一種盆式橡膠支座摩擦板的磨損試驗機及其試驗方法
2023-09-18 19:44:35 3
一種盆式橡膠支座摩擦板的磨損試驗機及其試驗方法
【專利摘要】一種盆式橡膠支座摩擦板的磨損試驗機，立體中空的承載框架通過配置在其底部的立柱豎直安裝在水平支承底座上，承載框架內上下對稱布置兩個柱形的試樣夾具，上方的試樣夾具固定在承載框架的框頂，下方的試樣夾具固定在豎直加載柱塞油缸柱塞頂部，在兩個試樣夾具之間，水平布置一塊活動的矩形摩擦板，在摩擦板一側配置推拉杆，推拉杆輸入端順次固定輪輻式傳感器、防轉支撐板、斜面墊和水平作動器，承載框架內配置一個帶門蓋的密封模擬環境箱，上方的試樣夾具的下部、下方的試樣夾具上部、摩擦板位於箱體內。本裝置可以直接在室溫情況下做實驗也可模擬複雜工況進行試驗，裝置結構相對簡單緊湊，生產及購置成本較低。
【專利說明】一種盆式橡膠支座摩擦板的磨損試驗機及其試驗方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及複合材料初始靜摩擦力和滑動摩擦力、周期疲勞性能、摩擦力和摩耗性能試驗領域，尤其一種用於測試盆式橡膠支座摩擦板摩擦性能的試驗裝置。
【背景技術】
[0002]盆式橡膠支座是連接橋梁上部結構和下部結構的重要部件，其質量和性能將直接影響到整座橋梁的使用性和耐久性。
[0003]目前，針對盆式橡膠支座內部的摩擦板材料，涉及材料初始靜摩擦力和滑動摩擦力、磨耗性能、機械性能和周期疲勞性能，我國雖然制定了各種明確的標準，如《客運專線橋梁盆式橡膠支座暫行技術條件》、《JT/T391-2009公路橋梁盆式支座》、《TB/T2331-2004鐵路橋梁盆式橡膠支座》、《科技基【2005】101號客運專線橋梁盆式橡膠支座暫行技術條件》、《科技基【2005】101號客運專線橋梁圓柱面鋼支座暫行技術條件》、《〈科技基【2007】95號客運專線橋梁盆式橡膠支座暫行技術條件〉補充規定》等，但是行業內卻沒有針對上述標準設計相應的測試裝置，某些簡單機械式的摩擦試驗裝置不能夠模擬複雜工況進行試驗，無法滿足試驗要求；而國外使用的大型液壓試驗裝置佔地龐大並且不易移動，並且購置成本較高。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題在於提供一種盆式橡膠支座摩擦板的磨損試驗機，該試驗機能夠模擬不同的工作環境對盆式橡膠支座摩擦板樣品的初始靜摩擦力和滑動摩擦力、磨耗性能、機械性能和周期疲勞性能進行測試，並且能夠為其他相關材料的環境磨損試驗提供了參考依據。
[0005]本發明是通過以下技術方案實現的:
[0006]一種盆式橡膠支座摩擦板的磨損試驗機，其特徵在於:
[0007]立體中空的承載框架通過配置在其底部的立柱豎直安裝在水平支承底座上，
[0008]承載框架內上下對稱布置兩個柱形的試樣夾具，在兩試樣夾具相對的端面中心處，分別開設一個試樣安裝凹槽，靠近槽底、在試樣夾具內開設冷卻油流道，並在冷卻油流道外側的試樣夾具內水平裝入溫度傳感器，
[0009]上方的試樣夾具固定在承載框架的框頂，下方的試樣夾具固定在豎直加載柱塞油缸柱塞頂部，加載柱塞油缸的缸筒固定在承載框架的框底，柱塞與缸筒之間間隙密封，缸筒底部中心處沿軸向安裝壓力傳感器，
[0010]在兩個試樣夾具之間，水平布置一塊活動的矩形摩擦板，摩擦板由上、下兩層冷軋鏡面不鏽鋼板和位於夾層的摩擦板基座疊加固定而成，摩擦板基座內開設冷卻油流道，並在冷卻油流道外側的摩擦板基座內裝入溫度傳感器，
