一種多功能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別涉及一種可進(jìn)行銷(xiāo)或球上摩擦副與往復(fù)下摩擦副、端面上摩擦副與端面下摩擦副、銷(xiāo)或球上摩擦副與旋轉(zhuǎn)盤(pán)下摩擦副三種不同形式摩擦副試驗(yàn)的多功能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)械設(shè)備的相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件之間都存在摩擦，由于潤(rùn)滑不當(dāng)而造成的非正常摩擦磨損，在影響人們生產(chǎn)活動(dòng)的同時(shí)也造成社會(huì)財(cái)富的巨大浪費(fèi)。為了對(duì)摩擦磨損現(xiàn)象及其本質(zhì)進(jìn)行研宄、正確評(píng)價(jià)材料和環(huán)境等因素對(duì)摩擦磨損的影響，摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)是必不可少的試驗(yàn)設(shè)備。
[0003]按摩擦副接觸及運(yùn)動(dòng)形式，可將摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)分為四球、環(huán)塊、往復(fù)、端面及銷(xiāo)盤(pán)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)等幾類(lèi)。如MHK-500環(huán)塊摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)、MMU-2高速端面摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)、14FW往復(fù)摩擦試驗(yàn)機(jī)等，這些試驗(yàn)機(jī)都為單一形式摩擦副的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)。然而，面對(duì)摩擦副接觸及運(yùn)動(dòng)形式的多樣性，經(jīng)常需要多臺(tái)摩擦副接觸及運(yùn)動(dòng)形式不同的試驗(yàn)機(jī)以滿足不同實(shí)驗(yàn)要求，這就增加了設(shè)備投入成本，也造成了實(shí)驗(yàn)資源的浪費(fèi)。
[0004]在公知技術(shù)中，已出現(xiàn)少量可進(jìn)行多種接觸及運(yùn)動(dòng)形式摩擦副試驗(yàn)的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，如美國(guó)CETR公司的UMT系列多功能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)可進(jìn)行往復(fù)、環(huán)塊、銷(xiāo)盤(pán)等多種形式摩擦副的摩擦學(xué)試驗(yàn)，該試驗(yàn)機(jī)通過(guò)同一套測(cè)試及加載裝置與多種下摩擦副運(yùn)動(dòng)模塊的不同組合實(shí)現(xiàn)相應(yīng)形式摩擦副的摩擦學(xué)試驗(yàn)。然而該試驗(yàn)機(jī)的每一套下摩擦副運(yùn)動(dòng)模塊均有包括電機(jī)等零部件在內(nèi)的運(yùn)動(dòng)裝置以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)運(yùn)動(dòng)形式，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。綜合考慮摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀，有必要開(kāi)發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，可實(shí)現(xiàn)多種接觸及運(yùn)動(dòng)形式摩擦副試驗(yàn)的多功能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、可在同一試驗(yàn)機(jī)的上摩擦副聯(lián)接座和旋轉(zhuǎn)主軸上更換不同的配對(duì)摩擦副組件進(jìn)行銷(xiāo)或球上摩擦副與往復(fù)下摩擦畐IJ、端面上摩擦副與端面下摩擦副、銷(xiāo)或球上摩擦副與旋轉(zhuǎn)盤(pán)下摩擦副試驗(yàn)的多功能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案為:一種多功能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