环块式摩擦磨损试验的湿度腔装置的制作方法

本发明涉及环境湿度对摩擦磨损性能试验的技术领域，尤其涉及一种环块式摩擦磨损性能试验的湿度腔装置。

背景技术：

研究湿度环境对摩擦磨损性能的影响通常需要借助安装有湿度腔装置的摩擦磨损性能试验机进行实验。目前，环块式摩擦磨损试验的湿度腔装置由于结构设计缺陷而导致一些问题出现，如湿度腔密封性较差，湿度腔中的湿度变化无法监测，加载压头运动受限，水滴在湿度腔内发生凝结后，无法及时排出等问题，这些问题大大地影响试验结果，甚至无法完成湿度环境下的环块式摩擦磨损试验。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种环块式摩擦磨损试验的湿度腔装置，可用于摩擦磨损试验机的环块模块，湿度腔封闭性好，试验结果准确可靠。

根据本发明实施例的环块式摩擦磨损试验的湿度腔装置，包括：

湿度腔主体，所述湿度腔主体限定出湿度腔，所述湿度腔主体上侧设有与所述湿度腔连通的上开孔；

密封罩组件，所述密封罩组件罩设于所述上开孔并与所述湿度腔主体密封连接；

加载压头，所述加载压头的上端固定在所述密封罩组件的内侧面上且下端从所述上开孔伸入所述湿度腔中，所述加载压头可上下和水平移动；

测力传感器，所述测力传感器设置在所述密封罩组件的外侧面上且位于所述加载压头的上方，用于测量施加在所述加载压头上的加载力；

湿度传感器，所述湿度传感器安装在所述湿度腔主体上，用于测量所述湿度腔内的湿度；

旋转台，所述旋转台位于所述加载压头的下方且可旋转地设置在所述湿度腔中，所述旋转台的轴向沿前后方向延伸；

试件环，所述试件环同轴套固在所述旋转台的外周面上，以使所述试件环随所述旋转台同步旋转；

试件块，所述试件块位于所述加载压头与所述试件环之间，当所述试件环旋转运动时，所述试件环与在所述加载压头作用下的所述试件块之间发生摩擦。

根据本发明实施例的环块式摩擦磨损试验的湿度腔装置，通过旋转台、试件环、试件块及加载压头形成环块式摩擦磨损试验结构，可用于摩擦磨损试验机的环块模块，为开展试验提供良好的保证。通过设置密封罩组件，使得湿度腔具有较好的封闭性，能够与周边环境有效隔离，保证摩擦磨损试验时的湿度腔内的湿度及压强稳定；通过设置湿度传感器，可以清楚准确地获知摩擦磨损试验时的湿度腔中的湿度值；通过设置测力传感器，可以方便准确地获知加载载荷值，有利于试验结果准确可靠。

根据本发明的一个实施例，所述密封罩组件包括密封罩本体、夹具套和上端盖，所述密封罩本体顶部和底部分别设有顶罩口和底罩口，所述夹具套密封所述顶罩口，所述加载压头的上端固定在所述夹具套的内侧面上，所述密封罩本体的所述底罩口与所述上开孔连通且所述密封罩本体的下端通过所述上端盖与所述湿度腔主体密封连接。

根据本发明进一步的实施例，所述夹具套包括顶板和自所述顶板的周边向下延伸的围板，所述围板的下周部与所述密封罩本体的所述顶罩口的周部通过第一密封圈密封连接，所述加载压头的上端固定在所述顶板的内侧面上。

根据本发明进一步的实施例，所述上端盖包括上下同轴相连的第一环体和第二环体，所述第一环体通过第二密封圈与所述密封罩本体的所述底罩口的周部密封连接，所述第二环体的外周面与所述上开孔的内周面密封配合，所述加载压头穿过所述第一环体和所述第二环体。

根据本发明再进一步的实施例，所述第一环体的外径尺寸大于所述第二环体的外径尺寸，以使所述第一环体的下底面抵靠在所述湿度腔主体的外表面上。

根据本发明进一步的实施例，所述密封罩本体为柔性密封罩。

根据本发明再进一步的实施例，所述密封罩本体为pa薄膜制成。

根据本发明的一些实施例，还包括缓冲片，所述缓冲片设置在所述测力传感器与所述密封罩组件之间。

根据本发明的一些实施例，还包括电机组件，所述电机组件与所述旋转台相连，以驱动所述旋转台旋转。

根据本发明进一步的实施例，所述湿度腔主体的后端设有与所述湿度腔连通的后开孔，所述电机组件包括电机和与所述电机相连的转轴，所述电机固定在所述湿度腔主体的后端外侧面上并密封所述后开孔，所述转轴从所述后开孔伸入所述湿度腔，所述旋转凸台同轴密封套设在所述转轴上，并覆盖所述转轴伸入所述湿度腔的部分。