[0011]在摩擦板一側豎直開設上、下兩端均為開口端的燕尾形開口槽，垂直於槽口配置一根水平的推拉杆，固定在推拉杆輸出端端部的滑塊裝入槽內，推拉杆輸入端通過螺栓與輪輻式傳感器鎖緊為一體，[0012]鎖緊螺紋軸為多段式階梯軸，其大小端為螺紋段，中間段為光杆，大端旋緊在水平作動器的輸出活塞中心螺紋孔內，小端順次穿過斜面墊、防轉支撐板，旋緊在輪輻式傳感器和推拉杆輸入端的中心螺紋孔內，斜面墊和防轉支撐板被擠壓固定在鎖緊螺紋軸大端和小端之間的鎖緊螺紋軸光杆上，
[0013]輪輻式傳感器套裝在防轉支撐板的碟形內底，在防轉支撐板的兩側盤緣對稱開設一對軸向通孔，通孔內安裝直線軸承，一對導向軸分別穿過兩個直線軸承後、安裝在承載框架的豎框上，
[0014]所述承載框架內配置一個帶門蓋的密封模擬環境箱，上方的試樣夾具的下部、下方的試樣夾具上部、摩擦板位於箱體內，模擬環境箱內的空氣溫度和空氣溼度可調。
[0015]試驗過程中，在上下試樣夾具的試樣安裝凹槽分別裝夾一片試樣，然後將摩擦板擱置在裝夾在下試樣夾具上的試樣上，加載柱塞油缸的柱塞在油壓下緩慢升起，使摩擦板被夾持在兩片試樣之間，並保證夾持載荷為一設定值，此時通過將模擬環境箱與外界連通，或者在模擬環境箱內設定模擬環境箱內的溫、溼參數，即可直接在室溫情況下或者模擬複雜工況下開始試驗。根據實驗的內容不同，水平作動器分別以一恆速、以一正弦波形速度、以一方波形速度或者以一三角波形速度往復推拉摩擦板，並按規定累積摩擦的距離或者時間，從而獲得相應的試驗參數。
[0016]該裝置的橫向加載上安裝有高精度的輪幅式傳感器，故可直接讀取雙向推拉摩擦力的數值，採集系統可採集試驗數據，並繪製波形。豎向夾持加載利用的加載柱塞油缸實現，並且加載柱塞油缸的柱塞豎直向上伸出缸筒，因此柱塞與缸筒之間無需配置密封裝置，只要合理設置好兩者之間的配合間隙，就能利用液壓油在間隙內形成的油膜實現間隙密封，一般來說，柱塞與缸筒之間最大徑向間隙為0.01mm。由於沒有配置額外的密封兀件,缸筒承受到的外力只有夾持載荷的反作用力，因此安裝在缸筒底部中心處的軸向壓力傳感器能夠精度的反映出夾持載荷。
[0017]冷軋鏡面不鏽鋼板是相關試驗標準規定的摩擦面材料，每次新的試驗前都要更換新的冷軋鏡面不鏽鋼板，因此摩擦板採用了三層疊加的結構，這樣每次更換隻需要更換兩塊冷軋鏡面不鏽鋼板即可，不需要報廢整塊摩擦板，以控制試驗成本。摩擦板基座採用低溫鋼材料，以取其在低溫條件下抗拉強度好的優點。冷軋鏡面不鏽鋼板和摩擦板基座之間的連接通過紫銅鉚釘的擠壓變形固定為一體，紫銅鉚釘外表面與冷軋鏡面不鏽鋼板表面平齊或低於冷軋鏡面不鏽鋼板表面。
[0018]摩擦板基座和上下工裝內均配置了冷卻油流道，摩擦板、試樣夾具內的冷卻油流道均為上、下平行布置的兩層，每層冷卻油流道均呈連續的「S」形折彎，上層冷卻油流道出口與下層冷卻油流道進口連通，摩擦板內的上層冷卻油流道進口與上方的試樣夾具冷卻油流道出口連通，下層冷卻油流道出口與下方的試樣夾具冷卻油流道進口連通。當冷卻油進入貫穿的S型的內部流道後，能夠帶走試驗過程中因摩擦產生的熱量。溫度傳感器用於近似測量試樣表面溫度，以對比長時間摩擦後試樣的溫度上升是否劇烈，從而判斷其是否符合試驗要求。
[0019]試樣夾具包括順次層疊安裝的試樣固定件、第二過渡連接件、第一過渡連接件，試樣固定件的外露端面中心處突起凸臺，試樣安裝凹槽為開設在凸臺上的軸向通孔，冷卻油流道開設在第二過渡連接件內，試樣固定件、第二過渡連接件和第一過渡連接件之間通過相互接觸面上的凸臺凹槽結構定位，並通過軸向螺栓鎖緊，定位銷從第一過渡連接件外露端面中心處裝入試樣夾具內，其尾端處於第一過渡連接件內，其頭部螺紋段旋緊入支承框架框頂或者加載柱塞油缸柱塞頂部。工裝夾件的各元件之間通過凸凹結構定位，通過螺栓固定，此種配置結構組裝方便，並且利於加工。
