[實用新型]高載荷條件下材料摩擦系數測試裝置

無效

• 申請號: 200720126311.8
• 申請日: 2007-11-07
• 公開（公告）號: CN201188083Y
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發明（設計）人: 蘇勛家;侯根良;喬小平;王延斌
• 申請（專利權）人: 第二炮兵工程學院對外技術服務部
• 主分類號: G01N19/02
• 分類號: G01N19/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于用機械方法測量材料間摩擦系數技術領域，涉及一種高載荷條件下固體材料摩擦系數測試裝置。

背景技術

摩擦系數是表征材料表面的重要力學性能指標之一，它反映了一定載荷下材料表面下材料表面的摩擦系數進行了分析，這給高載荷條件下材料表面摩擦系數的研究和材料的設計應用造成困難。目前，尚未見到具體的高載荷條件下材料表面摩擦系數的測試裝置問世。抵抗移動的能力，是進行材料表面設計與應用的基本參數。但是材料表面的摩擦系數受載荷、表面粗糙度等很多因素的影響。在本實用新型以前的現有技術中，材料的摩擦系數測試方法主要是(1)利用可傾平面進行測試，使放有試樣的平面逐漸傾斜，直到試樣開始滑動，如(CN2384211)號所公開的中國專利申請；(2)利用交叉圓柱與圓銷、圓銷對圓柱或圓盤以及圓盤對圓盤的組合裝置進行測試，其加載是靠試樣簡單的自重加載，如(CN2221211)號所公開的中國專利申請。這些摩擦系數測試裝置的一個共同特點是僅僅對小載荷條件下材料表面的摩擦系數進行了分析，這給高載荷條件下材料表面摩擦系數的研究和材料的設計應用造成困難。目前，尚未見到具體的高載荷條件下材料表面摩擦系數測試裝置問世。

發明內容

針對上述現有技術現狀，本實用新型的目的在于提供一種用來測量固體材料特別是其在高載荷條件下滑動時的摩擦系數測試裝置。現將該測試裝置的構思及具體技術解決方案敘述如下：

本實用新型高載荷條件下固體材料摩擦系數測試裝置的設計構思為：(1)試樣置于專用夾具中，高載荷加載裝置施加在試樣之上一正壓力，側向載荷加載裝置推動試樣做相對滑動；(2)測力傳感器測出試樣表面的正壓力和摩擦力，并將所測結果傳輸到數據處理裝置；(3)數據處理裝置不僅可以計算出高載荷條件下材料表面的靜摩擦系數和滑動摩擦系數，而且可以完整記錄和分析出材料在滑動過程中其表面摩擦系數的變化情況。根據上述構思，本實用新型高載荷條件下固體材料摩擦系數測試裝置，具有載荷和壓力傳感器，其特征在于：由高載荷加載單元、側向載荷加載單元和數據處理單元三部分組成；高載荷加載單元包括上夾具7、試樣6、下夾具10、試樣9、壓力傳感器11、加力裝置12、底板13，壓力傳感器11接加力裝置12，加力裝置12固定在底版13上，夾具7通過螺桿15固定在上固定板16上；側向載荷加載單元包括壓力傳感器2、加力裝置4、傳力桿1、3、支撐螺桿5；加力裝置4裝在支撐螺桿5上，傳力桿3接壓力傳感器2和加力裝置4，傳力桿1接傳感器2和試樣8；壓力傳感器2和壓力傳感器11同時與數據處理單元14相接；加力裝置4、加力裝置12可采用液壓式如千斤頂，機械式如齒輪式，滑輪式和電動式的無沖擊載荷加載裝置。

本實用新型用高載荷加載裝置在試樣表面加載預定載荷，用側向載荷加載裝置推動待測試樣，直到試樣之間出現相對滑動，用測力傳感器測量并記錄試樣從靜止到滑動，以及整個滑體摩擦的基本定律(f＝μF，即摩擦力＝摩擦系數×正壓力)，分析計算出靜摩擦系數、滑動摩擦系數以及整個滑動過程中摩擦系數的變化情況。

本實用新型不僅可以測試高載荷條件下材料表面的靜摩擦系數和滑動摩擦系數，而且可以完整記錄和分析材料在滑動過程中其表面摩擦系數的變化情況。而且裝置整體設計小巧，使用靈活便捷，加工成本較低。

附圖說明

圖1：本實用新型高載荷條件下固體材料摩擦系數測試裝置正面示意圖

圖2：圖1的側視圖

其中：1傳力桿??2壓力傳感器??3傳力桿??4加力裝置??5支撐螺桿??6試樣??7上夾具??8待測試樣??9試樣??10下夾具??11壓力傳感器??12加力裝置??13底座??14數據處理單元??15夾具固定螺桿??16上固定板

具體實施方式

現結合圖1對本實用新型具體實施方式作進一步的詳細描述：

為了將較高載荷加在試樣表面，首先固定上夾具7，將試樣6和試樣9分別裝入上夾具7和下夾具10所開槽中，同時與待測試樣8保持一定接觸。壓力傳感器11和加力裝置12相接。然后向試樣加載預定法向載荷。為了實現試樣之間的相對滑動，首先傳力桿3與壓力傳感器2和加力裝置4相接，傳力桿1與傳感器2和試樣8相接，然后加力裝置4開始加力，直到待測試樣8與試樣6和試樣9產生相對滑動。數據處理單元14完成記錄試樣從靜止到滑動以及整個滑動過程中傳感器2和傳感器11所測數據。利用數據處理單元14對所記錄數據進行處理，得出試樣表面的靜摩擦系數、滑動摩擦系數，以及在整個滑動過程中摩擦系數的變化情況。為了保證試樣在整個滑動過程中所受載荷的平衡，試樣6和試樣8成十字交叉接觸。加力裝置加力時要勻速緩慢，以免破壞試樣和測量裝置。所加最佳法向載荷為0.5-10噸。