一種材料磨損的試驗裝置的製造方法
2023-04-26 11:41:21
一種材料磨損的試驗裝置的製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種材料磨損的試驗裝置。其技術方案是：摩擦機構(1)的電機(7)與磨盤(11)軸連接，可旋轉壓梁座(9)鉸接有壓梁(10)，待測量的試樣(13)裝在壓梁(10)的試樣固定套(12)內。流量控制機構(3)的潤滑劑容器(18)通過軟管依次與增壓器(19)、滑動閥(20)和滴管(21)連接；磨損測量機構(4)的絲杆(27)下端穿過絲杆座(26)與滑塊(25)球鉸，滑塊(25)和壓頭(23)通過彈簧(24)連接，加載立柱(22)側壁上設有磨損標尺(32)和載荷標尺(30)。測溫機構(5)的熱電偶固定杆(33)裝有熱電偶(34)；電機控制器(2)與電機(7)電連接；熱電偶(34)與無紙溫度記錄儀(6)電連接。本實用新型具有結構簡單、成本低、維修方便和通用性強的特點。
【專利說明】
一種材料磨損的試驗裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種磨損試驗技術領域。尤其涉及一種材料磨損的試驗裝置。
【背景技術】
[0002]摩擦磨損在傳動領域是材料失效的主要形式之一，通常發生在相互接觸並發生相對運動的材料表面，摩擦過程中產生的溫度、接觸材料之間的接觸載荷和潤滑劑對磨損程度有很大的影響，因此研究材料的摩擦工況特性十分重要。目前新材料飛速發展，耐磨材料的研發也日益受到重視，對於基體材料和塗層材料的抵抗摩擦磨損性能的檢測是必不可少的，在研究基體材料耐磨性的檢測領域，摩擦磨損試驗裝置是一種常見且實用的測試設備。
[0003]現有摩擦磨損檢測設備很少同時考慮載荷、潤滑劑、磨損量及磨損溫度測量的綜合進行，如「一種實時觀測與記錄微動摩擦磨損的裝置」(CN201110271627.7)，不能有效對材料包括溫度等摩擦磨損特性進行預判，同時現有的摩擦磨損實驗裝備多價格昂貴，設備複雜，零部件更換不易，使用領域對於材料要求比較苛刻等，甚至一旦某部零部件損壞，整個裝置就無法使用，需要整體更換。
【發明內容】
[0004]本實用新型旨在克服現有技術缺陷，目的在於提供一種結構簡單、成本低廉、維修方便和通用性強的材料磨損的試驗裝置。
[0005]為實現上述目的，本實用新型採用的技術方案是:所述試驗裝置由摩擦機構、電機控制器、流量控制機構、磨損測量機構、測溫機構和無紙溫度記錄儀組成。
[0006]所述摩擦機構由電機、工作檯、可旋轉壓梁座、壓梁、磨盤、試樣固定套和壓梁定位板組成。電機固定在工作檯的面板下平面，電機與磨盤軸連接;工作檯的面板固定有壓梁定位板和可旋轉壓梁座，壓梁定位板位於磨盤的右側，可旋轉壓梁座位於磨盤的左側。可旋轉壓梁座的上部鉸接有壓梁，壓梁的另一端與壓梁定位板的後側面相接觸，壓梁的下平面裝有試樣固定套，試樣固定套位於磨盤半徑0.6?0.8倍處的正上方，試樣裝在試樣固定套內。
[0007]所述流量控制機構由下橫梁、垂直杆、上橫梁、潤滑劑容器、增壓器、滑動閥和滴管組成。工作檯的面板固定有垂直杆，垂直杆位於可旋轉壓梁座右側，垂直杆的上端固定有上橫梁，上橫梁的伸出端端部裝有潤滑劑容器，靠近垂直杆的下部固定有下橫梁。下橫梁的伸出端端部裝有滴管，潤滑劑容器通過軟管依次與增壓器、滑動閥和滴管連接。
