專利名稱：實(shí)時(shí)觀測(cè)與記錄微動(dòng)摩擦磨損的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種實(shí)時(shí)觀測(cè)與記錄微動(dòng)摩擦磨損的設(shè)備。
背景技術(shù)：
微動(dòng)是指在機(jī)械振動(dòng)、疲勞載荷、電磁振動(dòng)或熱循環(huán)等交變載荷作用下，接觸表面間發(fā)生的振幅極小的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(位移幅值一般為微米量級(jí))，這些接觸表面通常名義上是靜止的，即微動(dòng)發(fā)生在“堅(jiān)固”配合的機(jī)械部件中。在球/平面接觸條件下，微動(dòng)可分為四種基本運(yùn)行模式切向微動(dòng)、徑向微動(dòng)、轉(zhuǎn)向微動(dòng)、扭動(dòng)微動(dòng)。目前，基于摩擦的實(shí)驗(yàn)，我們的分析手段有一方面，只有在做完一定周期的實(shí)驗(yàn)之后，將試樣取出才能觀察其形貌特征；另一方面，利用實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采集的數(shù)據(jù)，作出不同循環(huán)周期下的力——角位移幅值圖；結(jié)合二方面的結(jié)果可分析預(yù)定的時(shí)刻，摩擦副運(yùn)行于哪個(gè)區(qū)。但對(duì)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中試樣發(fā)生的微小動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)變化卻無(wú)法得知，從而無(wú)從清楚得知微動(dòng)過(guò)程中在不同工況下，損傷的發(fā)生與循環(huán)次數(shù)的準(zhǔn)確動(dòng)態(tài)關(guān)系、如損傷由犁溝等轉(zhuǎn)變?yōu)閯兟渌?jīng)歷的準(zhǔn)確循環(huán)次數(shù)；從而無(wú)法對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)與使用維護(hù)提供更加準(zhǔn)確的試驗(yàn)依據(jù)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種實(shí)時(shí)觀測(cè)與記錄微動(dòng)摩擦磨損的設(shè)備，該設(shè)備適用于任何微動(dòng)運(yùn)行模式，可以實(shí)時(shí)觀察并記錄透明試件動(dòng)態(tài)的形貌特征，進(jìn)而分析得出損傷的發(fā)生與循環(huán)次數(shù)的準(zhǔn)確動(dòng)態(tài)關(guān)系、能對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)與使用維護(hù)提供更加準(zhǔn)確的試驗(yàn)依據(jù)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為一種實(shí)時(shí)觀測(cè)與記錄微動(dòng)摩擦磨損的設(shè)備，其特征在于設(shè)備的機(jī)架的頂板螺紋固定于微動(dòng)摩擦試驗(yàn)臺(tái)的平面試樣夾具螺紋連接孔中；機(jī)架內(nèi)的鏡筒的上端與頂板固定連接，鏡筒的下端與放大鏡相連，鏡筒的內(nèi)腔中設(shè)有方向向下的光源，鏡筒的內(nèi)腔中還設(shè)有攝像頭；攝像頭經(jīng)連接線與電腦電連接。機(jī)架的底板底面開(kāi)有夾持平面試樣的夾槽，放大鏡正下方的底板部位開(kāi)有與夾槽貫穿的通孔。該設(shè)備的使用方法及工作過(guò)程為將透明的平面試樣安裝在底板的夾槽中，將球面試樣安裝在微動(dòng)摩擦試驗(yàn)臺(tái)的球面試樣夾具上。開(kāi)通光源，該光源發(fā)出的光，依次通過(guò)鏡筒的內(nèi)腔、放大鏡、底板上的通孔照亮透明的平面試樣；同時(shí)開(kāi)啟攝像頭，由攝像頭對(duì)照亮并放大后的平面試樣實(shí)驗(yàn)區(qū)進(jìn)行攝像；啟動(dòng)微動(dòng)摩擦試驗(yàn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)球面試樣，使平面試樣與球面試樣保持設(shè)定載荷下相對(duì)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行微動(dòng)摩擦試驗(yàn)。