一種沖擊/切向復(fù)合運(yùn)動(dòng)微幅磨損試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微動(dòng)磨損試驗(yàn)裝置，具體涉及一種從兩個(gè)方向進(jìn)行復(fù)合運(yùn)動(dòng)的多功能微幅磨損的試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]沖擊磨損是兩個(gè)固體表面之間猶豫反復(fù)動(dòng)態(tài)接觸、撞擊所造成的表面損傷。在各類機(jī)械中，許多零部件都承受著不同程度的沖擊磨損，而由沖擊微動(dòng)磨損所引發(fā)的機(jī)械零部件失效廣泛存在于電力、石化、礦山機(jī)械、海洋機(jī)械、航空航天等領(lǐng)域，從帶來(lái)了較大的能源浪費(fèi)，給人民財(cái)產(chǎn)安全及國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)了巨大的損失。沖擊載荷會(huì)造成接觸表面破壞，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致機(jī)械零部件失效。在磨損失效的類型中，沖擊磨損可能是對(duì)材料最為不利、了解最少的一類磨損。為了研究這種磨損，到目前為止，國(guó)內(nèi)外已研制出多類型的試驗(yàn)機(jī)。
[0003]在實(shí)際工況中，零部件結(jié)構(gòu)不僅僅只受一個(gè)方向的沖擊力，同時(shí)也會(huì)因?yàn)榍邢虻奈⒎\(yùn)動(dòng)而加劇磨損過(guò)程。目前，現(xiàn)有的沖擊磨損試驗(yàn)機(jī)自動(dòng)化程度低，一般只是施加單一方向的沖擊力，而絕大部分沖擊磨損是一個(gè)多方向耦合損傷過(guò)程，因此，現(xiàn)有的此類裝置不能全面的來(lái)研究沖擊磨損行為。此外，實(shí)際工況中零部件的服役環(huán)境是復(fù)雜的，如高溫、高壓和真空環(huán)境等，而現(xiàn)有試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)條件有效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了改善上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種可實(shí)現(xiàn)沖擊/切向復(fù)合運(yùn)動(dòng)的微幅磨損試驗(yàn)裝置。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種沖擊/切向復(fù)合運(yùn)動(dòng)微幅磨損試驗(yàn)裝置，包括機(jī)架，設(shè)置于機(jī)架上的密封裝置;所述機(jī)架上設(shè)有位于密封裝置上方的第一電機(jī)，所述第一電機(jī)上依次連接第一壓力傳感器和用于安裝試樣夾具的第一直桿，所述第一直桿的底端伸入密封裝置內(nèi)；所述機(jī)架上還設(shè)有位于密封裝置一側(cè)的第二電機(jī)，所述第二電機(jī)上依次連接有第二壓力傳感器、第二直桿，所述第二直桿遠(yuǎn)離第二壓力傳感器的一端伸入密封裝置內(nèi)；所述密封裝置內(nèi)設(shè)有與第二直桿相接觸的切向運(yùn)動(dòng)裝置。
[0006]具體地，所述第一電機(jī)和第二電機(jī)均采用音圈電機(jī)。
[0007]具體地，所述第一直桿和第二直桿均為圓柱狀。
[0008]具體地，所述切向運(yùn)動(dòng)裝置包括設(shè)置于密封裝置底部的兩個(gè)直線導(dǎo)軌，設(shè)置于直線導(dǎo)軌上方并能夠相對(duì)直線導(dǎo)軌滑動(dòng)的夾具安裝底座，以及設(shè)置于夾具安裝底座上方并與夾具安裝底座相連的水容器;所述第二直桿與夾具安裝底座一側(cè)相接觸。
[0009]具體地，所述夾具安裝底座上還設(shè)有通孔，該通孔用于安裝加熱棒。
[0010]具體地，所述夾具安裝底座通過(guò)滑塊與直線導(dǎo)軌相連。
[0011]具體地，所述第一電機(jī)與第一壓力傳感器之間還設(shè)有阻尼沖頭。
