一种盘盘摩擦副摩擦磨损试验台的制作方法

本发明属摩擦磨损测试的技术领域，具体涉及一种盘盘摩擦副摩擦磨损试验台。

背景技术：

在当今时代下，由于大多数摩擦摩擦磨损试验台都基于球盘摩擦副、往复运动摩擦副以及环块摩擦副设计结构和功能，在很大程度上忽视了盘盘摩擦这类摩擦方式在实际中对工程的影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种盘盘摩擦副摩擦磨损试验台，以解决或改善上述问题。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种盘盘摩擦副摩擦磨损试验台，其包括基座、三向滑移定位加载装置、液池和主驱动变速电机；

三向滑移定位加载装置包括通过升降滑移导轨固定于基座上的升降滑移块；位于升降滑移块的下端固接与竖直滑移块配合连接的竖直滑移导轨；竖直滑移块底部的燕尾槽通过横向滑移导轨与过渡连接块活动连接；过渡连接块底部依次与压力传感器和横向滑移块固接；横向滑移块底部通过缓冲弹簧依次与夹持件、连接夹头和加载圆盘连接；位于加载圆盘的上端套设扭矩传感器，其下端与位于液池内的被测对象接触连接；

主驱动变速电机固定于基座底部内，主驱动变速电机通过第一锥齿轮和第二锥齿轮相啮合实现与旋转主轴连接；旋转主轴顶部与用于容置被测对象的液池连接。

优选地，基座呈l型，三向滑移定位加载装置固定于l型基座内侧。

优选地，转动主轴穿过基座并通过推力滚子轴承与液池连接。

优选地，沿液池外围套设一低温模块或高温模块；低温模块和高温模块上均设置半覆盖板。

优选地，沿液池外围套设一高温模块；高温模块内缠绕有若干圈用于加热的电阻丝，高温模块外设有与电阻丝电连接的数据线插座。

优选地，沿液池外围套设一低温模块；低温模块内开设用于注入冷媒介质的螺旋通道；低温模块外部开设两个分别与螺旋通道首尾相连通的通孔。

优选地，液池内从上至下开设有至少三个台阶。

优选地，伺服驱动电机内置伺服驱动器；伺服驱动器、压力传感器和扭矩传感器均与计算机电信号连接。

优选地，基座上安装有与升降滑移块配合的伺服驱动电机；升降滑移块上安装有与竖直滑移块配合的伺服驱动电机；竖直滑移块上安装有与横向滑移块配合的伺服驱动电机；三个伺服驱动电机均通过滚珠丝杆与丝杠螺母的配合分别与升降滑移块、竖直滑移块和横向滑移块动力连接。

优选地，位于升降滑移块中的伺服驱动电机上的滚珠丝杆依次穿过过渡连接块和横向滑移块，并通过丝杠螺母固定于横向滑移块内。

本发明提供的盘盘摩擦副摩擦磨损试验台，具有以下有益效果：

本发明针对现有盘盘摩擦副试验台缺失的基础上，设计出可以模拟常温、高温和低温的盘盘摩擦副摩擦磨损试验台，用以测得盘盘摩擦方式下被测对象在高温和低温条件下的摩擦磨损状况。