在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，計(jì)算機(jī)記錄相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)工況，循環(huán)次數(shù)，計(jì)算機(jī)同步記錄攝像頭拍攝的平面試樣的形貌特征。從而實(shí)驗(yàn)完成后不僅能夠得到整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中動(dòng)態(tài)的力——角位移幅值圖而且能夠得到動(dòng)態(tài)變化各個(gè)循環(huán)次數(shù)的形貌特征。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是[0011]一、該設(shè)備可以安裝于任何微動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，適用于任何微動(dòng)運(yùn)行模式?？梢詫?shí)時(shí)觀察并記錄透明試件動(dòng)態(tài)變化的、在各個(gè)循環(huán)次數(shù)下的形貌特征，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程被錄制存檔， 故可在任何時(shí)候看到任意時(shí)刻的磨損情況，也可得到任意瞬時(shí)的磨斑形貌圖。結(jié)合力一角位移幅值可以分析出損傷的發(fā)生與循環(huán)次數(shù)的準(zhǔn)確動(dòng)態(tài)關(guān)系、從而能對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)與使用維護(hù)提供更加準(zhǔn)確的試驗(yàn)依據(jù)。二、針對(duì)于相同工況的實(shí)驗(yàn)可以通過(guò)視頻同步觀察不同周期的磨損情況，從而準(zhǔn)確判斷實(shí)驗(yàn)的暫停和終止時(shí)機(jī)，在暫停和終止時(shí)可另行采用高倍的照相設(shè)備以準(zhǔn)確獲得損傷機(jī)理變化瞬間的高倍形貌圖。即能更好的分析出工件磨損的機(jī)理和規(guī)律，同時(shí)也能夠減少摩擦試驗(yàn)臺(tái)的無(wú)謂運(yùn)行時(shí)間提高實(shí)驗(yàn)效率，延長(zhǎng)試驗(yàn)臺(tái)的使用壽命。上述的底板的夾槽側(cè)壁上有鎖緊孔，鎖緊螺母螺紋連接于鎖緊孔中。這樣可以方便的將平面試樣鎖緊在夾槽中同時(shí)也方便平面試樣的拆卸。上述的鏡筒的下端與放大鏡相連的具體結(jié)構(gòu)為鏡筒的下端設(shè)有縱向的連接槽， 連接槽內(nèi)安裝有連接軌，連接軌的下表面連接至少一個(gè)放大鏡。這樣可以方便調(diào)節(jié)放大鏡的縱向位置使其對(duì)準(zhǔn)平面試樣的試驗(yàn)區(qū)。同時(shí)可以安裝多個(gè)放大鏡，根據(jù)需要將放大倍數(shù)適配的放大鏡調(diào)至對(duì)準(zhǔn)位置，從而使放大倍數(shù)的調(diào)節(jié)非常方便。上述的鏡筒的內(nèi)腔中設(shè)有方向向下的光源的具體方式是鏡筒外的激光發(fā)生器的光纖頭穿過(guò)鏡筒壁置于鏡筒的內(nèi)腔壁上。這種光源其亮度高并且安裝方便，維護(hù)簡(jiǎn)單。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的機(jī)架的底板的仰視結(jié)構(gòu)示意具體實(shí)施方式
實(shí)施例圖1示出，本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施方式
