一种摩擦测试试验台的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种摩擦测试试验台。
【背景技术】
[0002] 摩擦振动广泛的存在各类摩擦制动器中，摩擦引起的振动和噪声严重影响交通工 具的安全性、舒适性及环保性。潜艇、舰船所使用的滑动轴承引起的摩擦振动和噪声，严重 影响了舰艇的声隐身性能，使舰艇在战场上的作战性能和生存能力大为缩减。
[0003] 针对摩擦引起的振动与噪声的削弱和消除，其难点在于如何有效地提取摩擦振动 信号的特征参数。而通过试验测试是获得摩擦振动信号特征参数的直接、有效方法，为进一 步的减振降噪工作奠定基础。
[0004] 然而，现有的摩擦测试试验台在测试摩擦振动和摩擦系数时，将测试系统间接测 量的数据作为材料本身的振动数据特征。由于测试系统本身参与了振动，使得测试系统测 得的数据并不能真实反映材料本身的摩擦特性。
[0005] 因此，如何消除测试系统对测试结果的干扰，成为准确测量材料的摩擦系数和摩 t祭振动特征的关键技术。目如，国内还没有相关广品。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种能排除测试系统自身振动对测量结 果的干扰，测试准确，结构紧凑，操作简单，自动化程度高的摩擦测试试验台。
[0007] 本发明目的的实现方式为，一种摩擦测试试验台，同步带张紧机构的手动轮通过 轴承与张紧同步轮连接，手动轮另一端所装花键轴与齿轮和卡锁活动端连接，卡锁固定端 通过螺钉和张紧滑块固定在一起；相互啮合的齿轮和齿条配合形成齿轮齿条副，齿条通过 螺钉固定在机架上；挡板与张紧滑块、卡锁固定端形成平面副；试样轴快换机构的第一试 样轴内表面和芯轴外表面的锥角相同，装在芯轴上的螺母压紧第一试样轴；
[0008] 喷淋系统的栗通过管路接喷头，喷头在第一试样轴和第二试样轴上方，第一、二 试样轴下方有收集槽，装在机架上的收集槽与液槽连接；
[0009] 加载系统的砝码和砝码托盘通过绳索、定滑轮与加力杠杆连接，加力杠杆通过螺 栓轴与机架连接；加力杠杆下端的U型槽通过销钉和滑块连接，滑块与第一试样轴通过滚 动轴承连接，滑块通过直线轴承与机架连接，第二试样轴通过滚动轴承与机架连接；
[0010] 隔振器通过螺栓与机架连接，伺服电机和齿轮箱安装在隔振器上，所述伺服电机 与齿轮箱通过联轴器连接，齿轮箱通过同步带和同步轮与第一试样轴和第二试样轴连接；
[0011] 试样块与力传感器连接，力传感器通过连接块与手柄连接；试样块两边分别与第 一试样轴和第二试样轴接触；温度检测系统的温度传感器装在机架内。
[0012] 本发明的伺服电机通过齿轮箱输出两个转速相同、方向相反的旋转运动，并通过 同步带和同步轮，带动第一试样轴和第二试样轴作同速、反向的旋转运动。砝码的重力通过 定滑轮和加力杠杆对第一试样轴进行水平加载。第一试样轴在砝码重力的加载下压紧试样 块和第二试样轴，形成两个相同的摩擦力。试样块在两个摩擦力的作用下振动。通过检测 力传感器的力变化求得试样块的位移变化，根据力传感器测得的力戶(/)的数据计算试样材 料的摩擦系数和摩擦振动特征。
[0013] 本发明与现有技术相比，具备以下的技术优点：
[0014] 1、能排除测试系统自身振动对测量结果的干扰，准确地测得材料的摩擦系数和摩 擦振动特性；
[0015] 2、可用于测试不同的材料在不同速度下的摩擦系数和摩擦振动特性，试验条件可 以分为干摩擦和润滑摩擦，可以满足对摩擦测试的多种工况的需求；
[0016] 3、结构紧凑，操作简单，自动化程度较高。
【附图说明】
