[實用新型]一種機床主軸軸頸軸瓦摩擦磨損性能試驗裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820041316.5
• 申請日: 2008-08-19
• 公開（公告）號: CN201251536Y
• 公開（公告）日: 2009-06-03
• 發(fā)明（設計）人: 蔣書運
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56;G01M13/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 葉連生

技術領域

本實用新型涉及試驗裝置，具體涉及機床主軸軸頸軸瓦副摩擦磨損過程的模擬、檢測裝置，屬于摩擦學技術領域。

背景技術

滑動軸承是常用的支撐-傳動部件之一，機床主軸滑動軸承副的摩擦學性能對機床精度、壽命有直接影響。機床主軸滑動軸承副在工作超過10000小時之后，軸頸表面出現(xiàn)嚴重的疲勞點蝕和微小裂紋，導致機床精度、一次磨損量及壽命遠低于國外同類產品。產生此現(xiàn)象的主要原因是滑動軸承副材料、表面工程和潤滑油特性等沒有經過系統(tǒng)的匹配研究，因而減摩抗磨性能較差。

目前國內外的標準摩擦磨損機常用于不同材料的摩擦學性能評價，或用于潤滑介質性能的快速評定，但標準摩擦磨損機上進行的試樣試驗與實際使用試驗間往往無對應關系。基于滑動軸承副的特點，其摩擦磨損不僅受材料本身屬性的影響，也與潤滑介質的特性，潤滑狀態(tài)密切相關。而根據(jù)摩擦學原理，滑動軸承的磨損主要發(fā)生在啟動和停車時，此時潤滑狀態(tài)屬于邊界潤滑，摩擦副表面微凸體直接接觸導致磨損。為了遴選出合適的摩擦副材料、表面涂層工藝和潤滑介質匹配，模擬實際工況十分必要。

2006年4月18日，燕山大學曾提交了一份名為《徑向滑動軸承摩擦磨損在線測量試驗機》的專利申請，中國申請?zhí)枮?00610012604.3，其中公開了一種滑動軸承摩擦磨損在線測量裝置，可實現(xiàn)摩擦副膠合失效和磨損失效瞬間的急停保護。但其結構較為復雜，摩擦系數(shù)測量方法存在不足，特別當摩擦副摩擦系數(shù)較小時，誤差很大。

發(fā)明內容

本實用新型針對上述問題，為研究不同軸頸軸瓦副材料，尤其是軸頸表面涂層在不同潤滑條件下的摩擦磨損特性，提出了一種模擬實際工況，結構簡單，同時能有效評估滑動軸承副材料、潤滑介質摩擦學特性的試驗裝置，并可實現(xiàn)加速磨損試驗。本實用新型采用下試樣摩擦環(huán)模擬軸頸，摩擦環(huán)表面制備涂層，采用上試樣塊模擬軸瓦材料，合理優(yōu)化試驗參數(shù)；通過高精度位移傳感器測量上試樣微小偏移量，計算摩擦系數(shù)，實現(xiàn)軸頸軸瓦副摩擦學性能準確評估。

本實用新型為實現(xiàn)上述目的，采用如下技術方案：

本實用新型包括驅動部分、試驗部分、加載部分、測量系統(tǒng)；

本實用新型的驅動部分包括變頻器、調速電機、聯(lián)軸器、支撐軸、支座、底座；變頻器與調速電機連接，調速電機的主軸通過聯(lián)軸器與支撐軸相連，支撐軸為階梯軸，固定于支座上，支座設置在底座上；

試驗部分包括應變梁、上試樣夾具、上試樣、下試樣、油環(huán)；應變梁垂直設置在上試樣夾具上端；上試樣夾具下端的方形槽內螺釘鎖緊上試樣，上試樣的下方設置環(huán)形下試樣；下試樣與支撐軸間隙配合，并用螺母鎖緊；下試樣的內側設置油環(huán)，油環(huán)與支撐軸過盈配合；

加載部分包括支架、施力杠桿、砝碼架、配重塊，應變梁的上端過盈配合連接施力杠桿，施力杠桿松螺紋連接支架，支架安裝于底座上，施力杠桿一端設置配重塊，施力杠桿另一端設置砝碼架；

測量系統(tǒng)包括電渦流位移傳感器，數(shù)據(jù)處理電路和計算機；電渦流位移傳感器相對設置在上試樣夾具的一側，電渦輪位移傳感器的正上方設置限位螺釘，電渦流位移傳感器通過傳感器支架與底座連接；傳感器支架中設置探頭，電渦流位移傳感器的測量信號接入數(shù)據(jù)處理電路，經AD轉換和單片機預處理，輸入計算機。

比較好的是，本實用新型的聯(lián)軸器的兩部分之間通過柔性繩連接。

比較好的是，本實用新型的支座包括一對角接觸球軸承、預緊環(huán)、端蓋，角接觸軸承面對面布置在支座的中部，角接觸軸承的外側分別設置預緊環(huán)，預緊環(huán)的外側分別設置端蓋。

本實用新型采用上述技術方案，與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點：

1、本實用新型通過試驗繪制一定載荷下的軸頸軸瓦副的streibeck曲線，得到摩擦副在邊界潤滑狀態(tài)時的臨界轉速，確定試驗參數(shù)，模擬實際工況；采用位移傳感器測量上試樣夾具在摩擦力作用下的偏移，計算軸頸軸瓦副摩擦系數(shù)，克服小摩擦系數(shù)不易準確測量的缺點。

2、本實用新型可用于評定不同材料和處理工藝的軸頸軸瓦副摩擦磨損性能；向潤滑介質中加入添加劑，可研究添加劑在摩擦磨損中的作用及潤滑機理。

3、本實用新型通過杠桿機構有效控制載荷，可實現(xiàn)加速摩擦磨損實驗；測量系統(tǒng)能對摩擦力精確在線測量并顯示，可用于軸頸軸瓦副摩擦規(guī)律研究。

4、本實用新型的油環(huán)上套有油鏈，油鏈一端浸入油杯，試驗時油環(huán)帶動油鏈轉動，為摩擦副提供潤滑。

5、本實用新型的聯(lián)軸器的兩部分之間通過柔性繩連接，用以緩沖吸振。

附圖說明

圖1是本實用新型的一種結構示意圖。

圖2是圖1的左視圖。