，包括上摩擦副聯(lián)接座、旋轉(zhuǎn)主軸、不完全齒輪、矩形導(dǎo)軌、機(jī)架、銷(xiāo)或球上摩擦副組件、銷(xiāo)或球上摩擦副、往復(fù)下摩擦副組件、往復(fù)下摩擦副、左齒條、端面上摩擦副組件、端面上摩擦副、端面下摩擦副組件、端面下摩擦副、旋轉(zhuǎn)盤(pán)下摩擦副組件、旋轉(zhuǎn)盤(pán)下摩擦副，其特征是通過(guò)在上摩擦副聯(lián)接座和旋轉(zhuǎn)主軸上更換不同的配對(duì)摩擦副組件，實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)或球上摩擦副與往復(fù)下摩擦副、端面上摩擦副與端面下摩擦副、銷(xiāo)或球上摩擦副與旋轉(zhuǎn)盤(pán)下摩擦副之間摩擦學(xué)參數(shù)的測(cè)定。
[0007]所述多功能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行銷(xiāo)或球上摩擦副與往復(fù)下摩擦副試驗(yàn)前，需將銷(xiāo)或球上摩擦副組件用螺釘固定在上摩擦副聯(lián)接座上，并將銷(xiāo)或球上摩擦副置于銷(xiāo)或球上摩擦副組件中，用螺帽緊固；將往復(fù)下摩擦副組件置于機(jī)架的矩形導(dǎo)軌上，并使往復(fù)下摩擦副組件中的左齒條與旋轉(zhuǎn)主軸上的不完全齒輪嚙合，再將往復(fù)下摩擦副置于水平移動(dòng)支架上表面，并用壓板固定。其中，銷(xiāo)或球上摩擦副聯(lián)接件和銷(xiāo)或球上摩擦副固定件之間裝有三軸力傳感器，用來(lái)測(cè)量銷(xiāo)或球上摩擦副和往復(fù)下摩擦副之間的正壓力和摩擦力，所述銷(xiāo)或球上摩擦副可以是銷(xiāo)狀或者球狀。銷(xiāo)或球上摩擦副組件在步進(jìn)電機(jī)和垂直絲杠的帶動(dòng)下可沿著垂直導(dǎo)柱上下移動(dòng)。往復(fù)下摩擦副組件由壓板、支承板、調(diào)整墊片、壓條、水平移動(dòng)支架、滾動(dòng)軸承、往復(fù)下摩擦副、左齒條、右齒條組成，所述調(diào)整墊片由一組剛性薄墊片組成。所述往復(fù)下摩擦副組件安裝時(shí)，先將左齒條和右齒條用螺釘固定在水平移動(dòng)支架上，并使左齒條與旋轉(zhuǎn)主軸上的不完全齒輪嚙合，用壓條限制水平移動(dòng)支架的橫向移動(dòng)，用滾動(dòng)軸承壓住水平移動(dòng)支架的上表面。試驗(yàn)時(shí)，啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，通過(guò)垂直絲杠旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)上摩擦副聯(lián)接座及銷(xiāo)或球上摩擦副組件一起向下移動(dòng)使銷(xiāo)或球上摩擦副與往復(fù)下摩擦副接觸，達(dá)到試驗(yàn)所需壓力，步進(jìn)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，其中，試驗(yàn)壓力由上摩擦副聯(lián)接座中的板簧提供；啟動(dòng)調(diào)速電機(jī)，旋轉(zhuǎn)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，不完全齒輪先與左齒條嚙合，帶動(dòng)水平移動(dòng)支架上的往復(fù)下摩擦副向后運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)主軸轉(zhuǎn)過(guò)180°后，不完全齒輪與右齒條嚙合，帶動(dòng)水平移動(dòng)支架上的往復(fù)下摩擦副向前運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)主軸每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，往復(fù)下摩擦副相對(duì)于銷(xiāo)或球上摩擦副做一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)，如此往復(fù)，實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)或球上摩擦副與往復(fù)下摩擦副試驗(yàn)。用試驗(yàn)測(cè)得的摩擦力除以所測(cè)正壓力可得到相應(yīng)工況下銷(xiāo)或球上摩擦副與往復(fù)下摩擦副間的摩擦系數(shù)。當(dāng)水平移動(dòng)支架左右兩側(cè)出現(xiàn)磨損時(shí)，會(huì)影響到不完全齒輪與齒條的正確嚙合，此時(shí)應(yīng)松開(kāi)壓條的緊固螺釘，向內(nèi)側(cè)對(duì)稱調(diào)整壓條，使得水平移動(dòng)支架與壓條間既無(wú)間隙又可進(jìn)行自如、平穩(wěn)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)；當(dāng)水平移動(dòng)支架與矩形導(dǎo)軌的接觸表面出現(xiàn)磨損時(shí)，此時(shí)應(yīng)松開(kāi)支撐板的緊固螺釘，減少調(diào)整墊片的墊片數(shù)量，實(shí)現(xiàn)支承板與壓條之間間隙的調(diào)整，使得滾動(dòng)軸承與水平移動(dòng)支架間保持合適的壓緊力。
