一种具有多种加热模式的高温轴-瓦摩擦磨损试验机的制作方法

本发明涉及摩擦磨损检测，尤其涉及一种具有多种加热模式的高温轴-瓦摩擦磨损试验机。

背景技术：

1、机械设备中运动构件的摩擦、磨损与润滑一直是影响机械系统稳定性和使用寿命的主要因素。当前较大部分核电设备中重要构件的工作环境均是高温、水环境，而现有技术中，用于测试材料水环境下高温摩擦试验设备结构复杂、价格昂贵，且摩擦磨损测定方法对高温、水环境工况不适用，导致各中小科研机构研发成本过高。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种与实际工况更贴近、误差小的具有多种加热模式的高温轴-瓦摩擦磨损试验机。

2、为解决上述问题，本发明所述的一种具有多种加热模式的高温轴-瓦摩擦磨损试验机，其特征在于：该试验机包括固定在上板上的往复伺服电缸和加载系统、与所述加载系统相连的瓦试样夹持系统和测力传感器、带水箱盖板和水泵的水箱以及与控柜面板相连的控制采集处理系统；所述往复伺服电缸连接轴工装，该轴工装连接轴试样；所述水箱和所述轴试样内分别设有加热棒；所述加载系统由杠杆组件、调平组件和滑台瓦组件相互连接构成；所述杠杆组件包括对称设在所述上板底部两端的一对滑台杠杆支座以及与每个所述滑台杠杆支座相连的杠杆；每个所述滑台杠杆支座的中部与一个所述调平组件交叉连接，下端与所述杠杆连接；每个所述滑台杠杆支座的内侧上部设有一个所述测力传感器；每个所述调平组件的侧面固定于所述滑台杠杆支座上，一端固定安装有滑台导座；所述滑台杠杆支座的内侧下部与所述滑台导座的上部之间设有交叉滚子导轨；每个所述滑台瓦组件包括嵌套在所述滑台导座下端的不锈钢直线轴承和嵌套在所述不锈钢直线轴承内的瓦下工装导轴；所述瓦下工装导轴通过螺纹连接内丝正牙，该内丝正牙的一端与所述瓦下工装导轴链接，另一端连接所述瓦试样夹持系统；所述瓦试样夹持系统与所述轴试样贴合；所述轴试样、所述滑台导座、所述杠杆的下部均穿过所述水箱盖板伸入所述水箱内；所述控制采集处理系统分别与所述往复伺服电缸、测力传感器、水泵相连。

3、所述往复伺服电缸的电缸推杆与所述轴工装的上侧连接。

4、所述轴工装的下侧设有拆卸工装，底部与所述轴试样相连，该轴工装的中心位置开设安装所述加热棒的安装孔ⅰ。

5、所述滑台杠杆支座的上端与所述上板通过螺栓连接在一起。

6、所述杠杆的一端连接加载砝码，另一端上侧与所述滑台杠杆支座相连，下侧与所述瓦下工装导轴的中心接触。

7、所述调平组件与所述滑台杠杆支座之间、所述杠杆与所述滑台杠杆支座之间、所述调平组件与所述滑台导座之间、所述杠杆与所述瓦下工装导轴之间均通过轴承转轴组件相连。

8、所述调平组件的一端通过所述轴承转轴组件连接于所述滑台导座的上端。

9、所述测力传感器通过轴承座固定于所述滑台杠杆支座上，该测力传感器通过滑台导座与不锈钢直线轴承连接，瓦下工装导轴穿过所述不锈钢直线轴承与所述瓦试样夹持系统中的瓦试样刚性连接。