根据本发明再进一步的实施例，所述电机组件还包括电机安装盘，所述电机固定在所述电机安装盘的一面上，所述电机安装盘的相对另一面密封封堵于所述后开孔并与所述湿度腔主体的后端外侧面固定连接。

根据本发明的一些实施例，还包括前端盖，所述湿度腔主体的前端还设有前开孔，所述前端盖密封于所述前开孔。

根据本发明进一步的实施例，所述前端盖和所述湿度腔主体均采用聚甲基丙烯酸甲酯材料制成。

根据本发明的一些实施例，还包括块夹持器，所述块夹持器安装在所述湿度腔主体上，以限制所述试件块的前端和后端。

根据本发明的一些实施例，所述湿度腔主体上设有湿度传感器安装孔，所述湿度传感器安装在所述湿度传感器安装孔内。

根据本发明的一些实施例，所述湿度腔主体上设有用于连接湿度发生器的螺纹孔。

根据本发明的一些实施例，所述湿度腔主体的底部设有泄流装置。

根据本发明的一些实施例，所述泄流装置包括设置在所述湿度腔主体的底部的螺钉孔和与所述螺钉孔配合连接的螺钉。

根据本发明的一些实施例，所述湿度腔的内周面为圆弧面。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的环块式摩擦磨损试验的湿度腔装置的剖面示意图。

图2为本发明实施例的环块式摩擦磨损试验的湿度腔装置的主视图。

附图标记：

环块式摩擦磨损试验的湿度腔装置1000

湿度腔主体1湿度传感器安装孔101螺纹孔102

密封罩组件2

密封罩本体201夹具套202顶板2021围板2022第一密封圈203

上端盖204第一环体2041第二环体2042第二密封圈205

加载压头3

测力传感器4

旋转台5

试件环6

试件块7

缓冲片8

电机组件9电机901电机安装盘902

前端盖10

块夹持器11

螺钉12

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合图1至图2来描述根据本发明实施例的环块式摩擦磨损试验的湿度腔装置1000。

如图1和图2所示，根据本发明实施例的环块式摩擦磨损试验的湿度腔装置1000，包括湿度腔主体1、密封罩组件2、加载压头3、测力传感器4、旋转台5、试件环6和试件块7。其中，湿度腔主体1限定出湿度腔，湿度腔主体1上侧设有与湿度腔连通的上开孔；密封罩组件2罩设于上开孔并与湿度腔主体1密封连接；加载压头3的上端固定在密封罩组件2的内侧面上且下端从上开孔伸入湿度腔中，加载压头3可上下和水平移动；测力传感器4设置在密封罩组件2的外侧面上且位于加载压头3的上方，用于测量施加在加载压头3上的加载力；湿度传感器安装在湿度腔主体1上，用于测量湿度腔内的湿度；旋转台5位于加载压头3的下方且可旋转地设置在湿度腔中，旋转台5的轴向沿前后方向延伸；试件环6同轴套固在旋转台5的外周面上，以使试件环6随旋转台5同步旋转；试件块7位于加载压头3与试件环6之间，当试件环6旋转运动时，试件环6与在加载压头3作用下的试件块7之间发生摩擦。

具体而言，湿度腔主体1限定出湿度腔，主要是为摩擦磨损性能试验构建试验用的相对封闭的环境空间。湿度腔主体1上侧设有与湿度腔连通的上开孔，由此，可以方便加载压头3从上开孔的上方伸入湿度腔内，方便加载压头3可以上下方向及水平方向的移动。

密封罩组件2罩设于上开孔并与湿度腔主体1密封连接，也就是说，通过密封罩组件2将湿度腔主体1上的上开孔密封，使得湿度腔较为封闭，有利于摩擦磨损性能试验时湿度腔内的湿度及压强稳定，提高试验结果的准确率。

加载压头3的上端固定在密封罩组件2的内侧面上且下端从上开孔伸入湿度腔中，从而保证加载压头3处于较为封闭的湿度腔中。加载压头3可上下和水平移动，可以理解的是，加载压头3主要是将外部加载力传递给湿度腔中的试件块7，使得试件块7被挤压在旋转的试件环6的外周面上，以使试件环6与试件块7之间产生相对摩擦，当进行试验时，需要使加载压头3下移并紧贴在试件块7的上表面上，同时使得试件块7的下表面紧贴在试件环6的外周面上，实验过程中，需要依据实际需求调节压头的下压位置，因此，需要保证加载压头3可上下和水平移动。