[0008]所述磨損測量機構由加載立柱、壓頭、彈簧、滑塊、絲杆座、絲杆、轉輪、載荷指針和磨損指針組成。工作檯的面板上固定有加載立柱，加載立柱位於壓梁定位板的正後方，加載立柱的前側面開有「T」形導槽，加載立柱的右側面設有磨損標尺和載荷標尺。「T」形導槽內由下往上依次裝有壓頭和滑塊，壓頭和滑塊通過彈簧連接，絲杆座固定在加載立柱的上部，絲杆的下端穿過絲杆座中心與滑塊球鉸，絲杆的上端固定有轉輪。
[0009]壓頭和滑塊的右側面對應地裝有磨損指針和載荷指針，所述磨損指針和載荷指針指向對應的磨損標尺和載荷標尺。
[0010]所述測溫機構由熱電偶固定杆、熱電偶和支柱組成。在工作檯的面板固定有支柱，支柱位於壓梁定位板右側，支柱固定有熱電偶固定杆，熱電偶固定杆的伸出端端部裝有熱電偶，熱電偶測量端和試樣的凹槽緊密相接觸。
[0011]電機控制器和無紙溫度記錄儀分別固定在工作檯的面板上。電機控制器的R、S和T三個接線腳通過電線與所述電機的U、V和W三個接線端對應連接;所述熱電偶的L、N兩個接線腳通過電線與無紙溫度記錄儀的L、N兩個接線口連接。
[0012]所述可旋轉壓梁座9由底板、「凸」形螺杆和壓梁座組成;壓梁座為方塊，方塊上部的中間位置處開有通槽，通槽兩側開有通孔，通孔通過銷柱與壓梁活動連接，所述方塊下端面中心處開有螺孔;底板為方形塊，方形塊的中心設有沉孔，沉孔中心開有通孔，在沉孔周邊均勻分布有2?4個螺孔；「凸」形螺杆呈螺栓狀，「凸」形螺杆穿過所述通孔與壓梁座螺紋連接，「凸」形螺杆與底板活動連接。
[0013]所述試樣固定套的外形為圓柱體凸臺，圓柱體凸臺上端面中心位置處開有錐孔，下端面中心位置處開有圓孔，所述錐孔中心線和圓孔中心線為同一條直線，所述錐孔和圓孔相通;圓柱形凸臺的上部設有外螺紋，圓柱形凸臺的下部沿徑向方向開有螺孔，所示圓孔與所述螺孔相通。
[0014]所述壓頭是由為方塊和「T」型塊組成的整體，方塊下平面的中心位置處設有圓柱體。
[0015]所述試樣的形狀為帶有開口槽的圓柱體，或為帶有開口槽的方柱體。
[0016]由於採用上述技術方案，本實用新型與現有技術相比具有如下積極效果:
[0017]本實用新型由摩擦機構、電機控制器、流量控制機構、磨損測量機構、測溫機構和無紙溫度記錄儀組成。通過調節電機的轉速、潤滑劑的流量和加載磨損載荷，即可實現不同條件下的材料摩擦磨損試驗，結構簡單，維修方便。
[0018]本實用新型通過調節電機控制器，使電機獲得不同轉速，實現了磨盤與試樣接觸時的不同摩擦速度;熱電偶將採集到的摩擦過程中的溫度信號傳遞到無紙溫度記錄儀，在無紙溫度記錄儀的面板上則能顯示出磨損溫度變化曲線，也能顯示出磨損點的瞬間溫度值;通過無紙溫度記錄儀的USB接口還能將測量到的磨損溫度數據導出。
[0019]試樣固定套的圓孔用於安放試樣，試樣固定套的錐孔可以穩定地疏導潤滑劑，也可以在試驗完成後便於卸掉試樣;在試樣固定套的螺孔中安裝螺釘，可對試樣進行定位。
[0020]滑動閥控制滴管中潤滑劑的滴下速度，潤滑劑容器中液面的改變量表明摩擦試驗中潤滑劑的消耗量，配合秒表記錄一段時間內滴管中滴下的液滴數量和潤滑劑容器中液面的下降量，可確定摩擦磨損過程中潤滑劑的添加率(即單位時間內滴到磨損面上潤滑劑的體積)。
[0021]壓頭和壓梁接觸，載荷指針初始位置與載荷標尺的「O」位對齊，磨損指針初始位置與磨損標尺的「O」位對齊;轉動轉輪使絲杆推動滑塊向下移動並壓縮彈簧，滑塊移動後的載荷指針在載荷標尺上所指的尺度即為加載載荷值;試樣磨損完成後，緊密接觸壓梁的壓頭向下移動，磨損指針在磨損標尺上所指的尺度即為磨損值。