[0012]具體地，所述機(jī)架上還設(shè)有控制第一電機(jī)升降的升降裝置。
[0013]具體地，所述升降裝置包括固定于機(jī)架上的伺服電機(jī)，與伺服電機(jī)相連的波紋聯(lián)軸器，與波紋聯(lián)軸器相連的滾珠絲桿副，以及設(shè)置于機(jī)架上的兩個(gè)直行導(dǎo)軌，所述第一電機(jī)通過(guò)第一電機(jī)安裝板滑動(dòng)連接于兩個(gè)直行導(dǎo)軌上;所述第一電機(jī)安裝板還與滾珠絲桿副相連。
[0014]具體地，所述伺服電機(jī)通過(guò)伺服電機(jī)固定板安裝于機(jī)架上。
[0015]具體地，所述滾珠絲杠副由螺母和絲桿組成;所述絲杠通過(guò)雙向軸承與波紋聯(lián)軸器相相連，所述雙向軸承通過(guò)軸承固定座與機(jī)架相連;所述螺母通過(guò)螺母固定座與第一電機(jī)安裝板相連。
[0016]具體地，所述密封裝置頂部設(shè)有供第一直桿穿過(guò)的第一動(dòng)密封法蘭，所述密封裝置側(cè)壁設(shè)有供第二直桿穿過(guò)的第二動(dòng)密封法蘭。
[0017]具體地，所述密封裝置頂部還設(shè)有供第一圓柱體直桿穿過(guò)的法蘭盤。
[0018]具體地，所述密封裝置包括密封箱，以及安裝于密封箱上的氣壓溫度表、第一進(jìn)出氣閥、第二進(jìn)出氣閥。
[0019]具體地，所述密封箱一側(cè)設(shè)有開口，在開口處設(shè)有密封箱門，且在開口處還設(shè)有橡膠圈，其作用是提高密封箱門和密封箱之間的密封效果。所述密封箱門上還設(shè)有觀察窗。所述密封箱門的鎖緊采用典型的手輪絲桿裝置。
[0020]本發(fā)明的原理:通過(guò)兩個(gè)電機(jī)分別帶動(dòng)兩個(gè)伸入密封裝置的直桿做豎直方向的沖擊運(yùn)動(dòng)和水平方向的切向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)沖-切耦合運(yùn)動(dòng)。試驗(yàn)中，沖擊力可控制在1?300牛頓，切向往復(fù)運(yùn)動(dòng)幅值最小可達(dá)到5μπι。兩個(gè)方向運(yùn)行頻率能達(dá)到50Hz以上。
[0021]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
本發(fā)明采用沖-切耦合的運(yùn)動(dòng)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)沖擊磨損和切向磨損的復(fù)合式磨損。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為本發(fā)明的正視圖。
[0024]圖3為本發(fā)明的側(cè)視圖。
[0025]圖4為本發(fā)明中升降裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖5為本發(fā)明中切向運(yùn)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]其中，附圖中標(biāo)記對(duì)應(yīng)的零部件名稱為:1_伺服電機(jī)，2-伺服電機(jī)固定板，3-阻尼沖頭，4-第一電機(jī)安裝板，5-第一壓力傳感器，6-第一直桿，7-氣壓溫度表，8-密封箱，9-第二電機(jī)，10-第二直桿，11-第二動(dòng)密封法蘭，12-手輪，13-第一動(dòng)密封法蘭，14-觀察窗，15-密封箱門，16-第一進(jìn)出氣閥，17-第二進(jìn)出氣閥，18-法蘭盤，19-第一電機(jī)，20-機(jī)架，21-第二壓力傳感器，22-橡膠圈，23-波紋聯(lián)軸器，24-直行軌道，25-軸承固定座，26-螺母，27-螺母固定座，28-絲桿，29-水容器，30-夾具安裝底座，31-通孔，32-直線導(dǎo)軌。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，本發(fā)明的實(shí)施方式包括但不限于下列實(shí)施例。實(shí)施例