测力传感器4设置在密封罩组件2的外侧面上，且测力传感器4位于加载压头3的上方，用于测量施加在加载压头3上的加载力。可以理解的是，通过密封罩组件2实现湿度腔和测力传感器4的隔离，避免高湿度环境影响测力传感器4的寿命。通过测力传感器4可以测量外部加载载荷的数据，有利于试验结果准确可靠。

湿度传感器安装在湿度腔主体1上，用于测量湿度腔的湿度，从而可以方便清楚准确地获知湿度腔中的湿度值，监测湿度腔内的湿度变化，有利于试验结果准确可靠。

旋转台5位于加载压头3的下方且可旋转地设置在湿度腔中，旋转台5的轴向沿前后方向延伸。

试件环6同轴套固在旋转台5的外周面上，以使试件环6随所旋转台5同步旋转，从而试验时可以使得试件环6相对于试件块7作相对摩擦运动。

试件块7位于加载压头3与试件环6之间，当试件环6旋转运动时，试件环6与在加载压头3作用下的试件块7之间发生摩擦，有利于摩擦磨损试验的顺利进行。

根据本发明实施例的环块式摩擦磨损试验的湿度腔装置1000，通过旋转台5、试件环6、试件块7及加载压头3形成环块式摩擦磨损试验结构，可用于摩擦磨损试验机的环块模块，为开展试验提供良好的保证。通过设置密封罩组件2，使得湿度腔具有较好的封闭性，能够与周边环境有效隔离，保证摩擦磨损试验时的湿度腔内的湿度及压强稳定；通过设置湿度传感器，可以清楚准确地获知摩擦磨损试验时的湿度腔中的湿度值；通过设置测力传感器4，可以方便准确地获知加载载荷值，有利于试验结果准确可靠。

根据本发明的一个实施例，密封罩组件2包括密封罩本体201夹具套202和上端盖204，密封罩本体201顶部和底部分别设有顶罩口和底罩口，夹具套202密封顶罩口，加载压头3的上端固定在夹具套202的内侧面上，密封罩本体201的底罩口与上开孔连通且密封罩本体201的下端通过上端盖204与湿度腔主体1密封连接。可以理解的是，密封罩组件2有密封罩本体201和夹具套202，密封罩本体201的下端与湿度腔主体1密封连接且上端与夹具套202密封连接，由此保证湿度腔具有较好的封闭性。加载压头3与夹具套202固定并通过密封罩组件2包裹到湿度腔中，实现密封。同时，夹具套202对密封罩本体201提供有效支撑，可以防止密封罩本体201触碰到加载压头3影响测量结果。

根据本发明进一步的实施例，夹具套202包括顶板2021和自顶板2021的周边向下延伸的围板2022，围板2022的下周部与密封罩本体201的顶罩口的周部通过第一密封圈203密封连接，加载压头3的上端固定在顶板2021的内侧面上。由此，夹具套202对密封罩本体201提供有效支撑，可以防止密封罩本体201触碰到加载压头3影响测量结果。同时，夹具套202的围板2022通过第一密封圈203与密封罩本体201的顶罩口的周部实现密封连接，拆装方便。

根据本发明进一步的实施例，上端盖204包括上下同轴相连的第一环体2041和第二环体2042，第一环体2041通过第二密封圈205与密封罩本体201的底罩口的周部密封连接，第二环体2042的外周面与上开孔的内周面密封配合，加载压头3可上下和水平移动地穿过第一环体2041和第二环体2042。可以理解的是，通过上端盖204将密封罩本体201与湿度腔主体1相连，其中，上端盖204的第一环体2041通过第二密封圈205与密封罩本体201的底罩口的周部密封连接，拆装方便，同时实现较好的密封状态，上端盖204的第二环体2042与上开孔的内周面密封配合，例如采用间隙配合h6/h5，拆装方便，同时实现较好的密封状态。

根据本发明再进一步的实施例，第一环体2041的外径尺寸大于第二环体2042的外径尺寸，以使第一环体2041的下底面抵靠在湿度腔主体1的外表面上，由此方便上端盖204定位安装。