[0022]本實用新型可實現在不同摩擦速度時的材料磨損量和磨損截面溫度場的測量，也可實現不同潤滑劑和不同添加率時的材料磨損量和磨損截面溫度場的測量，也可實現不同載荷時的材料磨損量和磨損截面溫度場的測量，還可實現摩擦速度、潤滑劑、載荷混合改變時的材料磨損量和磨損截面溫度場的測量，通用性強。
[0023]本實用新型在使用時:載荷加載範圍為30?130N，磨損測量範圍I?20mm;磨盤11的轉速為321'/111；[11、481'/111；[11、641'/111；[11和801'/111；[11中的一種;溫度測量範圍為50~1100°C。磨損量測量精度可達0.1_，提高了測試結果的精確性。本實用新型可根據需要選用不同型號的熱電偶，以滿足測量條件的多樣化;本實用新型待測量的試樣13的外形可以是圓形，也可以是方形，降低了試樣13外形尺寸的要求;通用性強，降低了試驗成本。
[0024]因此，本實用新型具有結構簡單、成本低、維修方便和通用性強的特點。
【附圖說明】
[0025]圖1是本實用新型的一種結構不意圖；
[0026]圖2是圖1中摩擦機構I的結構示意圖；
[0027]圖3是圖1中流量控制機構3的放大結構示意圖；
[0028]圖4是圖1中磨損測量機構4的放大結構示意圖；
[0029]圖5是圖4的右視不意圖；
[0030]圖6是圖1中磨損測溫機構5的放大結構示意圖；
[0031]圖7是圖2可旋轉壓梁座9的剖面放大示意圖；
[0032]圖8是圖2中試樣固定套12的剖面放大示意圖；
[0033]圖9是圖5中壓頭23的俯視放大示意圖；
[0034]圖10是圖5中A-A剖面放大示意圖；
[0035]圖11是電機控制器2與電機7的電連接示意圖；
[0036]圖12是熱電偶34與無紙溫度記錄儀6的電連接示意圖。
【具體實施方式】
[0037]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步的描述，並非對其保護範圍的限制。
[0038]實施例1
[0039]—種材料磨損的試驗裝置。如圖1所示，所述試驗裝置由摩擦機構1、電機控制器2、流量控制機構3、磨損測量機構4、測溫機構5和無紙溫度記錄儀6組成。
[0040]如圖2所示，所述摩擦機構I由電機7、工作檯8、可旋轉壓梁座9、壓梁10、磨盤11、試樣固定套12和壓梁定位板14組成。電機7固定在工作檯8的面板下平面，電機7與磨盤11軸連接。工作檯8的面板固定有壓梁定位板14和可旋轉壓梁座9，壓梁定位板14位於磨盤11的右偵U，可旋轉壓梁座9位於磨盤11的左側。可旋轉壓梁座9的上部鉸接有壓梁10，壓梁10的另一端與壓梁定位板14的後側面相接觸，壓梁10的下平面裝有試樣固定套12，試樣固定套12位於磨盤11半徑0.6?0.7倍處的正上方，試樣13裝在試樣固定套內。
[0041]如圖1和圖3所示，所述流量控制機構3由下橫梁15、垂直杆16、上橫梁17、潤滑劑容器18、增壓器19、滑動閥20和滴管21組成。工作檯8的面板固定有垂直杆16，垂直杆16位於可旋轉壓梁座9右側，垂直杆16的上端固定有上橫梁17，上橫梁17的伸出端端部裝有潤滑劑容器18，靠近垂直杆16的下部固定有下橫梁15。下橫梁15的伸出端端部裝有滴管21，潤滑劑容器18通過軟管依次與增壓器19、滑動閥20和滴管21連接。