附图说明

图1为盘盘摩擦副摩擦磨损试验台常温结构图。

图2为盘盘摩擦副摩擦磨损试验台高温结构图。

图3为盘盘摩擦副摩擦磨损试验台高温模块剖视图。

图4为盘盘摩擦副摩擦磨损试验台高温模块结构图。

图5为盘盘摩擦副摩擦磨损试验台低温结构图。

图6为盘盘摩擦副摩擦磨损试验台低温模块侧视图。

图7为盘盘摩擦副摩擦磨损试验台低温模块纵剖图。

图8为盘盘摩擦副摩擦磨损试验台低温模块横剖图。

图9为盘盘摩擦副摩擦磨损试验台三向滑移定位加载装置结构图。

图10为盘盘摩擦副摩擦磨损试验台主驱动变速电机结构图。

图11为盘盘摩擦副摩擦磨损试验台高温模块下液池结构图。

图12为盘盘摩擦副摩擦磨损试验台主驱动变速电机侧视图。

图13为盘盘摩擦副摩擦磨损试验台升降滑移块结构图。

图14为盘盘摩擦副摩擦磨损试验台竖直滑移块结构图。

图15为盘盘摩擦副摩擦磨损试验台液池结构图。

图16为盘盘摩擦副摩擦磨损试验台剖视图。

图17为盘盘摩擦副摩擦磨损试验台立体图。

图18为盘盘摩擦副摩擦磨损试验台信号反馈图。

其中，1、基座；2、三向滑移定位加载装置；3、被测对象；4、定位盘；5、高温模块；51、电阻丝；52、数据线插座；6、低温模块；61、通孔；62、螺旋通道；7、伺服驱动电机；8、竖直滑移导轨；9、升降滑移块；10、升降滚珠丝杆；11、夹持件；12、连接夹头；13、加载圆盘；14、竖直滑移块；15、横向滑移块；16、压力传感器；17、缓冲弹簧；18、扭矩传感器；19、液池；191、台阶；20、旋转主轴；21、第二锥齿轮；22、第一锥齿轮；23、推力滚子轴承；24、主驱动变速电机；25、半覆盖板；26、升降滑移导轨；27、丝杠螺母；28、过渡连接块；29、横向滑移导轨；30、燕尾槽。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

根据本申请的一个实施例，参考图1，本方案的盘盘摩擦副摩擦磨损试验台，包括基座1、三向滑移定位加载装置2、液池19和主驱动变速电机24。

其中，基座1呈l型，三向滑移定位加载装置2固定于l型基座1内侧，基座1上固定有升降滑移导轨26。

参考图9，三向滑移定位加载装置2包括升降滑移块9、竖直滑移块14和横向滑移块15。

参考图13，升降滑移块9上的燕尾槽30卡入升降滑移导轨26上，实现升降滑移块9在基座1上的导向和固定。位于升降滑移块9的底面设置有用于与竖直滑移块14配合连接的竖直滑移导轨8。

参考图14，竖直滑移块14底部的燕尾槽30通过横向滑移导轨29与过渡连接块28活动连接，竖直滑移块14底部的燕尾槽30通过横向滑移导轨29与过渡连接块28活动连接；过渡连接块28底部依次与压力传感器16和横向滑移块15固接；横向滑移块15底部通过缓冲弹簧17依次与夹持件11、连接夹头12和加载圆盘13连接；位于加载圆盘13的上端套设扭矩传感器18，其下端与位于液池19内的被测对象3接触连接。

其中，缓冲弹簧17位于横向滑移块15与由夹持件11、连接夹头12和加载圆盘13构成的加载部分之间，在加载装置因为被测试件表面粗糙度和波纹度影响而发生上下瞬时微小位移时，缓冲弹簧17能有效的减小因瞬时微小位移带来的压力突变对压力传感器16的冲击，一方面降低加载力波动的加速度，另一方面避免压力传感器16在过大的瞬时冲击加速度下损坏。

参考图17，位于升降滑移块9中的伺服驱动电机7上的滚珠丝杆依次穿过过渡连接块28和横向滑移块15，并通过丝杠螺母27固定于横向滑移块15内。因此在横向滑移块15内的伺服驱动电机7的作用下，横向滑移块15、过渡连接块28和压力传感器16将会沿横向滑移导轨29一起左右滑移。

三向滑移定位加载装置2的工作流程为：

升降滑移块9通过固接在基体上的升降滑移导轨26实现在基座1上的导向和固定，并在伺服驱动电机7的控制下上下滑移，在升降滑移块9的下面固接有竖直滑移导轨8，竖直滑移块14通过竖直滑移导轨8在导向和固定，并在伺服驱动电机7的控制下在升降滑移块9上竖直滑移(此处的竖直方向特指9中，垂直于纸内方向，包括面向纸面和背向纸面两个方向)。

过渡连接块28上存在有横向滑移导轨29，其与竖直滑移块14下面的燕尾槽30配合，产生固定和导向的效果。升降滑移块9上的升降滚珠丝杆10穿过横向滑移块15并与其内部的丝杠螺母27螺旋配合，且过渡连接块28、压力传感器16和横向滑移块15之间已经固连在一起，因此在伺服驱动电机7的控制下，连接块、压力传感器16和横向滑移块15均会沿横向滑移导轨29一起左右滑移。