[0020]摩擦板與推拉杆之間通過燕尾形開口槽及相應形狀的滑塊配置，這是為了保證當摩擦板與試樣長時間摩擦、試樣逐漸磨損變薄之後，摩擦板在恆定的豎直夾持載荷作用下向上抬升時，摩擦板與推拉杆之間始終通過燕尾形開口槽和槽內的滑塊保持接觸受力的狀態。燕尾形開口槽的槽口形狀可以保證推拉杆無論是推動還是拉動摩擦板，兩者之間都能相互鎖定不脫離。
[0021]防轉支撐板、直線軸承和導向軸用於防止推拉杆繞自身軸線水平旋轉，以使推拉杆上的滑塊能夠保持與燕尾形開口槽的配合，避免滑塊卡死在槽內。
[0022]進一步的，根據實驗的實際需要，試樣安裝凹槽通常為圓槽，直徑為100mm，槽深4mm，試樣厚度為7mm。
[0023]一種利用權利要求1所述的盆式橡膠支座摩擦板的磨損試驗機進行的磨耗性能測試試驗方法，包括以下步驟:
[0024]第一步，對兩片大小相同的試樣稱重；
[0025]第二步，將兩片試樣分別裝夾在兩個試樣安裝凹槽內，試樣與摩擦板之間均勻塗抹矽脂潤滑脂，加載柱塞油缸的柱塞升起，將摩擦板夾持在兩片試樣之間，並保證夾持載荷為一設定值；
[0026]第三步，設定模擬環境箱內的環境參數，水平作動器推拉摩擦板，按規定的正弦波形輸出速度連續摩擦試樣30?60天，往復滑動摩擦試樣規定的累積距離；
[0027]第四步，試驗完成後卸料後清洗後，再次對兩片試樣稱重，對比試驗前後的試樣質量差是否在允許值範圍內，從而確定試樣的摩擦損耗性能是否合格。
[0028]一種利用權利要求1所述的盆式橡膠支座摩擦板的磨損試驗機進行的初始靜摩擦力測試試驗方法，包括以下步驟:
[0029]第一步，將兩片試樣分別裝夾在兩個試樣安裝凹槽)內，試樣與摩擦板之間均勻塗抹矽脂潤滑脂，加載柱塞油缸的柱塞升起，將摩擦板夾持在兩片試樣之間，並保證夾持載荷為一設定值；
[0030]第二步，設定模擬環境箱內的環境參數，水平作動器推拉摩擦板，按設定的速度0.2mm/min啟動水平作動器，只動作一次，水平作動器啟動瞬間的最大力值為其最大靜摩擦力，測定軟體讀出其初始靜摩擦力；
[0031]第三步，試驗完成卸料。
[0032]一種利用權利要求1所述的盆式橡膠支座摩擦板的磨損試驗機進行的滑動摩擦力測試試驗方法，包括以下步驟:
[0033]一步，將兩片試樣分別裝夾在兩個試樣安裝凹槽內，試樣與摩擦板之間均勻塗抹矽脂潤滑脂，加載柱塞油缸的柱塞升起，將摩擦板夾持在兩片試樣之間，並保證夾持載荷為一設定值；
[0034]第二步，設定模擬環境箱內的環境參數，水平作動器推拉摩擦板，按設定的速度
0.2mm/min啟動水平作動器，只動作一個循環周期，水平作動器測定的力值為其滑動摩擦力值。
[0035]—種利用權利要求1所述的盆式橡膠支座摩擦板的磨損試驗機進行的機械性能和周期疲勞性能試驗方法，包括以下步驟:
[0036]第一步,對兩片大小相同的試樣稱重；
[0037]第二步，將兩片試樣分別裝夾在兩個試樣安裝凹槽內，試樣與摩擦板之間均勻塗抹矽脂潤滑脂，加載柱塞油缸的柱塞升起，將摩擦板夾持在兩片試樣之間，並保證夾持載荷為一設定值；
[0038]第三步，設定模擬環境箱內的環境參數，水平作動器推拉摩擦板，按規定速度8_/
S、規定位移± IOmm連續摩擦試樣15km或者30km或者是根據要求裡程，往復滑動摩擦試樣；