[0042]如圖1、圖4和圖5所示，所述磨損測量機構4由加載立柱22、壓頭23、彈簧24、滑塊25、絲杆座26、絲杆27、轉輪28、載荷指針29和磨損指針31組成。工作檯8的面板上固定有加載立柱22，加載立柱22位於壓梁定位板14的正後方，加載立柱22的前側面開有「T」形導槽39，加載立柱22的右側面設有磨損標尺32和載荷標尺30。如圖4和圖5所示，「T」形導槽39內由下往上依次裝有壓頭23和滑塊25，壓頭23和滑塊25通過彈簧24連接，絲杆座26固定在加載立柱22的上部，絲杆27的下端穿過絲杆座26中心與滑塊25球鉸，絲杆27的上端固定有轉輪28。
[0043]如圖4和圖5所示，壓頭23和滑塊25的右側面對應地裝有磨損指針31和載荷指針29，所述磨損指針31和載荷指針29指向對應的磨損標尺32和載荷標尺30。
[0044]如圖1和圖6所示，所述測溫機構5由熱電偶固定杆33、熱電偶34和支柱35組成。在工作檯8的面板固定有支柱35，支柱35位於壓梁定位板14右側，支柱35固定有熱電偶固定杆33，熱電偶固定杆33的伸出端端部裝有熱電偶34，熱電偶34測量端和試樣13的凹槽緊密相接觸。
[0045]如圖1所示，電機控制器2和無紙溫度記錄儀6分別固定在工作檯8的面板上。如圖11所示，電機控制器2的R、S和T三個接線腳通過電線與所述電機7的U、V和W三個接線端對應連接。如圖12所示，所述熱電偶34的L、N兩個接線腳通過電線與無紙溫度記錄儀6的L、N兩個接線口連接。
[0046]如圖7所示，所述可旋轉壓梁座9由底板36、「凸」形螺杆37和壓梁座38組成。壓梁座38為方塊，方塊上部的中間位置處開有通槽，通槽兩側開有通孔，通孔通過銷柱與壓梁10活動連接。所述方塊下端面中心處開有螺孔。底板36為方形塊，方形塊的中心設有沉孔，沉孔中心開有通孔，在沉孔周邊均勻分布有2?4個螺孔。「凸」形螺杆37呈螺栓狀，「凸」形螺杆37穿過所述通孔與壓梁座38螺紋連接，「凸」形螺杆37與底板36活動連接。
[0047]如圖8所示，所述試樣固定套12的外形為圓柱體凸臺，圓柱體凸臺上端面中心位置處開有錐孔，下端面中心位置處開有圓孔，所述錐孔中心線和圓孔中心線為同一條直線，所述錐孔和圓孔相通。圓柱形凸臺的上部設有外螺紋，圓柱形凸臺的下部沿徑向方向開有螺孔，所示圓孔與所述螺孔相通。
[0048]如圖8所示，所述壓頭23是由為方塊和「T」型塊組成的整體，方塊下平面的中心位置處設有圓柱體。
[0049]本實施例在使用時:待測量的試樣13的形狀為帶有開口槽的方柱體;載荷加載範圍為30?100N;磨損測量範圍0.1~10謹;磨盤11的轉速為32^11^11、或為48^1^11;溫度測量範圍為50?700 °C。
[0050]實施例2
[0051]一種材料磨損的試驗裝置。除下述情形外，其餘同實施例1。
[0052]試樣固定套位於磨盤半徑0.7-0.8倍處的正上方。
[0053]本實施例在使用時:待測量的試樣13的形狀為帶有開口槽的圓柱體;載荷加載範圍為50?130N，磨損測量範圍I?20mm;磨盤11的轉速為641'/111；[11或為801'/111；[11中的一種;溫度測量範圍為200?IlOOcC。
[0054]本【具體實施方式】與現有技術相比具有如下積極效果:
[0055]本【具體實施方式】由摩擦機構1、電機控制器2、流量控制機構3、磨損測量機構4、測溫機構5和無紙溫度記錄儀6組成。通過調節電機7的轉速、潤滑劑的流量和加載磨損載荷，即可實現不同條件下的材料摩擦磨損試驗，結構簡單，維修方便。
