一种双面滑动多功能摩擦材料试验机的制作方法

本发明属于摩擦材料试验机领域，更具体地，涉及一种双面滑动多功能摩擦材料试验机。

背景技术：

摩擦材料是桥梁及建筑隔震装置的核心部件，其摩擦性能直接关系到隔震装置的整体性能，主要是通过摩擦试验机对待测材料与滑板进行往复滑动摩擦来获得测试材料的初始静摩擦系数、平均动摩擦系数以及磨耗率等摩擦性能参数。

目前，已有的滑动摩擦磨损试验设备大多采用盘式旋转摩擦方式，如球—盘式、销—盘式和环—块式摩擦试验装置。该类试验装置主要通过旋转的摩擦盘与固定的摩擦头发生旋转滑动，从而测出摩擦盘的摩擦系数，这与隔震装置的滑动摩擦方式有很大区别，所测摩擦性能参数不能科学合理地作为隔震装置的设计依据；其次，该类试验装置的竖向加载能力小，摩擦盘转动时平行度稳定性差，缺少相应的温度调节装置，无法满足摩擦材料进行不同面压、速度以及温度等地震工况条件下的摩擦性能试验要求。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种双面滑动多功能摩擦材料试验机，本发明的多功能摩擦材料试验机，采用双面往复滑动摩擦方式，一次试验同时测试两块摩擦材料试样，所测数据为两块试样的平均值，测试结果更精确。

为实现上述目的，本发明提供一种双面滑动多功能摩擦材料试验机，包括机架、液压系统、滑动组件及温度调节系统，其中，

所述液压系统包括竖向油缸、法兰盘、竖向压力传感器、竖向位移传感器、水平油缸、连接杆、水平压力传感器、水平位移传感器和伺服阀块，所述竖向油缸设置在所述机架的顶板上，所述竖向油缸内部设置有所述竖向位移传感器，所述竖向油缸的活塞端部通过所述法兰盘与所述竖向压力传感器连接，所述水平油缸设置在所述机架的横梁上，所述水平油缸的末端通过支撑架与所述机架的底座固定，所述水平油缸内部设置有所述水平位移传感器，所述水平油缸活塞端部与所述水平压力传感器的一端连接，所述水平压力传感器的另一端通过螺纹与所述连接杆固定，所述伺服阀块通过液压油管连接泵站为所述竖向油缸和水平油缸提供动力；

所述滑动组件设置在所述机架底座板的上端面上，包括滑动台、滑块、导向机构、第一滑板、第二滑板、第一试验工装和第二试验工装，所述滑动台下端通过螺钉固定在所述机架的底座上端面上，所述导向机构固定在所述滑动台上端面两侧，所述第一滑板和第二滑板分别嵌入所述滑块上下两个表面的方形凹槽内，且均高出滑块的外表面，所述第一试样工装通过螺纹固定在所述滑动台的上端面上，所述第二试样工装通过螺纹与所述竖向压力传感器的另一端相接，第一摩擦材料试样嵌入所述第一试样工装的凹槽内，第二摩擦材料试样嵌入所述第二试样工装的凹槽内，并与所述第一滑板和第二滑板的表面接触；

所述温度调节系统包括测温热电偶，用于实时监测所述滑板的温度，进而实现对摩擦材料的温度控制。

进一步地，所述滑块的内部设有回流腔，四周外侧安装有保温板，所述滑块内部骨架的上端和下端各设置有一个测温孔，所述滑块的一端设有回流管接口。

进一步地，所述温度调节系统还包括加热制冷循环器、回流软管和测温热电偶，所述加热制冷循环器通过所述回流软管与所述回流管接口连接，构成回流管路，所述测温热电偶分别置入所述两个测温孔中。

进一步地，所述滑块的另一端设置有双耳板，通过销轴与所述连接杆杆端的关节轴承铰接。

进一步地，所述导向机构上设置有定滑轮，分别与所述滑块的左右两侧表面接触，确保滑块沿轴向前后水平运动。

进一步地，所述导向机构焊接在所述滑动台上。

进一步地，所述第一滑板和第二滑板的外形尺寸相同。

进一步地，所述第一摩擦材料试样和第二摩擦材料试样的外形尺寸相同。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本发明的多功能摩擦材料试验机，采用双面往复滑动摩擦方式，一次试验同时测试两块摩擦材料试样，所测数据为两块试样的平均值，测试结果更精确。

(2)本发明的多功能摩擦材料试验机，通过竖向油缸调节摩擦材料所承受的面压力，通过水平油缸实现摩擦材料的往复滑动摩擦，通过温度调节系统调节摩擦材料的试验温度，可实现摩擦材料在不同面压、速度以及温度等工况条件下的摩擦性能试验。