[0039]第四步，試驗完成後，卸料後清洗後，再次對兩片試樣稱重，對比試驗前後的試樣質量差是否在允許值範圍內，從而確定試樣的摩擦損耗性能是否合格。
[0040]本發明的有益效果在於:
[0041 ] 1、可以直接在室溫情況下做實驗也可模擬複雜工況進行試驗。
[0042]2、豎直方向間隙密封加載，不會因為密封件的摩擦影響試驗數據的準確性；
[0043]3、摩擦板和試樣夾具內部S型流道，可以及時帶走摩擦產生的熱量；
[0044]4、水平防轉結構和摩擦板上下竄動燕尾連接結構能保證推拉杆始終只沿軸向水平移動。
[0045]5、裝置結構相對簡單緊湊，生產及購置成本較低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0046]圖1為本發明的正視結構示意圖
[0047]圖2為模擬環境箱與承載框架的配合位置示意圖
[0048]圖3?4為摩擦板的俯視透視和正視剖視圖
[0049]圖5?7為推拉杆的正視剖視圖、俯視透視圖和左視圖
[0050]圖8?9為橫向加載的正視透視圖和俯視剖視圖
[0051]圖10為鎖緊螺紋軸的正視圖
[0052]圖11?12為防轉支撐板的正視剖視圖和左視圖
[0053]圖13為一種試樣夾具的正視局剖圖
[0054]圖14為加載柱塞油缸的正視局剖圖
[0055]圖1?14中:1為承載框架，2為立柱，3為試樣夾具，301為試樣安裝凹槽，302為試樣固定件，303為第二過渡連接件，304為第一過渡連接件，4為支承底座，5為冷卻油流道，6為溫度傳感器，7為加載柱塞油缸，8為壓力傳感器，9為摩擦板，10為冷軋鏡面不鏽鋼板，11為摩擦板基座，12為燕尾形開口槽，13為推拉杆，14為輪輻式傳感器,15為鎖緊螺紋軸，16為水平作動器，17為斜面墊，18為防轉支撐板，19為模擬環境箱，20為導向軸，21為定位銷,22為紫銅鉚釘。
【具體實施方式】
[0056]下面結合附圖對本發明作進一步說明。[0057]如圖1所示，矩形中空的承載框架I通過配置在其底部四角上的四根立柱2豎直安裝在水平支承底座4上，承載框架I也可以是正方體形，稜柱形等其它類似的支承形狀，承載框架I為一體鑄造成型，通過立柱2安裝固定，方便拆裝及運輸。
[0058]承載框架I內上下對稱布置兩個柱形的試樣夾具3，如圖13所示，一種優選的試樣夾具3結構是，同軸順次疊加安裝試樣固定件302、第二過渡連接件303和第一過渡連接件304，相鄰兩疊加元件之間通過相互接觸面上的凸臺凹槽結構定位，並通過軸向螺栓鎖緊。試樣固定件302的外露端面中心處突起凸臺，在凸臺上開設軸向通孔、形成試樣安裝凹槽301，試樣安裝凹槽301為圓槽，直徑為100mm，槽深4臟，裝入的試樣厚度為7mm。第二過渡連接件303內開設呈連續的「S」形折彎的雙層冷卻油流道5，在冷卻油流道5外側、靠近試樣安裝凹槽的第二過渡連接件303內水平裝入溫度傳感器6。定位銷21從第一過渡連接件304外露端面中心處裝入試樣夾具3內，其尾端處於第一過渡連接件304內，其頭部螺紋段旋緊入承載框架I框頂或加載柱塞油缸7柱塞頂部。此種配置結構組裝方便，並且利於加工。
[0059]如圖14所示，加載柱塞油缸7的缸筒固定在承載框架I的框底，柱塞與缸筒之間的最大徑向間隙為0.01mm，缸筒底部中心處沿軸向安裝壓力傳感器8。豎向夾持加載利用的加載柱塞油缸7實現，並且加載柱塞油缸7的柱塞豎直向上伸出缸筒，因此柱塞與缸筒之間無需配置密封裝置，只要合理設置好兩者之間的配合間隙，就能利用液壓油在間隙內形成的油膜實現間隙密封，由於沒有配置額外的密封元件，缸筒承受到的外力只有夾持載荷的反作用力，因此安裝在缸筒底部中心處的軸向壓力傳感器8能夠精度的反映出夾持載荷。
