一种基于振动台的微动摩擦磨损试验机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于摩擦磨损测试装置技术领域，具体涉及一种基于振动台的微动摩擦磨损试验机。
【背景技术】
[0002]随着机械行业的发展，人们对磨损危害的认识有了更大的提高。微动摩擦发生在两接触表面之间有极小振幅运动的情况下，微动摩擦不仅可以导致接触表面间的摩擦磨损，还会加速裂纹的产生和扩展，最终使得构件的疲劳寿命大大降低。摩擦磨损试验机在一定的接触压力下，能够模拟滚动、滑动或滑滚复合运动，完成点、线摩擦模拟试验，用于评定金属、塑料、橡胶等材料的摩擦磨损性能。
[0003]振动是影响微动磨损的主要因数之一，所述的振动因数包括应力载荷和微动位移。对于微动磨损，当磨损量、磨损程度不同时，其受到外界振动因素的影响程度也会有所不同，因此，对于微动磨损而言，其载荷和位移是时刻在变的。然而现有的微动摩擦磨损试验机只能实现如下几种微动磨损的影响测试:固定位移时不同载荷对微动磨损的影响；固定载荷时不同位移对微动磨损的影响；固定位移时变载荷(线性变化)对微动磨损的影响，其中并未提及固定载荷或者变载荷时非线性位移对微动磨损的影响。
[0004]鉴于上述已有技术，有必要对现有的摩擦磨损试验机的结构加以改进，为此，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种基于振动台的微动摩擦磨损试验机，能解决不同磨损时刻位移量不同的问题，且传动直接、控制精确。
[0006]本实用新型的目的是这样来达到的,一种基于振动台的微动摩擦磨损试验机,其特点是:包括台座、力加载机构、力监测机构、上夹具、下夹具以及振动台，所述的力加载机构固定在所述的台座上，所述的力监测机构设置在所述的力加载机构上，所述的上夹具与所述的力监测机构连接安装，用于夹持上试样，所述的下夹具与所述的上夹具配合，用于夹持下试样，所述的振动台安装在台座上，用于支撑下夹具。
[0007]在本实用新型的一个具体的实施例中，所述的力加载机构包括支架、垂直导轨、垂直滑块、垂直电机、水平导轨、水平滑块以及水平电机，所述的支架固定安装在所述的台座上，所述的垂直导轨有一对，彼此平行的并且以纵向状态安装在所述的支架上，所述的垂直滑块与一对垂直导轨滑配，所述的垂直电机安装在支架高度方向的顶部，垂直电机的输出轴通过一垂直丝杆与垂直滑块连接，带动垂直滑块沿一对垂直滑轨上下移动；所述的水平导轨有一对，彼此平行的并且以水平状态安装在所述的垂直滑块上，所述的水平滑块与一对水平导轨滑配，所述的水平电机安装在垂直滑块长度方向的一端端部，水平电机的输出端通过一水平丝杆与水平滑块连接，带动水平滑块沿一对水平导轨左右移动。
[0008]在本实用新型的另一个具体的实施例中，所述的水平滑块上还设有一连接板，所述的连接板在高度方向的下端端面安装所述的力监测机构。
[0009]在本实用新型的又一个具体的实施例中，所述的力监测机构为三轴力传感器。
[0010]在本实用新型的再一个具体的实施例中，所述的上夹具与所述的力监测机构螺纹连接。
[0011]在本实用新型的还有一个具体的实施例中，所述的上夹具夹持的上试样为球形试样；所述的下夹具夹持的下试样为平面试样。
[0012]在本实用新型的更而一个具体的实施例中，所述的下夹具与所述的振动台螺纹连接。
[0013]本实用新型由于采用了振动台，与现有技术相比，具有的有益效果:能解决不同磨损时刻位移量不同的问题，通过设置振动台的振动曲线，能实现垂直、水平正弦运动，从而能适用于滚动、滑动或滑滚复合运动的微动摩擦磨损试验；另外，所述的力加载机构传动直接、稳定，可保证摩擦力值的准确性。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的结构示意图。
