[發明專利]一種磨損原位測量的摩擦磨損試驗機

無效

• 申請號: 201110219851.1
• 申請日: 2011-08-02
• 公開（公告）號: CN102305748A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 武通海;張小剛;張樂
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56;G01N19/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

技術領域

本發明屬于摩擦磨損測量裝置，通過回轉相對運動，獲得設定工況下材料配副的摩擦系數、磨損量以及磨損表面圖像，評價材料的摩擦磨損性能。

背景技術

摩擦磨損試驗機是一種通過測量摩擦系數和磨損量，評定摩擦副摩擦磨損性能的裝置。摩擦系數通常由摩擦磨損試驗機在線測量，磨損量采用離線測量。

全面評定材料的摩擦學性能，則要求在多種工況(如：不同潤滑狀態及潤滑介質)下進行實驗，得出材料在不同工況下的摩擦系數及磨損量。而通常情況下的摩擦磨損試驗機只能做單一工況的摩擦磨損實驗。

連續測量不同磨損階段的摩擦系數和磨損相對量對于評價材料的摩擦學性能非常重要。目前的試驗機大多可以實現摩擦系數的在線采集，磨損量的測量通常采用離線方法。離線測量的最大問題在于試樣的拆裝會導致測量前后磨痕無法吻合，從而改變了試驗工況的連續性。少數試驗機也采用原位測量方法，但通常采用昂貴的磨痕截面掃描設備，如，形貌儀，獲得二維曲線，從而近似獲得磨損量，但是由于磨痕的不連續性，采用局部截面二維曲線難以反映整體磨損情況。為此，發明一種可實現磨痕原位測量的摩擦磨損試驗機具有重要的意義。

發明內容

針對當前摩擦磨損試驗機存在的問題，本發明的目的在于提供一種磨損原位測量的摩擦磨損試驗機，在無潤滑或不同介質潤滑條件下進行多種摩擦配副的摩擦磨損實驗；提供一種基于數字圖像的自動化磨損量原位測量裝置，重點解決了無拆裝的磨損連續、原位測量問題；通過試驗獲得試樣在整個試驗過程中的摩擦系數、磨損形貌、磨損相對量，從而評價材料在長周期摩擦磨損過程中的性能。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種磨損原位測量的磨擦磨損試驗機包括：

設置于實驗臺上的摩擦磨損測量裝置，設置于實驗臺上的磨損原位測量裝置，設置于實驗臺上的潤滑裝置。

所述摩擦磨損測量裝置包括：設于實驗臺上的旋轉平臺，下試樣通過定位螺釘固定于旋轉平臺上，應變桿支架通過四個螺釘固定于實驗臺上，應變桿通過固定螺母和支撐軸的軸肩固定于支撐軸上，支撐軸由應變桿支架通過軸承支撐，上試樣固定于夾具中，夾具和砝碼盤通過螺紋聯接固定于應變桿前端，應變桿后端設有平衡塊，平衡塊與應變桿通過螺紋連接，測量上下試樣摩擦力的傳感器設置于應變桿上。

所述磨損原位測量裝置包括：通過磁力吸附于實驗臺上的磁力座位于旋轉平臺右側，微位移臺固定于磁力座上，通過螺釘固定于微位移臺伸出端的USB數字顯微鏡，其前端的攝像頭位于下試樣上方并對準摩擦副的磨痕。

所述潤滑裝置包括：接油盒、油池和泵分別通過螺釘固定于實驗臺上，出油嘴及油管接頭通過螺紋聯接固定于實驗臺上，位于旋轉平臺左側，油管連接油池、泵、出油嘴、接油盒形成供油回路。

所述應變桿上用于固定砝碼盤和夾具的孔為長條形，可實現上下試樣相對位置的調整。

所述實驗臺上固定應變桿支架的孔有三組，實現應變桿支架位置的調整。

所述夾具有三組：球夾具、銷夾具和環夾具，實現球盤、環盤和銷盤摩擦副的摩擦磨損實驗。

所述實驗臺上固定出油嘴的孔為長條形，實現出油嘴位置的調整，使其提供潤滑介質時對準摩擦副。

本發明一種磨損原位測量的摩擦磨損試驗機與現有的摩擦磨損試驗機相比，有以下優點：

1「可進行干摩擦、不同介質如生理鹽水、潤滑油及其它液體環境(包括腐蝕性液體)條件下的摩擦磨損實驗。

2「通過更換夾具，可實現銷盤、球盤、環盤摩擦副的摩擦磨損實驗。

3「可實現可視化的磨損原位自動化測量、提供磨損部位高倍放大圖像，建立試樣不同磨損階段摩擦系數、表面形貌、磨損量的對應關系。實驗中，只需設定自動采集磨損量的時間，不需要將下試樣取下便可進行磨損量的自動測量。

附圖說明

圖1是本發明的一種磨損原位測量的摩擦磨損試驗機的結構主視圖；

圖2是圖1的俯視圖；

圖3是圖1的局部放大視圖；

圖4是本發明的一種銷夾具的結構主視圖；

圖5是圖4的左視圖；

圖6是本發明的一種環夾具的結構主視圖；

圖7是圖6的左視圖；

圖8是本發明的一種磨損原位測量系統的框圖；