是，一種實(shí)時(shí)觀測(cè)與記錄微動(dòng)摩擦磨損的設(shè)備，其組成是設(shè)備的機(jī)架2的頂板6螺紋固定于微動(dòng)摩擦試驗(yàn)臺(tái)1的平面試樣夾具螺紋連接孔中；機(jī)架2內(nèi)的鏡筒7的上端與頂板6固定連接，鏡筒7的下端與放大鏡4相連，鏡筒 7的內(nèi)腔中設(shè)有方向向下的光源，鏡筒7的內(nèi)腔中還設(shè)有攝像頭；攝像頭經(jīng)連接線與電腦電連接。機(jī)架的底板5底面開(kāi)有夾持平面試樣的夾槽5a，放大鏡4正下方的底板5部位開(kāi)有與夾槽5a貫穿的通孔5b。圖1及圖2示出，本例的底板5的夾槽5a側(cè)壁開(kāi)有鎖緊孔，鎖緊螺母5c螺紋連接于鎖緊孔中。圖1示出，本例的鏡筒7的下端與放大鏡4相連的具體結(jié)構(gòu)為鏡筒7的下端設(shè)有縱向的連接槽，連接槽內(nèi)安裝有連接軌5，連接軌5的下表面連接至少一個(gè)放大鏡4。本例的鏡筒7的內(nèi)腔中設(shè)有方向向下的光源的具體方式是鏡筒7外的激光發(fā)生器的光纖頭穿過(guò)鏡筒7壁置于鏡筒7的內(nèi)腔壁上。
權(quán)利要求1.一種實(shí)時(shí)觀測(cè)與記錄微動(dòng)摩擦磨損的設(shè)備，其特征在于設(shè)備的機(jī)架(2)的頂板(6)螺紋固定于微動(dòng)摩擦試驗(yàn)臺(tái)(1)的平面試樣夾具螺紋連接孔中；機(jī)架(2)內(nèi)的鏡筒(7)的上端與頂板(6)固定連接，鏡筒(7)的下端與放大鏡(4)相連，鏡筒(7)的內(nèi)腔中設(shè)有方向向下的光源，鏡筒(7)的內(nèi)腔中還設(shè)有攝像頭；攝像頭經(jīng)連接線與電腦電連接。機(jī)架的底板(5)底面開(kāi)有夾持平面試樣的夾槽(5a)，放大鏡(4)正下方的底板(5)部位開(kāi)有與夾槽(5a)貫穿的通孔(5b)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)時(shí)觀測(cè)與記錄微動(dòng)摩擦磨損的設(shè)備，其特征在于所述底板(5)的夾槽(5)側(cè)壁上有鎖緊孔，鎖緊螺母(5c)螺紋連接于鎖緊孔中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)時(shí)觀測(cè)與記錄微動(dòng)摩擦磨損的設(shè)備，其特征在于所述的鏡筒(7)的下端與放大鏡(4)相連的具體結(jié)構(gòu)為鏡筒(7)的下端設(shè)有縱向的連接槽， 連接槽內(nèi)安裝有連接軌(8)，連接軌(8)的下表面連接至少一個(gè)放大鏡(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)時(shí)觀測(cè)與記錄微動(dòng)摩擦磨損的設(shè)備，其特征在于所述的鏡筒(7)的內(nèi)腔中設(shè)有方向向下的光源的具體方式是鏡筒(7)外的激光發(fā)生器的光纖頭穿過(guò)鏡筒(7)壁置于鏡筒(7)的內(nèi)腔壁上。
專利摘要一種實(shí)時(shí)觀測(cè)與記錄微動(dòng)摩擦磨損的設(shè)備，設(shè)備的機(jī)架的頂板螺紋固定于微動(dòng)摩擦試驗(yàn)臺(tái)的平面試樣夾具螺紋連接孔中；機(jī)架內(nèi)的鏡筒的上端與頂板固定連接，鏡筒的下端與放大鏡相連，鏡筒的內(nèi)腔中設(shè)有方向向下的光源，鏡筒的內(nèi)腔中還設(shè)有攝像頭；攝像頭經(jīng)連接線與電腦電連接。機(jī)架的底板底面開(kāi)有夾持平面試樣的夾槽，放大鏡正下方的底板部位開(kāi)有與夾槽貫穿的通孔。該設(shè)備適用于任何微動(dòng)運(yùn)行模式，可以實(shí)時(shí)觀察并記錄透明試件動(dòng)態(tài)的形貌特征，進(jìn)而分析得出損傷的發(fā)生與循環(huán)次數(shù)的準(zhǔn)確動(dòng)態(tài)關(guān)系、能對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)與使用維護(hù)提供更加準(zhǔn)確的試驗(yàn)依據(jù)。
文檔編號(hào)G01N3/56GK202229998SQ201120344190
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者周仲榮, 朱旻昊, 楊莎, 沈明學(xué), 莫繼良, 蔡振兵 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)