参考图10和图12，其中，基座1上安装有与升降滑移块9配合的伺服驱动电机7；升降滑移块9上安装有与竖直滑移块14配合的伺服驱动电机7；竖直滑移块14上安装有与横向滑移块15配合的伺服驱动电机7；三个伺服驱动电机7均通过滚珠丝杆与丝杠螺母27的配合分别与升降滑移块9、竖直滑移块14和横向滑移块15动力连接。

伺服驱动电机7内置伺服驱动器；伺服驱动器、压力传感器16和扭矩传感器18均与计算机电信号连接。

其中，伺服驱动电机为1ft7伺服电机，扭矩传感器18为wtq98b静态扭矩传感器，压力传感器为pts402高精度应变式压力传感器。

参考图18，计算机、伺服驱动器、伺服驱动电机7转子和压力传感器16构成一个信号的负反馈。即通过压力传感器16采集当前压力值，并将该压力值传送至计算机内，计算机进一步控制伺服驱动器和三个伺服驱动电机7的输出功率，进而改变调整当前的压力值，压力传感器16随之继续采集压力值信号，故而构成一个信号的反馈回路。

主驱动变速电机24固定于基座1底部内，主驱动变速电机24通过第一锥齿轮22和第二锥齿轮21相啮合实现与旋转主轴20连接；旋转主轴20顶部与用于容置被测对象3的液池19连接。

参考图11和图15，其中，转动主轴穿过基座1并通过推力滚子轴承23与液池连接。沿液池19外围套设一低温模块6或高温模块5；低温模块6和高温模块5上均设置半覆盖板25。液池19内从上至下开设有至少三个台阶191。

参考图2、图3和图4，根据本申请的一个实施例，沿液池19外围套设一高温模块5，高温模块5内缠绕有若干圈用于加热的电阻丝51，高温模块5外设有与电阻丝51电连接的数据线插座52。将数据线通电并插入数据线插座52内，电阻丝51升温，并将热量传递至液池19，进而模拟高温环境。其中，本发明的高温温度可根据实际需求而定，并不局限于某个固定温度值。

参考图5-图8，根据本申请的一个实施例，沿液池19外围套设一低温模块6，低温模块6内开设用于注入冷媒介质的螺旋通道62，低温模块6外部开设两个分别与螺旋通道62首尾相连通的通孔61。将冷媒介质注入螺旋通道62内，基于热传递原理，液池19温度逐渐下降，用于模拟低温环境。其中，本发明的低温温度可根据实际需求而定，并不局限于某个固定温度值。

参考图16和图17，本发明在常温、高温和低温环境下的工作原理为：

主驱动变速电机24转动带动第一锥齿轮22转动，由于齿轮啮合，进而带动第二锥齿轮21转动，受键锁定，旋转主轴20穿过基座1上的开孔和推力滚子轴承23并通过键和液池连接在一起。

液池外围在没有高温模块5和低温模块6时，用于模拟常温下的试验。

液池19外围被高温模块5包围时，用于模拟高温环境下的试验，当加载圆盘13施压在被测对象3上之后，在高温模块5上表面盖上半覆盖板25，以保证热能不会散失。

液池19外围被低温模块6包围时，用于模拟低温环境下的试验，当加载圆盘13施压在被测对象3上之后，在低温模块6上表面盖上半覆盖板25，以保证热能不会散失。

其中，高温模块5的热能产生通过外接电源，使得内部缠绕的的电阻丝51发热，进而使得腔体内升温；低温模块6则是通过外加的制冷器械，把冷媒介质沿通孔61不断地导入该模块内部的螺旋通道62中，实现制冷效果。

在加载部分，通过三向滑移定位加载装置2将加载圆盘13底端与液池19内的被测对象3接触，施加于被测对象3上的压力由压力传感器16采集监测。

其中，加载圆盘13和被测对象3之间的摩擦力通过安装在夹持件11下方的扭矩传感器18测得，并将检测得到的摩擦力传送至计算机内。

本发明针对现有盘盘摩擦副试验台缺失的基础上，设计出可以模拟常温、高温和低温的盘盘摩擦副摩擦磨损试验台，用以测得盘盘摩擦方式下被测对象3在高温和低温条件下的摩擦磨损状况。

虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。