[0008]所述多功能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行端面上摩擦副與端面下摩擦副試驗(yàn)前，需將端面上摩擦副組件用螺釘固定在上摩擦副聯(lián)接座上，將端面下摩擦副組件套在旋轉(zhuǎn)主軸上，再將端面上摩擦副和端面下摩擦副分別置于端面上摩擦副組件和端面下摩擦副組件中，用緊定螺釘緊固。其中，端面上摩擦副組件由端面上摩擦副聯(lián)接件、壓力傳感器、端面上摩擦副固定件、安裝座、圓錐銷(xiāo)、薄膜壓力傳感器、傳動(dòng)銷(xiāo)、傳動(dòng)軸系、端面上摩擦副夾具、端面上摩擦副組成。傳動(dòng)軸系中的推力軸承用于傳遞正壓力，深溝球軸承用于軸系的對(duì)中，彈性擋圈用于深溝球軸承的固定；在端面上摩擦副聯(lián)接件和端面上摩擦副固定件之間裝有壓力傳感器，用來(lái)測(cè)量端面上摩擦副和端面下摩擦副之間的正壓力。端面上摩擦副組件在步進(jìn)電機(jī)和垂直絲杠的帶動(dòng)下可沿著垂直導(dǎo)柱上下移動(dòng)。在安裝座的筒壁上開(kāi)有U型槽，先將薄膜壓力傳感器黏貼于U型槽的一側(cè)，再將端面上摩擦副夾具上的傳動(dòng)銷(xiāo)對(duì)準(zhǔn)U型槽，連同傳動(dòng)軸系裝入安裝座中，用圓錐銷(xiāo)固定。試驗(yàn)時(shí)，啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，通過(guò)垂直絲杠旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)上摩擦副聯(lián)接座及端面上摩擦副組件一起向下移動(dòng)使端面上摩擦副與端面下摩擦副接觸，達(dá)到試驗(yàn)所需壓力，步進(jìn)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，其中，試驗(yàn)壓力由上摩擦副聯(lián)接座中的板簧提供；啟動(dòng)調(diào)速電機(jī)，帶動(dòng)端面下摩擦副組件旋轉(zhuǎn)，使端面下摩擦副相對(duì)于端面上摩擦副轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)端面上摩擦副與端面下摩擦副試驗(yàn)。端面上摩擦副和端面下摩擦副間的摩擦力使端面上摩擦副夾具相對(duì)于安裝座產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，從而使傳動(dòng)銷(xiāo)對(duì)黏貼于U型槽側(cè)邊的薄膜壓力傳感器產(chǎn)生擠壓作用，薄膜壓力傳感器即有壓力輸出，由薄膜壓力傳感器測(cè)得的壓力乘以薄膜壓力傳感器測(cè)力點(diǎn)與旋轉(zhuǎn)中心的距離L即可得到摩擦扭矩。通過(guò)端面摩擦副內(nèi)徑和外徑、試驗(yàn)測(cè)得的正壓力及摩擦扭矩經(jīng)數(shù)值計(jì)算可得到相應(yīng)工況下端面上摩擦副與端面下摩擦副間的摩擦系數(shù)。
[0009]所述多功能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行銷(xiāo)或球上摩擦副和旋轉(zhuǎn)盤(pán)下摩擦副試驗(yàn)前，需將旋轉(zhuǎn)盤(pán)下摩擦副組件套在旋轉(zhuǎn)主軸上，并將旋轉(zhuǎn)盤(pán)下摩擦副置于旋轉(zhuǎn)盤(pán)下摩擦副組件中并用緊定螺釘緊固；將銷(xiāo)或球上摩擦副組件用螺釘固定在上摩擦副聯(lián)接座上，并將銷(xiāo)或球上摩擦副置于銷(xiāo)或球上摩擦副組件中，用螺帽緊固，轉(zhuǎn)動(dòng)水平絲杠帶動(dòng)銷(xiāo)或球上摩擦副組件移動(dòng)至旋轉(zhuǎn)盤(pán)下摩擦副中心偏距e的位置鎖緊。其中，銷(xiāo)或球上摩擦副聯(lián)接件和銷(xiāo)或球上摩擦副固定件之間裝有三軸力傳感器，用來(lái)測(cè)量銷(xiāo)或球上摩擦副和旋轉(zhuǎn)盤(pán)下摩擦副之間的正壓力和摩擦力，所述銷(xiāo)或球上摩擦副可以是銷(xiāo)狀或者球狀。銷(xiāo)或球上