩擦系数高低切换的方法。本发明使用外加电源，结合静电计，通过切换接入电路的摩擦副，实现了摩擦系数的高低切换，且能够实时采集电极间电信号的大小，为实际的工程应用提供调控思路及方案。

技术领域

本发明涉及一种通过外加电路实现摩擦副间摩擦系数高低切换的装置及方法，属于机电技术及摩擦领域。

背景技术

摩擦是人类生活中不可忽视的一种自然现象，凡有运动的地方均有摩擦的产生，伴随而来的是摩擦副表面的磨损。摩擦磨损在较多时候带来了危害，比如在机械设备的一些传动部件中，过高的摩擦造成能耗增大和严重磨损导致产品可靠性降低、使用寿命缩短。通过利用科学的表面、材料润滑技术等可以起到减小摩擦的作用。但是，在离合器、制动器、表面抛光等领域，摩擦对他们的工作又是有利的，他们工作时需要增大摩擦。上述的这些应用场合对摩擦的控制都属于被动控制，其摩擦系数由摩擦副的材料及实际使用环境决定，使用过程中并不能人为的进行调控。

随着科学技术的不断进步，传统的润滑方式需要朝着高端智能化方向发展。通过外加电势，摩擦系数主动控制可以根据实际需求来调节摩擦副间的摩擦系数。目前，国内外围绕干摩擦、水基润滑、油基润滑等环境的电控摩擦已有了一定的研究基础。然而，已展开的研究大多围绕调控机理展开，没有给出实际的控制方案，距离实际应用还很遥远。

因此，现有的电控摩擦技术在应用上存在一定的局限性。有必要设计一种通过外电路可直接控制摩擦系数增减的装置及方法，为实际的工程应用提供调控思路及方法。

发明内容

为实现上述目的，本发明提出了一种通过外加电路实现摩擦副间摩擦系数高低切换的装置及方法。

本发明主要采用如下技术方案：

一种通过外加电路实现摩擦副间摩擦系数高低切换的装置，包括：

摩擦力测量模块，用于摩擦磨损实验并实时测量显示摩擦系数；

摩擦副，用于作为摩擦对象；

上夹具，用于夹持上摩擦副和辅助电极；

液池，用于放置下摩擦副及盛装润滑液体；

控制电路，用于启闭电源及切换加电摩擦副；

电信号输入模块，用于对摩擦界面施加电流或电压；

电信号显示模块，用于实时采集并显示电极间电压信号。

进一步地，上述摩擦力测量模块为摩擦磨损试验机；所述摩擦磨损试验机使用往复运动载物平台和极限载荷为50N的力传感器。

进一步地，上述摩擦副包括上摩擦副和下摩擦副；所述上摩擦副为聚四氟乙烯小球，直径6mm，放置于球托内；所述下摩擦副为金属片，金属片下表面粘附导电铜箔，导电铜箔另一面粘附在液池内。

进一步地，上述球托包括球杆和球帽，球杆与球帽通过内外螺纹连接在一起；所述球托为金属材质；所述球杆通过导电铜箔与导线相连。

进一步地，上述上夹具材料为聚氧亚甲基；所述上夹具结构包括球托夹持孔和辅助电极夹持孔以及孔夹紧机构；所述孔夹紧机构由螺杆和开口压板构成，通过螺杆调节开口压板的间距来控制孔的松紧。进一步地，上述液池材料为聚四氟乙烯；所述液池为中间材料去除的长方体，长方体四个顶角位置打有阶梯通孔，使用螺钉通过阶梯通孔与往复运动载物平台连接；液池上固定下摩擦副；液池内盛放的溶液为氯化钠、硫酸钠等盐溶液。