专利名称：一种扭动微动磨损试验机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及摩擦学实验技术领域，具体说是一种扭动微动磨损试验机。
背景技术：
微动磨损是存在于近似“静止”配合的机械零件中的一种损伤，由此引起的危害也非常大。根据微动磨损不同的相对运动方向，微动有4种基本运行模式(1)切向微动，或称平移式微动，是最普遍研究的微动方式；(2)径向微动；(3)滚动微动；(4)扭动微动。目前研究微动磨损的试验机多是针对切向微动，主要包括有机械驱动、流体驱动和电磁驱动等三种方式。机械驱动是利用凸轮、杠杆、非平衡转动或微动副之一的弹性伸缩，杠杆、凸轮等可在较大振幅下工作，负载也可在任意范围内变动，但频率一般不超过50Hz。试样的弹性伸缩方式由于受材料弹性极限限制，只能在较低的振幅下工作，其频率范围则取决于驱动源。电磁方式一般采用电磁振动或利用功能材料产生振动，可以在高频率下工作，但这类设备只能在小负荷下工作。采用电液伺服驱动方式，它具有驱动力大，振幅、频率变动范围广，易于利用计算机程序控制和测量等优点，但技术较复杂，费用较高，设备体积也较大。还有一种研究径向微动和结合径向微动与切向微动的复合微动磨损试验机，它主要是采用高精度的液压驱动形式。对于扭动微动磨损的研究，目前还没有相关的试验机。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种结构简单，效果好，能够产生微小振幅的扭动微动磨损试验机。
本实用新型一种扭动微动磨损试验机，它由设在试验机台架上的悬臂摆动装置和加载平衡装置构成，悬臂摆动装置横向布置，加载平衡装置纵向布置在悬臂摆动装置的侧面；与悬臂摆动装置相连接的下试样支撑架和与加载平衡装置相连接的上试样支撑架上下位置对应，在同一轴线上，下试样支撑架的下方设有固定在试验台架上的铰接缸体。
本实用新型一种扭动微动磨损试验机，所述的悬臂摆动装置由与电动机相连的凸轮，设在凸轮侧面的悬臂弹性薄板，与悬臂弹性薄板相连的小薄板，固定悬臂弹性薄板的固定支柱和与下试样支撑架连接的摆杆组成，与下试样支撑架连接的摆杆与悬臂弹性薄板平了设置，摆杆与弹性薄板之间设有小薄板；所述的加载平衡装置由设在平衡梁支撑立柱上的加载平衡梁，设在加载平衡梁悬臂上的砝码和平衡砝码，与砝码同轴相连的扭矩传感器和上试样支撑架组成，加载平衡梁与平衡梁支撑立柱连接处设有精密铰接销；所述的铰接缸体内设有活塞杆，活塞杆连接在下试样支撑架的底盘上。
本实用新型一种扭动微动磨损试验机，采用机械式激振方式，驱动力大；试验机的可以运动环节少，除了铰接部分外，其余运动部分是通过悬臂弹性板和弹性薄板的弯曲来实现，并直接在凸轮的推动下使试样间产生微小振幅摆动，振幅恒定，误差小；结构简单，易于加工，对开展扭动微动磨损等领域的研究具有重要意义，并具有实用性。
图1是本实用新型结构主视图。
图2是本实用新型结构俯视图。
图3是本实用新型结构侧视图。
图中1-凸轮 2-悬臂弹性薄板 3-小薄板 4-固定支柱 5-摆杆 6-砝码 7-加载平衡梁 8-平衡梁支撑立柱 9-精密铰接销 10-平衡砝码 11-扭矩传感器 12-上试样支撑架 13-上试样 14-下试样 15-下试样支撑架 16-铰接缸体 17-试验机台架18-电动机具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步的描述本实用新型一种扭动微动磨损试验机，它主要由悬臂摆动装置和加载平衡装置构成，悬臂摆动装置横向布置在试验机台架17上，加载平衡装置纵向布置在悬臂摆动装置的侧面。悬臂摆动装置由凸轮1、悬臂弹性薄板2、小薄板3、固定支柱4、摆杆5和电动机18组成。电动机18固定在试验机台架17的底部，其传动轴穿过台架17与设在台架17上面的凸轮1连接，凸轮1设在悬臂弹性薄板2的侧面，悬臂弹性薄板2的一端设在固定支柱4上，与悬臂弹性薄板2相平行设有与下试样支撑架15相连的摆杆5，弹性薄板2与摆杆5之间连接有小薄板3，小薄板3与摆杆5和弹性薄板2直角相连。