往復式高溫高載摩擦磨損試驗設備的製作方法
2023-05-18 03:57:11 3
專利名稱：往復式高溫高載摩擦磨損試驗設備的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於摩擦磨損測試技術領域。涉及到一種新的往復式高溫高載摩擦磨損試驗方法和設備。
背景技術：
目前往複式摩擦磨損試驗機的現狀是(1)往復機構大多採用滑動方式來定位和導向，問題是摩擦力大、摩擦副的壽命短；有的局部摩擦副採用滾珠承載、尼龍平板保持架結構，但是滾珠與下試樣夾具地板間為點接觸，高載荷時的疲勞問題很難解決，下試樣夾具壽命很短。這些都影響了試驗機的壽命、工作的可靠性、試驗結果的準確性，限制了最大載荷的範圍。(2)上試樣夾具在垂直方向的運行也是採用滑動方式定位和導向，由於運動幅度很小，而靜摩擦較大，因此對載荷的準確性有較大的影響；而且由於微動帶來的疲勞磨損問題也直接影響了摩擦副的壽命及試驗結果的準確性。(3)對採用運動機構整體加熱的方法，由於往復機構運動導向零件選材的困難，限制了最高加熱溫度；對採用試樣底部局部加熱的方法，由於其地面載荷支撐機構為滑動接觸，帶來散熱和潤滑等許多問題，試驗溫度一般較低，在150℃以下。
發明內容
本實用新型的目的就是提供一種高溫、高載荷以及靜摩擦乾擾的往復式高溫高載摩擦磨損試驗設備。
本實用新型的構思是，運動定位機構均採用標準滾動軸承，好處是把以往的滑動摩擦改為滾動摩擦；摩擦係數在動件測量；試樣定向加熱和保溫；採用循環潤滑油同時實現冷卻和潤滑；實現在較高的溫度下施加高載荷，試驗結果的可靠性高、穩定性好。
本實用新型的解決方案是由軸承座1、偏心軸2、連杆3、固定板4、滑塊5、關節連接機構6、摩擦力傳感器7、下試樣夾具8、單向加熱爐11、承載滑板12、砝碼13、上試樣夾具14、上試樣夾具導向軸承15、槓桿16、機座17、進油孔18、承載滑板支撐軸承19、出油孔20、中心支撐板21、滑塊導向軸承22、進油孔23構成；偏心軸2由軸承座1固定於機座17，電動機與偏心軸直連；連杆3一端固定在偏軸2上，另一端與滑塊5相連，滑塊5在上、下、前、後四面由滑塊導向軸承22定位，滑塊5通過關節連接機構6一對與承載滑板12相連，在一對關節連接結構之間螺栓固定著摩擦力傳感器7。承載滑板12下面緊貼著兩列支撐軸承19固定在中心支撐板21在，承載滑板12的上面緊貼著單向加熱爐11，上試樣夾具14的前後左右4面緊貼著導向軸承15，砝碼13掛在槓桿16上，槓桿16直接安裝在機座17上；潤滑和冷卻油通入孔18、孔23和流出孔20在中心支撐板21上，並穿透機座17。
使用往復式高溫高載摩擦磨損試驗設備進行摩擦磨損試驗的方法，安裝上試樣9於上試樣夾具14，安裝下試樣10於下試樣夾具8；往槓桿16上添加砝碼13，施加的載荷為10～10000N；通過孔18和23注入潤滑和冷卻油，由孔20流出，進行循環；接通加熱爐11電源，加熱溫度為15～300℃；接通電機電源，設備運轉，下試樣10往復運動轉速5～1500rp/min。
本實用新型的主要優點是1、採用往復運動機構、下試樣底板支撐機構、上試樣垂直方向運動定位機構均採用標準滾動軸承，好處是把以往的滑動摩擦改為滾動摩擦，摩擦係數降低1～2個數量級；2、實現摩擦係數在動件測量，並且其準確性大大提高；3、載荷施加準確，排除了靜摩擦對上試樣運動機構摩擦力的幹擾，提高了載荷施加的準確性；4、標準軸承的摩擦副採用高質量軸承鋼製造，提高承載能力，額定施加最大載荷可達10000N，大大高於同類試驗機；最大程度減少運動機構的質量，減少往復運動的慣性力，使系統在800r/min時仍然平穩運轉；5、由於試樣的定向加熱和保溫作用，在試樣獲得較高溫度的同時，底部溫度較低，特別是滾動軸承支撐可以在下試樣承載地板下部保留足夠的空間，採用循環潤滑油同時實現冷卻和潤滑。
6、可以在較高的溫度下施加高載荷，試驗結果的可靠性高、穩定性好。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型進一步說明。
