[發(fā)明專利]擺動摩擦副摩擦磨損模擬試驗(yàn)臺

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010621193.4
• 申請日: 2010-12-25
• 公開（公告）號: CN102175544A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙俊生;王建平;原霞;宋吉林;樊文欣
• 申請（專利權(quán)）人: 中北大學(xué);中國北方發(fā)動機(jī)研究所
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56;G01M15/00
• 代理公司: 山西五維專利事務(wù)所(有限公司) 14105
• 代理人: 李印貴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于試驗(yàn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于活塞式發(fā)動機(jī)的擺動摩擦副滑動軸承與軸的摩擦磨損試驗(yàn)臺。

技術(shù)背景

發(fā)動機(jī)擺動摩擦副摩擦磨損試驗(yàn)通常分為一般性試樣試驗(yàn)、臺架試驗(yàn)及摩擦副模擬性試驗(yàn)。

一般性試樣試驗(yàn)主要用于研究摩擦磨損機(jī)理、一般規(guī)律及材料的相對耐磨性，這種試驗(yàn)由于試驗(yàn)條件理想化，其結(jié)果難以直接用到某一具體場合中，但周期短、條件易控制、數(shù)據(jù)重復(fù)性、可比性好。廣泛用于選材及表面處理工藝等的試驗(yàn)研究。臺架試驗(yàn)在更接近摩擦副的實(shí)際工況條件下進(jìn)行，數(shù)據(jù)可靠且真實(shí)，方法易于實(shí)現(xiàn)得到的試驗(yàn)結(jié)果最為準(zhǔn)確，但其試驗(yàn)周期長、設(shè)備復(fù)雜、成本高、技術(shù)性強(qiáng)。該試驗(yàn)方法國外應(yīng)用較廣，國內(nèi)有但應(yīng)用不多。摩擦副模擬性試驗(yàn)主要是模擬某種零件的實(shí)際工作情況，因而針對性比較強(qiáng)。在零件批量投產(chǎn)之前應(yīng)作這種試驗(yàn)，以便對其性能進(jìn)行優(yōu)化。但由于摩擦磨損影響因素的多樣性和摩擦磨損過程的復(fù)雜性，要做到確切的模擬比較困難，要做多方面的考慮。

摩擦磨損試驗(yàn)的模擬問題是磨損試驗(yàn)技術(shù)中非常重要的課題，因?yàn)槿狈碚撋铣墒斓南嗨茰?zhǔn)則，這種模擬試驗(yàn)比其他試驗(yàn)要困難得多。模擬磨損試驗(yàn)應(yīng)遵循系統(tǒng)關(guān)聯(lián)準(zhǔn)則、溫度場相似準(zhǔn)則、極限準(zhǔn)則、磨損機(jī)理相同、磨損試驗(yàn)?zāi)M性判斷標(biāo)準(zhǔn)。一般來說，模擬磨損試驗(yàn)系統(tǒng)中最多只對負(fù)荷、速度、時間、試樣尺寸和形狀這四種參數(shù)可以與實(shí)際摩擦系統(tǒng)不相同，在其它摩擦運(yùn)動方式、摩擦狀況、磨損機(jī)理、組成摩擦系統(tǒng)的各要素及其材料性質(zhì)等方面，以及摩擦?xí)r的溫度及摩擦溫升、摩擦系數(shù)等參數(shù)，模擬系統(tǒng)必須與實(shí)際系統(tǒng)相同或相似。