[0015]图中:1.台座；2.力加载机构、21.支架、22.垂直导轨、23.垂直滑块、24.垂直电机、25.水平导轨、26.水平滑块、261.连接板、27.水平电机、28.垂直丝杆、29.水平丝杆；3.力监测机构；4.上夹具；5.下夹具；6.振动台；7.上试样；8.下试样。
【具体实施方式】
[0016]申请人将在下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】详细描述，但申请人对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本实用新型构思作形式而非实质的变化都应当视为本实用新型的保护范围。
[0017]请参阅图1，本实用新型涉及一种基于振动台的微动摩擦磨损试验机，包括台座1、力加载机构2、力监测机构3、上夹具4、下夹具5以及振动台6。所述的力加载机构2固定在所述的台座I上，所述的力监测机构3设置在所述的力加载机构2上。所述的上夹具4与所述的力监测机构3螺纹连接，用于夹持上试样7。所述的下夹具5与所述的上夹具4配合，用于夹持下试样8。所述的振动台6安装在台座I上，用于支撑下夹具5，下夹具5与振动台6螺纹连接。使用时，所述的力加载机构2、力监测机构3以及振动台6分别与内置数据采集卡的计算机控制系统电连接。具体的，所述的力加载机构2包括支架21、垂直导轨22、垂直滑块23、垂直电机24、水平导轨25、水平滑块26以及水平电机27。所述的支架21固定安装在所述的台座I上，所述的垂直导轨22有一对，彼此平行的并且以纵向状态安装在所述的支架21上，所述的垂直滑块23与一对垂直导轨22滑配，所述的垂直电机24安装在支架21高度方向的顶部，垂直电机24的输出轴通过一垂直丝杆28与垂直滑块23连接，带动垂直滑块23沿一对垂直滑轨22上下移动；所述的水平导轨25有一对，彼此平行的并且以水平状态安装在所述的垂直滑块23上，所述的水平滑块26与一对水平导轨25滑配，所述的水平电机27安装在垂直滑块24长度方向的一端端部，水平电机27的输出端通过一水平丝杆29与水平滑块26连接，带动水平滑块26沿一对水平导轨25左右移动。所述的垂直电机24和水平电机27分别与计算机控制系统电连接，通过在计算机控制系统中输入施加载荷来实现电机的运动控制。所述的水平滑块26上还设有一连接板261，所述的连接板261在高度方向的下端端面安装所述的力监测机构3。在本实施例中，所述的力监测机构3为三轴力传感器。
[0018]请继续参阅图1，所述的试验机在一定的接触压力下，通过振动台6的振动频率与幅值来控制微动摩擦的位移幅值及频率。本实用新型的摩擦副可以采用球-盘接触、销-盘接触以及四球滚动接触等微动摩擦方式，在本实施例中，采用了球-盘接触的摩擦方式，所述的上夹具4夹持的上试样7为球形试样，所述的下夹具5夹持的下试样8为平面试样。实验前，首先安装摩擦对；接着由计算机控制系统控制所述的力加载机构2中的水平电机27进行定位，再通过所述的垂直电机24施加载荷，此处的载荷可以是定载荷也可以是线性变载荷。所述的力监测机构3由计算机控制得出切向应力Ft、法向载荷N以及摩擦系数f的曲线关系，其中摩擦系数f为切向应力Ft和法向载荷N的比值；最后，运行振动台6开始试验，所述的振动台6的振动曲线可以通过计算机控制，实现垂直、水平正弦运动，根据振动台6的振动谱线得出位移d，由此还可以得出切向应力Ft与位移d的变化曲线。实验结束时先停止振动台6，然后释放载荷，卸载上试样7和下试样8，上试样7的卸载应通过卸载上夹具4来实现，以防在直接取上试样7时用力过大，超过三轴力传感器的量程，导致三轴力传感器失效，影响试验精准度。本实用新型提及的计算机控制系统与垂直电机24、水平电机27、力监测机构3以及振动台6之间的连接应用，属于现有技术，省略赘述。