圖1是本實用新型的結構圖。
具體實施方式
1、把10mm×8mm×100mm的下試樣10安裝到下試樣夾具8中。
2、把15mm×10mm×10mm的上試樣9安裝到上試樣夾具14中。
3、抬起槓桿16，把安裝好上試樣的夾具14從上方裝入，直到與下試樣接觸。
4、放下槓桿16，選擇質量為200N的砝碼13，掛到槓桿16的加力端。
5、槓桿的比例為7∶1，此時施加到上下試樣之間的載荷為1400N。
6、接通220V電源，加熱器11開始加熱，同時接通油泵電源，潤滑和冷卻油通過孔18和23注入，由孔20流出，進行循環。設定加熱溫度為150℃，油泵流量為每分鐘2升。
7、接通電源，電機驅動偏心軸2旋轉，帶動連杆3把旋轉運動轉化為往復運動；8、連杆3驅動滑塊5，滑塊5在上、下、前、後四面由滑塊導向軸承22定位，每面有4塊額定載荷為500N的滾動向心軸承組成，沿4角均勻分布，共16塊。
9、滑塊導向軸承22承受偏心軸施加到連杆的側推力，並把主推力傳遞到關節連接機構6一對，關節連接結構採用額度載荷為1000N的關節軸承。
10、關節連接機構6實現滑塊5與承載滑板12之間的柔性連接。
11、在一對關節連接結構之間是摩擦力傳感器7，額度載荷為500N，允許超載50％。
12、承載滑板12下面是兩列支撐軸承19，承受全部垂直方向的載荷。每列有5塊額定載荷為1000N的單列向心球軸承構成。
13、承載滑板12的上面是單向加熱爐11，加熱爐的額定功率為200W。對其上面的下試樣夾具8加熱，下試樣10固定於下式樣夾具8內。
14、上試樣9固定於上試樣夾具14中。上試樣夾具14由導向軸承15(前後左右4面)導向，每面由4塊額定載荷為500N的單列向心球軸承構成，沿4角均勻分布，共16塊。
權利要求1.往復式高溫高載摩擦磨損試驗設備，其特徵在於，由軸承座(1)、偏心軸(2)、連杆(3)、固定板(4)、滑塊(5)、關節連接機構(6)、摩擦力傳感器(7)、下試樣夾具(8)、單向加熱爐(11)、承載滑板(12)、砝碼(13)、上試樣夾具(14)、上試樣夾具導向軸承(15)、槓桿(16)、機座(17)、進油孔(18)、承載滑板支撐軸承(19)、出油孔(20)、中心支撐板(21)、滑塊導向軸承(22)、進油孔(23)構成；偏心軸(2)由軸承座(1)固定於機座(17)，電動機與偏心軸直連；連杆(3)一端固定在偏軸(2)上，另一端與滑塊(5)相連，滑塊(5)在上、下、前、後四面由滑塊導向軸承(22)定位，滑塊(5)通過關節連接機構(6)(一對)與承載滑板(12)相連，在一對關節連接結構之間螺栓固定著摩擦力傳感器(7)；承載滑板(12)下面緊貼著兩列支撐軸承(19)固定在中心支撐板(21)在，承載滑板(12)的上面緊貼著單向加熱爐(11)，上試樣夾具(14)的前後左右4面緊貼著導向軸承(15)，砝碼(13)掛在槓桿(16)上，槓桿(16)直接安裝在機座(17)上；潤滑和冷卻油通入孔(18)、孔(23)和流出孔(20)在中心支撐板(21)上，並穿透機座(17)。
專利摘要往復式高溫高載摩擦磨損試驗設備屬於摩擦磨損測試技術領域。裝置的往復運動機構、下試樣底板支撐機構、上試樣垂直方向運動定位機構均採用標準滾動軸承，實現摩擦係數在動件測量，並且其準確性大大提高；載荷施加準確，排除了靜摩擦對上試樣運動機構摩擦力的幹擾，提高了載荷施加的準確性；標準軸承提高承載能力，額定施加最大載荷可達10000N；最大程度減少運動機構的質量，減少往復運動的慣性力，使系統在800r/min時平穩運轉；由於試樣的定向加熱和保溫作用，在試樣獲得較高溫度的同時，底部溫度較低，特別是滾動軸承支撐在下試樣承載地板下部保留足夠空間，採用循環潤滑油同時實現冷卻和潤滑。適用於摩擦磨損試驗領域。
文檔編號G01N3/00GK2854567SQ200520146140
公開日2007年1月3日 申請日期2005年12月31日 優先權日2005年12月31日
發明者徐久軍, 林炳鳳, 嚴立 申請人:大連海事大學