[0056]本【具體實施方式】通過調節電機控制器2，使電機7獲得不同轉速，實現了磨盤11與試樣13接觸時的不同摩擦速度;熱電偶34將採集到的摩擦過程中的溫度信號傳遞到無紙溫度記錄儀6，在無紙溫度記錄儀6的面板上則能顯示出磨損溫度變化曲線，也能顯示出磨損點的瞬間溫度值;通過無紙溫度記錄儀6的USB接口還能將測量到的磨損溫度數據導出。
[0057]試樣固定套12的圓孔用於安放試樣13，試樣固定套12的錐孔可以穩定地疏導潤滑劑，也可以在試驗完成後便於卸掉試樣13;在試樣固定套12的螺孔中安裝螺釘，可對試樣13進行定位。
[0058]滑動閥20控制滴管21中潤滑劑的滴下速度，潤滑劑容器18中液面的改變量表明摩擦試驗中潤滑劑的消耗量，配合秒表記錄一段時間內滴管21中滴下的液滴數量和潤滑劑容器18中液面的下降量，可確定摩擦磨損過程中潤滑劑的添加率即單位時間內滴到磨損面上潤滑劑的體積。
[0059]壓頭23和壓梁10接觸，載荷指針29初始位置與載荷標尺30的「O」位對齊，磨損指針31初始位置與磨損標尺32的「O」位對齊;轉動轉輪28使絲杆27推動滑塊25向下移動並壓縮彈簧24，滑塊25移動後的載荷指針29在載荷標尺30上所指的尺度即為加載載荷值;試樣13磨損完成後，緊密接觸壓梁10的壓頭23向下移動，磨損指針31在磨損標尺32上所指的尺度即為磨損值。
[0060]本【具體實施方式】可實現在不同摩擦速度時的材料磨損量和磨損截面溫度場的測量，也可實現不同潤滑劑和不同添加率時的材料磨損量和磨損截面溫度場的測量，也可實現不同載荷時的材料磨損量和磨損截面溫度場的測量，還可實現摩擦速度、潤滑劑、載荷混合改變時的材料磨損量和磨損截面溫度場的測量，通用性強。
[0061 ]本【具體實施方式】在使用時:載荷加載範圍為30?130N，磨損測量範圍I?20mm;磨盤11的轉速為321'/111；[11、481'/111；[11、641'/111；[11和801'/111；[11中的一種;溫度測量範圍為50~1100°C。磨損量測量精度可達0.1_，提高了測試結果的精確性。本【具體實施方式】可根據需要選用不同型號的熱電偶，以滿足測量條件的多樣化;本【具體實施方式】待測量的試樣13的外形可以是圓形，也可以是方形，降低了試樣13外形尺寸的要求;通用性強，降低了試驗成本。
[0062]因此，本【具體實施方式】具有結構簡單、成本低、維修方便和通用性強的特點。
【主權項】
1.一種材料磨損的試驗裝置，其特徵在於所述試驗裝置由摩擦機構(I)、電機控制器(2)、流量控制機構(3)、磨損測量機構(4)、測溫機構(5)和無紙溫度記錄儀(6)組成； 所述摩擦機構(I)由電機(7)、工作檯(8)、可旋轉壓梁座(9)、壓梁(10)、磨盤(11)、試樣固定套(12)和壓梁定位板(14)組成；電機(7)固定在工作檯(8)的面板下平面，電機(7)與磨盤(11)軸連接;工作檯(8)的面板固定有壓梁定位板(14)和可旋轉壓梁座(9)，壓梁定位板(14)位於磨盤(11)的右側，可旋轉壓梁座(9)位於磨盤(11)的左側；可旋轉壓梁座(9)的上部鉸接有壓梁(10)，壓梁(10)的另一端與壓梁定位板(14)的後側面相接觸，壓梁(10)的下平面裝有試樣固定套(12)，試樣固定套(12)位於磨盤(11)半徑0.6?0.8倍處的正上方； 所述流量控制機構(3)由下橫梁(15)、垂直杆(16)、上橫梁(17)、潤滑劑容器(18)、增壓器(19)、滑動閥(20)和滴管(21)組成；工作檯(8)的面板固定有垂直杆(16)，垂直杆(16)位於可旋轉壓梁座(9)右側，垂直杆(16)的上端固定有上橫梁(17)，上橫梁(17)的伸出端端部裝有潤滑劑容器(18)，靠近垂直杆(16)的下部固定有下橫梁(15);下橫梁(15)的伸出端端部裝有滴管(21)，潤滑劑容器(18)通過軟管依次與增壓器(19)、滑動閥(20)和滴管(21)連接； 