10、所述调平组件由滑动连接在一起的调平杆与配重块组成。

11、所述杠杆呈t型或l型，一端为施力点，另一端上侧为固定点。

12、所述轴承转轴组件包括转轴和对称安装在所述转轴上的一对轴承；所述转轴与所述轴承相接处设有轴承垫片。

13、所述水箱盖板分为前后两部分，且开设安装所述加热棒的安装孔ⅱ。

14、所述瓦试样夹持系统由瓦下工装和瓦上工装组成；所述瓦下工装与所述瓦上工装的中间装夹有瓦试样，该瓦试样与所述轴试样贴合接触。

15、本发明与现有技术相比具有以下优点：

16、1、本发明中加载系统采用杠杆原理，通过砝码，将固定载荷施加于试样，原理简单，不受加工精度和装配精度的影响，稳定性高。

17、2、本发明中往复伺服电缸带动轴试样往复运动，与瓦试样进行往复摩擦。由于往复伺服电缸往复频率、行程在一定范围内可调节，往复运动到终点可进行减速缓冲，防止组件碰磨。

18、3、本发明采用测力传感器测量轴-瓦往复摩擦过程中的摩擦力大小，由于测力传感器通过滑台导座与不锈钢直线轴承连接，瓦下工装导轴穿过不锈钢直线轴承与瓦试样夹持系统中的瓦试样刚性连接。轴试样做往复运动时，轴瓦间产生摩擦力，该力通过加载杆、直线轴承、连接杆传递到测力传感器上，可在不影响加载的情况下可进行摩擦力的测量。

19、4、本发明具有成本低廉，操作简单，与实际工况更贴近，误差小等优点。

20、5、采用本发明试验机，可完成在90℃水环境下进行往复摩擦磨损试验，实现350℃高温空气环境下进行往复摩擦磨损试验，还可设置多端程序变温加热，并记录加热曲线，从而在试验室再现摩擦现象及其规律性，方便对失效机理进行评价，对使用寿命进行预测。

技术特征：

1.一种具有多种加热模式的高温轴-瓦摩擦磨损试验机，其特征在于：该试验机包括固定在上板（2）上的往复伺服电缸（1）和加载系统、与所述加载系统相连的瓦试样夹持系统（15）和测力传感器（19）、带水箱盖板（8）和水泵的水箱（9）以及与控柜面板相连的控制采集处理系统；所述往复伺服电缸（1）连接轴工装（18），该轴工装（18）连接轴试样（16）；所述水箱（9）和所述轴试样（16）内分别设有加热棒（12）；所述加载系统由杠杆组件、调平组件（4）和滑台瓦组件相互连接构成；所述杠杆组件包括对称设在所述上板（2）底部两端的一对滑台杠杆支座（3）以及与每个所述滑台杠杆支座（3）相连的杠杆（7）；每个所述滑台杠杆支座（3）的中部与一个所述调平组件（4）交叉连接，下端与所述杠杆（7）连接；每个所述滑台杠杆支座（3）的内侧上部设有一个所述测力传感器（19）；每个所述调平组件（4）的侧面固定于所述滑台杠杆支座（3）上，一端固定安装有滑台导座（6）；所述滑台杠杆支座（3）的内侧下部与所述滑台导座（6）的上部之间设有交叉滚子导轨（5）；每个所述滑台瓦组件包括嵌套在所述滑台导座（6）下端的不锈钢直线轴承（10）和嵌套在所述不锈钢直线轴承（10）内的瓦下工装导轴（11）；所述瓦下工装导轴（11）通过螺纹连接内丝正牙（13），该内丝正牙（13）的一端与所述瓦下工装导轴（11）链接，另一端连接所述瓦试样夹持系统（15）；所述瓦试样夹持系统（15）与所述轴试样（16）贴合；所述轴试样（16）、所述滑台导座（6）、所述杠杆（7）的下部均穿过所述水箱盖板（8）伸入所述水箱（9）内；所述控制采集处理系统分别与所述往复伺服电缸（1）、测力传感器（19）、水泵相连。

2.如权利要求1所述的一种具有多种加热模式的高温轴-瓦摩擦磨损试验机，其特征在于：所述往复伺服电缸（1）的电缸推杆与所述轴工装（18）的上侧连接。

3.如权利要求1所述的一种具有多种加热模式的高温轴-瓦摩擦磨损试验机，其特征在于：所述轴工装（18）的下侧设有拆卸工装（17），底部与所述轴试样（16）相连，该轴工装（18）的中心位置开设安装所述加热棒（12）的安装孔ⅰ。