[0060]在兩個試樣夾具3之間，水平布置一塊活動的矩形摩擦板9，如圖3?4所示，摩擦板9由上、下兩層冷軋鏡面不鏽鋼板10和位於夾層的摩擦板基座11疊加固定而成，冷軋鏡面不鏽鋼板10和摩擦板基座11之間通過沿周向均勻布置的紫銅鉚釘22固定為一體，紫銅鉚釘22外表面與冷軋鏡面不鏽鋼板10表面平齊或低於冷軋鏡面不鏽鋼板10表面。
[0061]冷軋鏡面不鏽鋼板10是相關試驗標準規定的摩擦面材料，每次新的試驗前都要更換新的冷軋鏡面不鏽鋼板10，因此摩擦板9採用了三層疊加的結構，這樣每次更換隻需要更換兩塊冷軋鏡面不鏽鋼板10即可，不需要報廢整塊摩擦板9，以控制試驗成本。摩擦板基座11採用低溫鋼材料，以取其在低溫條件下抗拉強度好的優點。冷軋鏡面不鏽鋼板10和摩擦板基座11之間的連接通過紫銅鉚釘22的擠壓變形固定為一體。
[0062]摩擦板基座11內開設呈連續的「S」形折彎的雙層冷卻油流道5，並在冷卻油流道5外側的摩擦板基座11內、靠近冷軋鏡面不鏽鋼板10裝入溫度傳感器6，摩擦板9內的上層冷卻油流道5進口與其上方的試樣夾具3內冷卻油流道5出口連通，下層冷卻油流道5出口與其下方的試樣夾具3冷卻油流道5進口連通，摩擦板9和試樣夾具3內的上、下兩層冷卻油流道5之間相互連通。當冷卻油進入貫穿的S型的內部流道後，能夠帶走試驗過程中因摩擦產生的熱量。溫度傳感器6用於近似測量試樣表面溫度，以對比長時間摩擦後試樣的溫度上升是否劇烈，從而判斷其是否符合試驗要求。
[0063]在摩擦板9 一側豎直開設上、下兩端均為開口端的燕尾形開口槽12，垂直於槽口配置一根水平的推拉杆13，如圖5?7所示，推拉杆13的輸出端端部固定一塊與燕尾形開口槽12相匹配的滑塊，滑塊裝入槽內，推拉杆13的輸入端端部帶有一圈凸緣，沿凸緣周向均勻配置螺栓、將推拉杆13與輪輻式傳感器14鎖緊為一體。
[0064]摩擦板9與推拉杆13之間通過燕尾形開口槽12及相應形狀的滑塊配置，這是為了保證當摩擦板9與試樣長時間摩擦、試樣逐漸磨損變薄之後，摩擦板9在恆定的豎直夾持載荷作用下向上抬升時，摩擦板9與推拉杆13之間始終通過沿滑塊上、下滑動的槽腔保持接觸受力的狀態。槽口形狀可以保證推拉杆無論是推動還是拉動摩擦板9，兩者之間都能相互鎖定不脫離。
[0065]防轉支撐板、直線軸承和導向軸用於防止推拉杆繞自身軸線水平旋轉，以使推拉杆上的滑塊能夠保持與燕尾形開口槽的配合，避免滑塊卡死在槽內。
[0066]為摩擦板9提供往復推拉力的橫向加載包括推拉杆13、輪輻式傳感器14、斜面墊17、防轉支撐板18和水平作動器16。上述元件通過鎖緊螺紋軸15鎖緊為一體，如圖10所示，鎖緊螺紋軸15為多段式階梯軸，其大小端為螺紋段，中間段為光杆。
[0067]鎖緊螺紋軸15大端旋緊在水平作動器16的輸出活塞中心螺紋孔內，小端順次穿過斜面墊17、防轉支撐板18，旋緊在輪輻式傳感器14和推拉杆13輸入端的中心螺紋孔內，斜面墊17和防轉支撐板18被擠壓固定在鎖緊螺紋軸15大端和小端之間的鎖緊螺紋軸15光杆上，如圖8?9所示。
[0068]輪輻式傳感器14套裝在防轉支撐板18的碟形內底，在防轉支撐板18的兩側盤緣對稱開設一對軸向通孔，通孔內安裝直線軸承，一對導向軸20分別穿過兩個直線軸承後、安裝在承載框架I的豎框上，如圖8?9所示。
[0069]承載框架I內配置一個帶門蓋的密封模擬環境箱19，上方的試樣夾具3的下部、下方的試樣夾具3上部、摩擦板9位於箱體內，模擬環境箱19內的空氣溫度和空氣溼度可調。