[0029]如圖1?5所示，一種沖擊/切向復(fù)合運(yùn)動(dòng)微幅磨損試驗(yàn)裝置，包括機(jī)架20，設(shè)置于機(jī)架上的密封裝置;所述機(jī)架上設(shè)有位于密封裝置上方的第一電機(jī)19，所述第一電機(jī)上依次連接第一壓力傳感器5和用于安裝試樣夾具的第一直桿6，所述第一直桿的底端伸入密封裝置內(nèi)；所述機(jī)架上還設(shè)有位于密封裝置一側(cè)的第二電機(jī)9，所述第二電機(jī)上依次連接有第二壓力傳感器21和第二直桿10，所述第二直桿遠(yuǎn)離第二壓力傳感器的一端伸入密封裝置內(nèi)；所述密封裝置內(nèi)設(shè)有與第二直桿相連接的切向運(yùn)動(dòng)裝置。
[0030]作為一種優(yōu)選，所述機(jī)架為“L”型，所述密封裝置和第二電機(jī)設(shè)置于機(jī)架的橫向板上，所述第一電機(jī)設(shè)置于機(jī)架的豎向板上。而且機(jī)架采用延性鑄鐵整體澆鑄，強(qiáng)度高，從而可保證高頻測(cè)試下最優(yōu)阻尼性能和寬溫度范圍內(nèi)的尺寸穩(wěn)定性。
[0031]具體地，在實(shí)際使用時(shí)，可采用電機(jī)控制系統(tǒng)控制第一電機(jī)和第二電機(jī)的加載頻率、加載幅值及加載曲線類型；第一壓力傳感器和第二壓力傳感器分別對(duì)沖擊力和切向摩擦力進(jìn)行測(cè)量，本發(fā)明采用采集系統(tǒng)收集第一壓力傳感器和第二壓力傳感器所采集的模擬數(shù)據(jù)。
[0032]在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，第一壓力傳感器和第一直桿采用螺紋連接，第二壓力傳感器和第二直桿采用螺紋連接，這樣設(shè)置可以方便安裝和拆卸。作為一種優(yōu)選，第一直桿和第二直桿采用圓柱狀的直桿。
[0033]為了能夠更加方便的安裝和拆卸第一直桿，可將第一直桿的底端加工成矩形，便于用螺母扳手夾緊拆卸或安裝。
[0034]為了更加方便的將試樣夾具安裝在第一直桿上，故而在第一直桿底端設(shè)有內(nèi)螺紋，這樣安裝拆卸試樣夾具及其方便。
[0035]為了減小切向運(yùn)動(dòng)過(guò)程中第二直桿的變形，第二直桿采用高強(qiáng)度鋼制造而成。
[0036]使用時(shí)，本發(fā)明是通過(guò)第一電機(jī)和第二電機(jī)分別帶動(dòng)兩個(gè)伸入密封裝置的直桿做豎直方向的沖擊運(yùn)動(dòng)和水平方向的切向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)沖-切耦合運(yùn)動(dòng)。
[0037]作為一種優(yōu)選，所述第一電機(jī)和第二電機(jī)均采用音圈電機(jī)，具有高頻響、高精度的特點(diǎn)，能夠更好的實(shí)現(xiàn)沖一耦切耦合運(yùn)動(dòng)。第一壓力傳感器和第二壓力傳感器采用pcb壓力傳感器，其采集頻率和精度高，可以進(jìn)一步地提高本發(fā)明數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
[0038]具體地，所述切向運(yùn)動(dòng)裝置包括設(shè)置于密封裝置底部的兩個(gè)直線導(dǎo)軌32，設(shè)置于直線導(dǎo)軌上方并能夠相對(duì)直線導(dǎo)軌滑動(dòng)的夾具安裝底座30，以及設(shè)置于夾具安裝底座上方并與夾具安裝底座相連的水容器29;所述第二直桿與夾具安裝底座一側(cè)相接觸。其中，夾具安裝底座通過(guò)滑塊與直線導(dǎo)軌相連，且滑塊可在直線軌道上自由的滑動(dòng)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)夾具安裝底座和水容器在密封裝置內(nèi)滑動(dòng)。
[0039]作為一種優(yōu)選方式，所述夾具安裝底座上還設(shè)有通孔31。所述通孔個(gè)數(shù)可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置，主要用于安裝加熱棒，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)密封箱升溫，以滿足工況要求