加载平衡装置由砝码6、加载平衡梁7、平衡梁支撑立柱8、精密铰接销9、平衡砝码10、扭矩传感器11和上试样支撑架12组成。加载平衡梁7设在平衡梁支撑立柱8上，其连接处由精密铰接销9铰接固定，砝码6和平衡砝码10设在加载平衡梁7悬臂的两端，设置砝码6一端的下部设置扭矩传感器11和上试样支撑架12，上试样支撑架12与下试样支撑架15相对应，在同一轴线上，下试样支撑架15的底盘下设有与固定在试验台架17上的铰接缸体16，缸体16内可转动的活塞杆固定在下试样支撑架15上，活塞杆随下试样支撑架15运动。
工作原理采用变频器控制，驱动交流电动机18，使其最大同步转速为1500rpm，通过调节变频器的频率改变电动机18的转速。电动机18带动偏心凸轮1转动，凸轮1推动悬臂弹性薄板2的悬臂端振动，根据杠杆的比例放大和悬臂弹性板的弹性弯曲作用，悬臂弹性薄板2上连接小薄板3位置处产生微小振幅，通过小薄板3把微小振幅传递给摆杆5。下试样支撑架15和铰接缸体16的活塞杆连接，铰接缸体16的缸套与试验架17连接，铰接缸体16的活塞杆与缸套之间做相对转动，摆杆5带动下试样支撑架15作小振幅的往复摆动，使上试样13和下试样14之间形成扭动微动磨损。设在加载平衡梁7上的扭矩传感器11可测量上试样13和下试样14之间的摩擦力，平衡砝码10可以调整加载平衡梁7的平衡力，使初始加载载荷为0，增加砝码6的重量施加上试样13和下试样14之间的接触载荷。
权利要求1.一种扭动微动磨损试验机，其特征在于它由设在试验机台架(17)上的悬臂摆动装置和加载平衡装置构成，悬臂摆动装置横向布置，加载平衡装置纵向布置在悬臂摆动装置的侧面；与悬臂摆动装置相连接的下试样支撑架(15)和与加载平衡装置相连接的上试样支撑架(12)上下位置对应，在同一轴线上，下试样支撑架(15)的下方设有固定在试验台架(17)上的铰接缸体(16)。
2.根据权利要求1所述的一种扭动微动磨损试验机，其特征在于所述的悬臂摆动装置由与电动机(18)相连的凸轮(1)，设在凸轮(1)侧面的悬臂弹性薄板(2)，与悬臂弹性薄板(2)相连的小薄板(3)，固定悬臂弹性薄板(2)的固定支柱(4)和与下试样支撑架(15)连接的摆杆(5)组成。
3.根据权利要求1或2所述的一种扭动微动磨损试验机，其特征在于所述与下试样支撑架(15)连接的摆杆(5)与悬臂弹性薄板(2)平行设置，摆杆(5)与悬臂弹性薄板(2)之间设有小薄板(3)。
4.根据权利要求1所述的一种扭动微动磨损试验机，其特征在于所述的加载平衡装置由设在平衡梁支撑立柱(8)上的加载平衡梁(7)，设在加载平衡梁(7)悬臂上的砝码(6)和平衡砝码(10)，与砝码(6)同轴相连的扭矩传感器(11)和上试样支撑架(12)组成。
5.根据权利要求4所述的一种扭动微动磨损试验机，其特征在于所述加载平衡梁(7)与平衡梁支撑立柱(8)连接处设有精密铰接销(9)。
6.根据权利要求1所述的一种扭动微动磨损试验机，其特征在于所述的铰接缸体(16)内设有活塞杆，活塞杆连接在下试样支撑架(15)上。
专利摘要本实用新型一种扭动微动磨损试验机，它主要由悬臂摆动装置和加载平衡装置构成，与悬臂摆动装置相连接的下试样支撑架和与加载平衡装置相连接的上试样支撑架上下位置对应，在同一轴线上，下试样支撑架的底盘上设有精密铰接缸体。采用机械式激振方式，其驱动力大，试验机的运动环节少，除了铰接部分外，其余运动部分是通过悬臂弹性板和弹性薄板的弯曲来实现，并直接在凸轮的推动下使试样间产生微小振幅摆动，并产生微小振幅的扭动微动磨损，振幅恒定，误差小，结构简单，易于加工，对扭动微动磨损领域的研究具有重要意义，并具有实用性。
文档编号G01N19/00GK2783313SQ20052007115
公开日2006年5月24日 申请日期2005年4月22日 优先权日2005年4月22日
发明者张德坤, 葛世荣 申请人:中国矿业大学