【主权项】
1.一种基于振动台的微动摩擦磨损试验机，其特点是:包括台座(I)、力加载机构(2)、力监测机构(3)、上夹具(4)、下夹具(5)以及振动台(6)，所述的力加载机构(2)固定在所述的台座(I)上，所述的力监测机构(3)设置在所述的力加载机构(2)上，所述的上夹具(4)与所述的力监测机构(3)连接安装，用于夹持上试样(7)，所述的下夹具(5)与所述的上夹具(4)配合，用于夹持下试样(8)，所述的振动台(6)安装在台座(I)上，用于支撑下夹具(5)。
2.根据权利要求1所述的一种基于振动台的微动摩擦磨损试验机，其特征在于所述的力加载机构(2)包括支架(21)、垂直导轨(22)、垂直滑块(23)、垂直电机(24)、水平导轨(25)、水平滑块(26)以及水平电机(27)，所述的支架(21)固定安装在所述的台座(I)上，所述的垂直导轨(22)有一对，彼此平行的并且以纵向状态安装在所述的支架(21)上，所述的垂直滑块(23)与一对垂直导轨(22)滑配，所述的垂直电机(24)安装在支架(21)高度方向的顶部，垂直电机(24)的输出轴通过一垂直丝杆(28)与垂直滑块(23)连接，带动垂直滑块(23)沿一对垂直滑轨(22)上下移动；所述的水平导轨(25)有一对，彼此平行的并且以水平状态安装在所述的垂直滑块(23)上，所述的水平滑块(26)与一对水平导轨(25)滑配，所述的水平电机(27)安装在垂直滑块(24)长度方向的一端端部，水平电机(27)的输出端通过一水平丝杆(29)与水平滑块(26)连接，带动水平滑块(26)沿一对水平导轨(25)左右移动。
3.根据权利要求2所述的一种基于振动台的微动摩擦磨损试验机，其特征在于所述的水平滑块(26)上还设有一连接板(261)，所述的连接板(261)在高度方向的下端端面安装所述的力监测机构(3)。
4.根据权利要求3所述的一种基于振动台的微动摩擦磨损试验机，其特征在于所述的力监测机构(3)为三轴力传感器。
5.根据权利要求1所述的一种基于振动台的微动摩擦磨损试验机，其特征在于所述的上夹具(4)与所述的力监测机构(3)螺纹连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于振动台的微动摩擦磨损试验机，其特征在于所述的上夹具(4)夹持的上试样(7)为球形试样；所述的下夹具(5)夹持的下试样(8)为平面试样。
7.根据权利要求1所述的一种基于振动台的微动摩擦磨损试验机，其特征在于所述的下夹具(5)与所述的振动台(6)螺纹连接。
【专利摘要】一种基于振动台的微动摩擦磨损试验机，属于摩擦磨损测试装置技术领域。包括台座、力加载机构、力监测机构、上夹具、下夹具以及振动台，所述的力加载机构固定在所述的台座上，所述的力监测机构设置在所述的力加载机构上，所述的上夹具与所述的力监测机构连接安装，用于夹持上试样，所述的下夹具与所述的上夹具配合，用于夹持下试样，所述的振动台安装在台座上，用于支撑下夹具。优点：能解决不同磨损时刻位移量不同的问题，通过设置振动台的振动曲线，能实现垂直、水平正弦运动，从而能适用于滚动、滑动或滑滚复合运动的微动摩擦磨损试验；另外，所述的力加载机构传动直接、稳定，可保证摩擦力值的准确性。
【IPC分类】G01N3-56
【公开号】CN204346854
【申请号】CN201520025883
【发明人】许文文, 林化清, 郭兰中
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月14日