[0070]試驗過程中，在上下試樣夾具3的試樣安裝凹槽301分別裝夾一片試樣，然後將摩擦板9擱置在裝夾在下方試樣夾具3上的試樣上，加載柱塞油缸7的柱塞在油壓下緩慢升起，使摩擦板9被夾持在兩片試樣之間，並保證夾持載荷為一設定值，此時將模擬環境箱19的門蓋打開與外界連通，或者設定模擬環境箱19內的溫、溼參數，即可直接在室溫情況下或者模擬複雜工況下開始試驗。根據實驗的內容不同，水平作動器16分別以一恆速、以一正弦波形速度、以一方波形速度或者以一三角波形速度往復推拉摩擦板9，並按規定累積摩擦的距離或者時間，以獲得相應的試驗參數。該裝置的橫向加載上安裝有高精度的輪幅式傳感器14，可直接讀取雙向推拉摩擦力的數值，採集系統可採集試驗數據，並繪製波形。
[0071]具體來說，在利用該裝置進行磨耗性能測試試驗時，分以下步驟進行:
[0072]第一步，對兩片大小相同的試樣稱重；
[0073]第二步，將兩片試樣分別裝夾在兩個試樣安裝凹槽301內，試樣與摩擦板之間均勻塗抹矽脂潤滑脂，加載柱塞油缸7的柱塞升起，將摩擦板9夾持在兩片試樣之間，並保證夾持載荷為一設定值；
[0074]第三步，設定模擬環境箱19內的環境參數，水平作動器16推拉摩擦板9，按規定的正弦波形輸出速度連續摩擦試樣30?60天，往復滑動摩擦試樣規定的累積距離；
[0075]第四步，試驗完成後卸料後清洗後，再次對兩片試樣稱重，對比試驗前後的試樣質量差是否在允許值範圍內，從而確定試樣的摩擦損耗性能是否合格。
[0076]在利用該裝置進行初始靜摩擦力測試試驗時，分為以下步驟:
[0077]第一步，將兩片試樣分別裝夾在兩個試樣安裝凹槽301內，試樣與摩擦板之間均勻塗抹矽脂潤滑脂，加載柱塞油缸7的柱塞升起，將摩擦板9夾持在兩片試樣之間，並保證夾持載荷為一設定值；
[0078]第二步，設定模擬環境箱19內的環境參數，水平作動器16推拉摩擦板9，按設定的速度0.2mm/min啟動水平作動器16，只動作一次，水平作動器16啟動瞬間的最大力值為其最大靜摩擦力，測定軟體讀出其初始靜摩擦力；
[0079]第三步，試驗完成卸料。
[0080]在利用該裝置進行滑動摩擦力測試試驗時，分為以下步驟:
[0081]一步，將兩片試樣分別裝夾在兩個試樣安裝凹槽301內，試樣與摩擦板之間均勻塗抹娃脂潤滑脂，加載柱塞油缸7的柱塞升起，將摩擦板9夾持在兩片試樣之間，並保證夾持載荷為一設定值；
[0082]第二步，設定模擬環境箱19內的環境參數，水平作動器16推拉摩擦板9，按設定的速度0.2mm/min啟動水平做東器，只動作一個循環周期，水平作動器16測定的力值為其滑動摩擦力值。
[0083]在利用該裝置進行機械性能和周期疲勞性能試驗方法時，分為以下步驟:
[0084]第一步，對兩片大小相同的試樣稱重；
[0085]第二步，將兩片試樣分別裝夾在兩個試樣安裝凹槽301內，試樣與摩擦板之間均勻塗抹矽脂潤滑脂，加載柱塞油缸7的柱塞升起，將摩擦板9夾持在兩片試樣之間，並保證夾持載荷為一設定值；
[0086]第三步，設定模擬環境箱19內的環境參數，水平作動器16推拉摩擦板9，按規定速度8mm/s、規定位移± IOmm連續摩擦試樣15km或者30km或者是根據要求裡程，往復滑動摩擦試樣；
[0087]第四步，試驗完成後，卸料後清洗後，再次對兩片試樣稱重，對比試驗前後的試樣質量差是否在允許值範圍內，從而確定試樣的摩擦損耗性能是否合格。
【權利要求】