所述磨損測量機構(4)由加載立柱(22)、壓頭(23)、彈簧(24)、滑塊(25)、絲杆座(26)、絲杆(27)、轉輪(28)、載荷指針(29)和磨損指針(31)組成;工作檯(8)的面板上固定有加載立柱(22)，加載立柱(22)位於壓梁定位板(14)的正後方，加載立柱(22)的前側面開有「T」形導槽(39)，加載立柱(22)的右側面設有磨損標尺(32)和載荷標尺(30); 「T」形導槽(39)內由下往上依次裝有壓頭(23)和滑塊(25)，壓頭(23)和滑塊(25)通過彈簧(24)連接，絲杆座(26)固定在加載立柱(22)的上部，絲杆(27)的下端穿過絲杆座(26)中心與滑塊(25)球鉸，絲杆(27)的上端固定有轉輪(28); 壓頭(23)和滑塊(25)的右側面對應地裝有磨損指針(31)和載荷指針(29)，所述磨損指針(31)和載荷指針(29)指向對應的磨損標尺(32)和載荷標尺(30)； 所述測溫機構(5)由熱電偶固定杆(33)、熱電偶(34)和支柱(35)組成;在工作檯(8)的面板固定有支柱(35)，支柱(35)位於壓梁定位板(14)右側，支柱(35)固定有熱電偶固定杆(33)，熱電偶固定杆(33)的伸出端端部裝有熱電偶(34); 電機控制器(2)和無紙溫度記錄儀(6)分別固定在工作檯(8)的面板上；電機控制器(2)的R、S和T三個接線腳通過電線與所述電機(7)的U、V和W三個接線端對應連接;所述熱電偶(34)的L、N兩個接線腳通過電線與無紙溫度記錄儀(6)的L、N兩個接線口連接。2.根據權利要求1所述材料磨損的試驗裝置，其特徵在於所述可旋轉壓梁座(9)由底板(36)、「凸」形螺杆(37)和壓梁座(38)組成;壓梁座(38)為方塊，方塊上部的中間位置處開有通槽，通槽兩側開有通孔，通孔通過銷柱與壓梁(1)活動連接，所述方塊下端面中心處開有螺孔;底板(36)為方形塊，方形塊的中心設有沉孔，沉孔中心開有通孔，在沉孔周邊均勻分布有2?4個螺孔；「凸」形螺杆(37)呈螺栓狀，「凸」形螺杆(37)穿過所述通孔與壓梁座(38)螺紋連接，「凸」形螺杆(37)與底板(36)活動連接。3.根據權利要求1所述材料磨損的試驗裝置，其特徵在於所述試樣固定套(12)的外形為圓柱體凸臺，圓柱體凸臺上端面中心位置處開有錐孔，下端面中心位置處開有圓孔，所述錐孔中心線和圓孔中心線為同一條直線，所述錐孔和圓孔相通；圓柱形凸臺的上部設有外螺紋，圓柱形凸臺的下部沿徑向方向開有螺孔，所示圓孔與所述螺孔相通。4.根據權利要求1所述材料磨損的試驗裝置，其特徵在於所述壓頭(23)是由為方塊和「T」型塊組成的整體，方塊下平面的中心位置處設有圓柱體。
【文檔編號】G01N3/56GK205691448SQ201620568874
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月13日 公開號201620568874.1, CN 201620568874, CN 205691448 U, CN 205691448U, CN-U-205691448, CN201620568874, CN201620568874.1, CN205691448 U, CN205691448U
【發明人】劉升, 閆文青, 徐光
【申請人】武漢科技大學