附图说明

图1是本发明实施例一种双面滑动多功能摩擦材料试验机结构示意图；

图2是本发明实施例一种双面滑动多功能摩擦材料试验机的滑动组件分解示意图；

图3是本发明实施例一种双面滑动多功能摩擦材料试验机中的滑块剖面结构示意图。

所有附图中，同一个附图标记表示相同的结构与零件，其中：1-机架、2-竖向油缸、3-水平油缸、4-横梁、5-支撑架、6-法兰盘、7-竖向压力传感器、8-第二试样工装、9-第二摩擦材料试样、10-第二滑板、11-滑块、12-回流管接口、13-第一滑板、14-第一摩擦材料试样、15-导向机构、16-第一试样工装、17-滑动台、18-销轴、19-连接杆、20-水平压力传感器、21-双耳板、22-保温板、23-回流腔、24-测温孔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1是本发明实施例一种双面滑动多功能摩擦材料试验机结构示意图。图2是本发明实施例一种双面滑动多功能摩擦材料试验机的滑动组件分解示意图。如图1和图2所示，该摩擦材料试验机包括机架1、液压系统、滑动组件、温度调节系统、以及计算机控制系统。

如图2所示，液压系统包括竖向油缸2、法兰盘6、竖向压力传感器7、竖向位移传感器、水平油缸3、连接杆19、水平压力传感器20、水平位移传感器和伺服阀块。竖向油缸2内部设有竖向位移传感器，竖向油缸2设置在机架1的顶板上，竖向油缸2活塞的端部通过法兰盘6与竖向压力传感器7连接；水平油缸3内部安装有水平位移传感器，水平油缸3设置在所述机架横梁4上，水平油缸3末端通过支撑架5与所述机架1的底座固定，水平油缸3活塞端部与水平压力传感器20的一端连接，水平压力传感器20的另一端通过螺纹固定连接杆19，连接杆19的杆端端部设置有关节轴承，伺服阀块通过液压油管连接泵站为所述竖向油缸2和水平油缸3提供动力。

如图2所示，滑动组件设置在所述机架1的底座上，包括滑动台17、滑块11、导向机构15、第一滑板13、第二滑板10、第一摩擦材料试样14、第二摩擦材料试样9、第一试样工装16、第二试样工装8，滑动台17下端通过螺钉固定在所述机架1的底座上端面上，第一试样工装16通过螺钉固定在所述滑动台17的上端面上，导向机构15焊接在所述滑动台17上端面两侧，第二试样工装8通过螺纹与所述竖向压力传感器7的另一端相接，所述第一滑板13和第二滑板10分别嵌入所述滑块11上下两个表面的方形凹槽内，且其上表面均高出滑块11的外表面，第一摩擦材料试样14和第二摩擦材料试样9分别嵌入所述第一试样工装16和第二试样工装8的圆形凹槽内，并与第一滑板13和第二滑板10的上表面接触。

所述导向机构15上还设置有定滑轮，分别与所述滑块11左右侧面接触，确保滑块11沿轴向前后水平运动。

图3是本发明实施例一种双面滑动多功能摩擦材料试验机中的滑块剖面结构示意图。如图3所示，滑块11的前端设置有双耳板21，通过销轴18与所述连接杆19杆端的关节轴承铰接。

如图3所示，所述滑块11的末端设置有两个回流管接口12，与所述滑块11内部的回流腔23连通，所述滑块11四周外侧安装有保温板22，起到隔热保温作用，所述滑块11内部骨架的上端和下端各设置有一个测温孔24，用于承接测温热电偶。

在发明的优选实施例中，所述第一滑板13和第二滑板10均选择为镜面不锈钢板，且外形尺寸相同，镜面一侧朝外。

在发明的优选实施例中，所述第一摩擦材料试样14和第二摩擦材料试样9的外形尺寸相同，均为φ100×7mm，第一试样工装16和第二试样工装8的圆形凹槽尺寸均为直径深度4mm。

在本发明的优选实施例中，所述温度调节系统用于实现对滑动组件的温度调节，包括加热制冷循环器、回流软管和测温热电偶，所述加热制冷循环器为外置式，通过所述回流软管与所述滑块11末端的回流管接口12连接，所述测温热电偶分别置入所述滑块11上的两个测温孔24中，实时监测滑块11两侧不锈钢滑板的温度。

在本发明的优选实施例中，所述计算机控制系统用于控制所述竖向油缸2和所述水平油缸3的运动，并与所述温度调节系统实现联动，能实时采集所述竖向压力传感器7、水平压力传感器20、竖向位移传感器、水平位移传感器以及测温热电偶的信号。

本发明的多功能摩擦材料试验机，采用双面往复滑动摩擦方式，一次试验同时测试两块摩擦材料试样，所测数据为两块试样的平均值，测试结果更精确。

本发明的多功能摩擦材料试验机，通过竖向油缸调节摩擦材料所承受的面压力，通过水平油缸实现摩擦材料的往复滑动摩擦，通过温度调节系统调节摩擦材料的试验温度，可实现摩擦材料在不同面压、速度以及温度等工况条件下的摩擦性能试验。

本领域的技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。