1.一種盆式橡膠支座摩擦板的磨損試驗機，其特徵在於: 立體中空的承載框架(1)通過配置在其底部的立柱(2)豎直安裝在水平支承底座(4)上， 承載框架(1)內上下對稱布置兩個柱形的試樣夾具(3 )，在兩試樣夾具(3 )相對的端面中心處，分別開設一個試樣安裝凹槽(301)，靠近槽底、在試樣夾具(3)內開設冷卻油流道(5),並在冷卻油流道(5)外側的試樣夾具(3)內水平裝入溫度傳感器(6)， 上方的試樣夾具(3)固定在承載框架(1)的框頂，下方的試樣夾具(3)固定在豎直加載柱塞油缸(7)柱塞頂部，加載柱塞油缸(7)的缸筒固定在承載框架(1)的框底，柱塞與缸筒之間間隙密封，缸筒底部中心處沿軸向安裝壓力傳感器(8)， 在兩個試樣夾具(3 )之間，水平布置一塊活動的矩形摩擦板(9 )，摩擦板(9 )由上、下兩層冷軋鏡面不鏽鋼板(10)和位於夾層的摩擦板基座(11)疊加固定而成，摩擦板基座(11)內開設冷卻油流道(5)，並在冷卻油流道(5)外側的摩擦板基座(11)內裝入溫度傳感器(6), 在摩擦板(9) 一側豎直開設上、下兩端均為開口端的燕尾形開口槽(12)，垂直於槽口配置一根水平的推拉杆(13)，固定在推拉杆(13)輸出端端部的滑塊裝入槽內，推拉杆(13)輸入端通過螺栓與輪輻式傳感器(14)鎖緊為一體， 鎖緊螺紋軸(15)為多段式階梯軸，其大小端為螺紋段，中間段為光杆，大端旋緊在水平作動器(16)的輸出活塞中心螺紋孔內，小端順次穿過斜面墊(17)、防轉支撐板(18)，旋緊在輪輻式傳感器(14)和推拉杆(13)輸入端的中心螺紋孔內，斜面墊(17)和防轉支撐板(18)被擠壓固定在鎖緊螺紋軸(15)大端和小端之間的鎖緊螺紋軸(15)光杆上， 輪輻式傳感器(14)套裝在防轉支撐板(18)的碟形內底，在防轉支撐板(18)的兩側盤緣對稱開設一對軸向通孔，通孔內安裝直線軸承，一對導向軸(20)分別穿過兩個直線軸承後、安裝在承載框架(1)的豎框上， 所述承載框架(1)內配置一個帶門蓋的密封模擬環境箱(19)，上方的試樣夾具(3)的下部、下方的試樣夾具(3)上部、摩擦板(9)位於箱體內，模擬環境箱(19)內的空氣溫度和空氣溼度可調。
2.根據權利要求1所述的盆式橡膠支座摩擦板的磨損試驗機,其特徵在於: 所述摩擦板(9)、試樣夾具(3)內的冷卻油流道(5)均為上、下平行布置的兩層，每層冷卻油流道(5)均呈連續的「S」形折彎，上層冷卻油流道(5)出口與下層冷卻油流道(5)進口連通， 摩擦板(9)內的上層冷卻油流道(5)進口與上方的試樣夾具(3)冷卻油流道(5)出口連通，下層冷卻油流道(5 )出口與下方的試樣夾具(3 )冷卻油流道(5 )進口連通。
3.根據權利要求1所述的盆式橡膠支座摩擦板的磨損試驗機,其特徵在於: 所述試樣夾具(3)包括順次層疊安裝的試樣固定件(302)、第二過渡連接件(303)、第一過渡連接件(304)， 試樣固定件(302)的外露端面中心處突起凸臺，試樣安裝凹槽(301)為開設在凸臺上的軸向通孔， 冷卻油流道(5)開設在第二過渡連接件(303)內， 試樣固定件(302)、第二過渡連接件(303)和第一過渡連接件(304)之間通過相互接觸面上的凸臺凹槽結構定位，並通過軸向螺栓鎖緊， 定位銷(21)從第一過渡連接件(304 )外露端面中心處裝入試樣夾具(3 )內，其尾端處於第一過渡連接件(304)內，其頭部螺紋段旋緊入承載框架(1)框頂或者加載柱塞油缸(7 )柱塞頂部。
4.根據權利要求1所述的盆式橡膠支座摩擦板的磨損試驗機,其特徵在於: 所述試樣安裝凹槽(301)為圓槽,直徑為100mm,槽深4mm,試樣厚度為7mm。