[0017] 图1是本发明摩擦测试试验台的结构示意图，
[0018] 图2是本发明摩擦测试试验台的动力系统、加载系统和测试系统的结构示意图，
[0019] 图3是图2所示本发明摩擦测试试验台的动力系统、加载系统和测试系统的A部 分的放大图，
[0020] 图4、图5、图6是图2所示本发明摩擦测试试验台的动力系统、加载系统和测试 系统的B部分的放大图，
[0021] 图7是本发明摩擦测试试验台的试样轴快换机构的剖视图，
[0022] 图8是本发明摩擦测试试验台的喷淋系统的结构示意图，
[0023] 图9是本发明摩擦测试试验台求解摩擦力的示意图，
[0024] 图10是本发明摩擦测试试验台求解试样的摩擦系数和摩擦振动的示意图。
【具体实施方式】
[0025] 本发明由机架4,隔振器23、动力系统、加载系统、测试系统、控制及数据处理系统 及辅助系统组成。辅助系统主要由同步带张紧机构3,试样轴快换机构，喷淋系统，润滑系 统，温度检测系统组成。机架4支撑起摩擦测试试验台的所有器件。测试系统将传感器和 试样作为一个整体，直接测量试样的运动信息；控制及数据处理系统根据测试系统的动力 学方程求解摩擦力的特征，进而求解试样的摩擦系数和摩擦振动特性。
[0026] 下面参照附图详述本发明。
[0027] 参照图1、图2和图3,伺服电机1通过联轴器与齿轮箱2连接，齿轮箱2通过同步 带9和同步轮21与第一试样轴15和第二试样轴19连接。伺服电机1通过齿轮箱2输出 两个转速相同、方向相反的旋转运动，并通过同步带9和同步轮21，带动第一试样轴和第二 试样轴作同速、反向的旋转运动。手动轮7和张紧同步轮8用于张紧同步带9。
[0028] 齿轮箱2采用传动比为1 :1的斜齿轮传动，以减小输出转速的波动。
[0029] 参照图2和图3,加载系统的砝码5和砝码托盘6通过绳索12、定滑轮13与加力 杠杆10连接，加力杠杆10通过螺栓轴11与机架4连接。加力杠杆下端的U型槽通过销钉 和滑块22连接，滑块22与第一试样轴15通过滚动轴承20连接，滑块22通过直线轴承14 与机架4连接，可以水平移动。第二试样轴19通过滚动轴承20与机架4连接，只能做旋转 运动。
[0030] 绳索12采用高强度和韧性的尼龙绳；加力杠杆10的力臂比1:1，以保证第一试样 轴15和第二试样轴19所受的加载力等于砝码5的重力。第一试样轴15和第二试样轴19 的轴线位于同一水平面内，第一试样轴15和第二试样轴19的半径相同。
[0031] 试样块18两边分别与第一试样轴15和第二试样轴19接触。砝码5的重力通过 定滑轮13和加力杠杆10对第一试样轴15进行水平加载，第一试样轴15在砝码5重力的 加载下压紧试样块18,同时试样块18压紧第二试样轴19,并且两个接触面的压力相同。试 样块18与第一试样轴15和第二试样轴19形成两个相同的摩擦力。试样块18在两个摩擦 力的作用下振动，通过力传感器16测得的振动信号求解摩擦力的特征。
[0032] 参照图2、图4、图5、图6和图7,同步带张紧机构3的手动轮7通过轴承与张紧同 步轮8连接，在手动轮7和张紧同步轮8之间装有压缩弹簧，手动轮7另一端所装花键轴与 齿轮24和卡锁活动端29连接，卡锁固定端28通过螺钉和张紧滑块26固定在一起，相互啮 合的齿轮24和齿条25配合形成齿轮齿条副，齿条25通过螺钉固定在机架4上。所述的花 键轴和卡锁活动端29过盈配合，而花键轴与齿轮24和所述轴承是间隙配合，使得手动轮7 和卡锁活动端29相对于张紧滑块26可以前后移动；挡板27与张紧滑块26、卡锁固定端28 形成平面副，限制张紧滑块26只能左右移动，控制同步带9的张紧和放松；推下手动轮7卡 锁活动端