4.如权利要求1所述的一种具有多种加热模式的高温轴-瓦摩擦磨损试验机，其特征在于：所述滑台杠杆支座（3）的上端与所述上板（2）通过螺栓连接在一起。

5.如权利要求1所述的一种具有多种加热模式的高温轴-瓦摩擦磨损试验机，其特征在于：所述杠杆（7）的一端连接加载砝码，另一端上侧与所述滑台杠杆支座（3）相连，下侧与所述瓦下工装导轴（11）的中心接触。

6.如权利要求1所述的一种具有多种加热模式的高温轴-瓦摩擦磨损试验机，其特征在于：所述调平组件（4）与所述滑台杠杆支座（3）之间、所述杠杆（7）与所述滑台杠杆支座（3）之间、所述调平组件（4）与所述滑台导座（6）之间、所述杠杆（7）与所述瓦下工装导轴（11）之间均通过轴承转轴组件（14）相连。

7.如权利要求6所述的一种具有多种加热模式的高温轴-瓦摩擦磨损试验机，其特征在于：所述调平组件（4）的一端通过所述轴承转轴组件（14）连接于所述滑台导座（6）的上端。

8.如权利要求1所述的一种具有多种加热模式的高温轴-瓦摩擦磨损试验机，其特征在于：所述测力传感器（19）通过轴承座固定于所述滑台杠杆支座（3）上，该测力传感器通过滑台导座（6）与不锈钢直线轴承（10）连接，瓦下工装导轴（11）穿过所述不锈钢直线轴承（10）与所述瓦试样夹持系统（15）中的瓦试样（27）刚性连接。

9.如权利要求1所述的一种具有多种加热模式的高温轴-瓦摩擦磨损试验机，其特征在于：所述调平组件（4）由滑动连接在一起的调平杆（20）与配重块（21）组成。

10.如权利要求1所述的一种具有多种加热模式的高温轴-瓦摩擦磨损试验机，其特征在于：所述杠杆（7）呈t型或l型，一端为施力点，另一端上侧为固定点。

11.如权利要求1所述的一种具有多种加热模式的高温轴-瓦摩擦磨损试验机，其特征在于：所述轴承转轴组件（14）包括转轴（24）和对称安装在所述转轴（24）上的一对轴承（22）；所述转轴（24）与所述轴承（22）相接处设有轴承垫片（23）。

12.如权利要求1所述的一种具有多种加热模式的高温轴-瓦摩擦磨损试验机，其特征在于：所述水箱盖板（8）分为前后两部分，且开设安装所述加热棒（12）的安装孔ⅱ。

13.如权利要求1所述的一种具有多种加热模式的高温轴-瓦摩擦磨损试验机，其特征在于：所述瓦试样夹持系统（15）由瓦下工装（25）和瓦上工装（26）组成；所述瓦下工装（25）与所述瓦上工装（26）的中间装夹有瓦试样（27），该瓦试样（27）与所述轴试样（16）贴合接触。

技术总结
本发明涉及一种具有多种加热模式的高温轴‑瓦摩擦磨损试验机，该试验机包括固定在上板上的往复伺服电缸和加载系统、与加载系统相连的瓦试样夹持系统和测力传感器、带水箱盖板和水泵的水箱以及与控柜面板相连的控制采集处理系统。往复伺服电缸连接轴工装，该轴工装连接轴试样；水箱和轴试样内分别设有加热棒；加载系统由杠杆组件、调平组件和滑台瓦组件相互连接构成；瓦试样夹持系统与轴试样贴合；轴试样、滑台导座、杠杆的下部均穿过水箱盖板伸入水箱内；控制采集处理系统分别与往复伺服电缸、测力传感器、水泵相连。本发明具有成本低廉，操作简单，与实际工况更贴近，误差小等优点。

技术研发人员：华千汇,蒋银鑫,姜永博,王蕊霞
受保护的技术使用者：宁波奥深科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25