5.根據權利要求1所述的盆式橡膠支座摩擦板的磨損試驗機,其特徵在於: 所棕加載柱塞油缸(7)的柱塞與缸筒之間最大徑向間隙為0.01mm。
6.根據權利要求1所述的盆式橡膠支座摩擦板的磨損試驗機，其特徵在於:所述冷軋鏡面不鏽鋼板(10)和摩擦板基座(11)之間通過沿周向均勻布置的紫銅鉚釘(22)固定為一體，紫銅鉚釘(22)外表面與冷軋鏡面不鏽鋼板(10)表面平齊或低於冷軋鏡面不鏽鋼板(10)表面。
7.一種利用權利要求1所述的盆式橡膠支座摩擦板的磨損試驗機進行的磨耗性能測試試驗方法，包括以下步驟: 第一步，對兩片大小相同的試樣稱重； 第二步，將兩片試樣分別裝夾在兩個試樣安裝凹槽(301)內，試樣與摩擦板之間均勻塗抹矽脂潤滑脂，加載柱塞 油缸(7)的柱塞升起，將摩擦板(9)夾持在兩片試樣之間，並保證夾持載荷為一設定值； 第三步，設定模擬環境箱(19)內的環境參數，水平作動器(16)推拉摩擦板(9)，按規定的正弦波形輸出速度連續摩擦試樣30~60天，往復滑動摩擦試樣規定的累積距離； 第四步，試驗完成後卸料後清洗後，再次對兩片試樣稱重，對比試驗前後的試樣質量差是否在允許值範圍內，從而確定試樣的摩擦損耗性能是否合格。
8.一種利用權利要求1所述的盆式橡膠支座摩擦板的磨損試驗機進行的初始靜摩擦力測試試驗方法，包括以下步驟: 第一步，將兩片試樣分別裝夾在兩個試樣安裝凹槽(301)內，試樣與摩擦板之間均勻塗抹矽脂潤滑脂，加載柱塞油缸(7)的柱塞升起，將摩擦板(9)夾持在兩片試樣之間，並保證夾持載荷為一設定值； 第二步，設定模擬環境箱(19)內的環境參數，水平作動器(16)推拉摩擦板(9)，按設定的速度0.2mm/min啟動水平作動器(16)，只動作一次，水平作動器(16)啟動瞬間的最大力值為其最大靜摩擦力，測定軟體讀出其初始靜摩擦力； 第三步，試驗完成卸料。
9.一種利用權利要求1所述的盆式橡膠支座摩擦板的磨損試驗機進行的滑動摩擦力測試試驗方法，包括以下步驟: 一步，將兩片試樣分別裝夾在兩個試樣安裝凹槽(301)內，試樣與摩擦板之間均勻塗抹矽脂潤滑脂，加載柱塞油缸(7)的柱塞升起，將摩擦板(9)夾持在兩片試樣之間，並保證夾持載荷為一設定值； 第二步，設定模擬環境箱(19)內的環境參數，水平作動器(16)推拉摩擦板(9)，按設定的速度0.2mm/min啟動水平作動器(16)，只動作一個循環周期，水平作動器(16)測定的力值為其滑動摩擦力值。
10.一種利用權利要求1所述的盆式橡膠支座摩擦板的磨損試驗機進行的機械性能和周期疲勞性能試驗方法，包括以下步驟: 第一步，對兩片大小相同的試樣稱重； 第二步，將兩片試樣分別裝夾在兩個試樣安裝凹槽(301)內，試樣與摩擦板之間均勻塗抹矽脂潤滑脂，加載柱塞油缸(7)的柱塞升起，將摩擦板(9)夾持在兩片試樣之間，並保證夾持載荷為一設定值； 第三步，設定模擬環境箱(19)內的環境參數，水平作動器(16)推拉摩擦板(9)，按規定速度8mm/s、規定位移±10mm連續摩擦試樣15km或者30km或者是根據要求裡程，往復滑動摩擦試樣； 第四步，試驗完成後，卸料後清洗後，再次對兩片試樣稱重，對比試驗前後的試樣質量差是否在允許值範圍內，從而確定試樣的摩擦損耗性能是否合格。
【文檔編號】G01N19/02GK103674750SQ201310706394
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月19日 優先權日:2013年12月19日
【發明者】徐務本, 趙國鋒, 張心言 申請人:上海華龍測試儀器股份有限公司