根据本发明进一步的实施例，密封罩本体201为柔性密封罩。由此，摩擦磨损试验过程中，加载压头3可以在竖直方向和水平方向上移动。

根据本发明再进一步的实施例，密封罩本体201为pa薄膜制成。例如可以选用厚度20μm的pa薄膜制成。pa薄膜具有一定的柔性，加载压头3可以在竖直方向和水平方向上移动；pa薄膜透光率较高，便于观测加载压头3的具体位置；并且pa薄膜具有一定的吸水性，可以对已经凝结的水滴产生吸附作用，避免水滴落到测试区域。

根据本发明的一些实施例，还包括缓冲片8，缓冲片8设置在测力传感器4与密封罩组件2之间。通过设置缓冲片8，可以保护测力传感器4，同时，也方便了测力传感器4及密封罩组件2的安装连接。

根据本发明的一些实施例，还包括电机组件9，电机组件9与旋转台5相连，以驱动旋转台5旋转。

根据本发明进一步的实施例，湿度腔主体1的后端设有与湿度腔连通的后开孔，电机组件9包括电机91和与电机91相连的转轴，电机91固定在湿度腔主体1的后端外侧面上并密封后开孔，使湿度腔具有较好的密闭性，转轴从后开孔伸入湿度腔，旋转凸台同轴密封套设在转轴上，例如，旋转台5的内径与电机91转轴的外径之间存在0.2mm的间隙方式套设，并覆盖转轴伸入湿度腔的部分，由此，方便地实现了旋转台5将转轴的密封并且与转轴可靠连接，大大地降低了电机91转轴暴露在湿度腔中的面积。

根据本发明再进一步的实施例，电机组件9还包括电机安装盘902，电机91固定在电机安装盘902的一面上，电机安装盘902的相对另一面密封封堵于后开孔并与湿度腔主体1的后端外侧面固定连接。通过设置电机安装盘902，可以方便地将电机91安装到湿度腔主体1的后端外侧面上。

根据本发明的一些实施例，还包括前端盖10，湿度腔主体1的前端还设有前开孔，前端盖10密封于前开孔。具体地，前端盖10通过安装螺钉安装到湿度腔主体1上，可以快速更换湿度腔中的试件即试件块7和试件环6，前端盖10与湿度腔主体1间使用的配合为h8/g8间隙配合，同时配合面采用磨砂处理，提高湿度腔的密封性。

根据本发明进一步的实施例，前端盖10和湿度腔主体1均采用聚甲基丙烯酸甲酯材料制成。由于聚甲基丙烯酸甲酯为无色透明材料，具有很好的绝缘性、加工性和耐候性好、耐热性好、硬度高和不易变形等优点，可以提高湿度腔主体1的耐腐蚀性，减轻湿度腔主体1的重量，提高湿度腔主体1的整体透明性。

根据本发明的一些实施例，还包括块夹持器11，块夹持器11安装在湿度腔主体1上，以限制试件块7的前端和后端，避免试件块7在摩擦磨损试验中掉落。

可选的，块夹持器11可以采用如下安装方式，在湿度腔主体1和前端盖10的配合面的左侧和右侧分别加工出方向相反的u型槽；当湿度腔主体1和前端盖10正确安装时，湿度腔主体1的左侧的u型槽和前端盖10主体的左侧的u型槽拼接成圆孔实现对块夹持器11的左侧的圆轴密封；湿度腔主体1的右侧的u型槽和前端盖10主体的右侧的u型槽拼接成圆孔实现对块夹持器11右侧的圆轴密封。由此，拆装方便。

根据本发明的一些实施例，湿度腔主体1上设有湿度传感器安装孔101，湿度传感器安装在湿度传感器安装孔101内，安装方便。

根据本发明的一些实施例，湿度腔主体1上设有用于连接湿度发生器的螺纹孔102，通过该螺纹孔102，可以方便外接湿度发生器，以便于调节湿度腔中的湿度状况。

根据本发明的一些实施例，湿度腔主体1的底部设有泄流装置。通过设置泄流装置，可方便地将湿度腔中积蓄的大量的水排出。

根据本发明进一步的实施例，泄流装置包括设置在湿度腔主体1的底部的螺钉孔和与螺钉孔配合连接的螺钉12。当湿度腔内积蓄了大量的水时，可将螺钉12旋出，将水从螺钉孔排出湿度腔。该泄流装置结构简单，操作方便。

根据本发明进一步的实施例，湿度腔的内周面为圆弧面，可以防止试验过程中凝结的水滴干扰试验结果，将产生的水滴进行收集并通过泄流阀将水排出湿度腔。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。