常用的加載方式有機(jī)械式、液壓式和電磁式三種。機(jī)械式加載又可分為杠桿加載、彈簧加載和重物直接加載或以上三種加載形式的組合，杠桿加載和重物直接加載系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單，載荷穩(wěn)定，不存在負(fù)荷保持的問題，加載精度高，但當(dāng)摩擦副運(yùn)動不穩(wěn)定時卻會引起振動和沖擊；彈簧加載產(chǎn)生的振動比較小，但是，彈簧加載的精度不高，難于實(shí)現(xiàn)負(fù)荷精確調(diào)整。液壓式加載包括動壓加載和靜壓加載兩種，液壓加載很難保持負(fù)荷穩(wěn)定。電磁加載易于實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的自動控制，但其弱點(diǎn)是控制部分的成本較高，而且在已有摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上使用還比較少。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決以上現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足和問題，依據(jù)模擬磨損試驗(yàn)應(yīng)遵循系統(tǒng)關(guān)聯(lián)準(zhǔn)則、溫度場相似準(zhǔn)則、極限準(zhǔn)則、磨損機(jī)理相同、磨損試驗(yàn)?zāi)M性判斷標(biāo)準(zhǔn)，以實(shí)際擺動摩擦副為測試對象，提供一種具有新型結(jié)構(gòu)、可調(diào)整載荷幅值、轉(zhuǎn)速、加載頻率，可模擬發(fā)動機(jī)的不同工況，可測量發(fā)動機(jī)不同型號的擺動摩擦副的摩擦磨損特性試驗(yàn)臺。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

擺動摩擦副摩擦磨損模擬試驗(yàn)臺，包括機(jī)架、主軸驅(qū)動裝置、摩擦副模擬擺動機(jī)構(gòu)，其特征是：還包括液壓加載裝置、液壓控制系統(tǒng)、PC控制系統(tǒng)；

所述的主軸驅(qū)動裝置由驅(qū)動電動機(jī)、聯(lián)軸器、傳動軸、深溝球軸承、傳動軸承座與轉(zhuǎn)速傳感器組成；所述的驅(qū)動電動機(jī)是變頻電動機(jī)，電動機(jī)軸通過聯(lián)軸器與傳動軸的一端同軸相連，傳動軸的另一端定位于傳動軸承座內(nèi)，傳動軸承座固定在機(jī)架工作臺上；所述的轉(zhuǎn)速傳感器與電動機(jī)軸或傳動軸連接；

所述的摩擦副模擬擺動機(jī)構(gòu)由曲軸、連桿、搖臂、調(diào)心軸承、旋轉(zhuǎn)體、被測摩擦副零件滑動軸承與活塞銷及扭矩測量裝置組成；所述的曲軸固定在傳動軸上，連桿的一端與曲軸通過滾針軸承配合聯(lián)接，另一端通過銷與搖臂相連，搖臂固定于旋轉(zhuǎn)體上；被測摩擦副零件滑動軸承冷縮配合裝于旋轉(zhuǎn)體內(nèi)，旋轉(zhuǎn)體內(nèi)嵌在調(diào)心軸承內(nèi)，另一被測摩擦副零件活塞銷穿過摩擦副零件滑動軸承，該被測摩擦副零件活塞銷兩端安裝軸承，并裝在兩端的軸承座中，軸承座固定在機(jī)架工作臺上面；

所述的扭矩測量裝置由支架、扭矩傳感器、轉(zhuǎn)接件組成；所述的扭矩傳感器與轉(zhuǎn)接件、被測摩擦副零件活塞銷同軸，通過螺栓壓緊接觸，扭矩傳感器與支架相連接，支架固定在機(jī)架工作臺上面；

所述的液壓加載裝置由油缸、壓力測量裝置組成；所述的油缸固定于機(jī)架工作臺下面，壓力測量裝置安裝在摩擦副模擬擺動機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)體與機(jī)架工作臺開設(shè)的矩形通孔之間；液壓控制系統(tǒng)通過油管與油缸相連；

所述的PC控制系統(tǒng)采集扭矩傳感器、壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器的信號，實(shí)現(xiàn)加載力幅值、頻率的控制，實(shí)現(xiàn)程序的運(yùn)行與控制，數(shù)據(jù)采集、處理與存儲，試驗(yàn)數(shù)據(jù)及試驗(yàn)曲線的顯示及打印。

本發(fā)明突出有特點(diǎn)和顯著益效果：