[发明专利]多模式下的冲与切组合磨损试验装置

说明书

本发明公开了多模式下的冲与切组合磨损试验装置，包括底板(1)，底板(1)一角设有下沉部(2)，底板(1)上设有水箱控制器(3)，所述的底板(1)上对称设有Y轴移动机构(4)，两侧的Y轴移动机构(4)上设有X轴移动机构(5)，X轴移动机构(5)上设有直角座(6)，直角座(6)上设有Z轴移动机构(7)，Z轴移动机构(7)上设有旋转台(8)，旋转台(8)上设有电机杆座(9)，电机杆座(9)上设有端部座(10)和中间座(11)。本发明能够模拟多种工况模式下试样受到组合磨损情况，以便提升实验结果的真实性和实用性。

技术领域

本发明涉及冲切试验机装备领域，特别是多模式下的冲与切组合磨损试验装置。

背景技术

摩擦在生活中无处不在，比如在机器运转的时候产生摩擦，会造成额外的能量损耗。运动员会使用特制的运动鞋增加摩擦力，帮助其跑步速度更快。人们在生活生产中都会遇到与摩擦相关的问题，通过研究物体的摩擦磨损问题，进而分析其优劣性，对于帮助提高其材料属性，工艺性能，设备性能有着重要影响。聚焦于微观领域，在实际工况中,微动行为极其复杂,不是单一模式的作用,往往是两种以上(含两种)基本模式复合的结果。冲切复合微动是指机械零部件在受到冲击力的同时会伴有切向的运动,这两种形式的微动会加剧磨损过程。冲切复合微动磨损现象广泛存在于核电装置、矿山机械、海洋钻井、航空航天、登月工程等领域，带来了巨大的能源浪费和安全隐患。因此需要通过冲击磨损、切向滑动磨损和冲切复合磨损这三种方式研究材料微观摩擦磨损情况。冲击磨损是两个固体表面之间反复动态接触、撞击造成的材料界面损伤，而切向滑动磨损是固体表面受到来自切向的微幅运动带来的磨损，冲切复合磨损是固体表面受到多个方向的碰撞和撞击所造成的损伤。例如申请号为CN202010587279.3的中国发明专利，公开了一种高温高压下的690合金管微动损伤试验装置及其实施方法，该装置可以实施高温高压下水环境的微动试验，但其装置不能够进行角度调节；申请号为201921450058.0的中国实用新型专利，公开了一种高温高压石墨轴承磨损性能试验台，该装置可以实现高温高压下的摩擦磨损，但未有控温手段。因此，目前现有的摩擦磨损试验机仍具有不完善之处，绝大部分只能模拟单一工况或者单一角度下材料所受的磨损情况，而在实际应用中，零部件所面对的情况都较为复杂和多样，因此设计具有能模拟多工况以及多角度的摩擦磨损试验机是有必要的，一方面可以更加真实模拟实际工况，一方面可以更加自动化，减少人工操作。

发明内容

本发明的目的在于，提供多模式下的冲与切组合磨损试验装置。本发明能够模拟多种工况模式下试样受到组合磨损情况，以便提升实验结果的真实性和实用性。

本发明的技术方案：多模式下的冲与切组合磨损试验装置，包括底板，底板一角设有下沉部，底板上设有水箱控制器，所述的底板上对称设有Y轴移动机构，两侧的Y轴移动机构上设有X轴移动机构，X轴移动机构上设有直角座，直角座上设有Z轴移动机构，Z轴移动机构上设有旋转台，旋转台上设有电机杆座，电机杆座上设有端部座和中间座，端部座和中间座上设有音圈电机杆，音圈电机杆的活动端经联轴器设有三维力传感器，三维力传感器上设有冷凝套，三维力传感器的端部且靠近冷凝套的下部设有冲击钻头；所述的下沉部设有位移机构，位移机构上设有推力机构，底板上设有滑轨机构，滑轨机构一端设有缓冲块，滑轨机构上部自上而下依次设有供压模块、水模块、加热模块、降温模块、绝热模块以及连接模块，推力机构一端与连接模块的侧部相连接，所述的供压模块与水模块相连通，水模块内设有试样夹具，水模块与降温模块分别与水箱控制器相连接。

上述的多模式下的冲与切组合磨损试验装置中，所述的Y轴移动机构包括设置在底板上的Y轴电机，Y轴电机的伸出端经联轴器设有传动带移动机构，传动带移动机构中间具有滑轨，滑轨上绕有传动带，滑轨上设有滑块，滑块与传动带一端相连接。

前述的多模式下的冲与切组合磨损试验装置中，所述的供压模块下部前后侧设有滑槽，供压模块下部左右侧设有第一固定部，水模块的上部前后侧设有凸起，水模块上部的左右侧设有第二固定部，凸起嵌设在滑槽内，第一固定部与第二固定部经螺栓相连接。