[發明專利]一種實時觀測與記錄微動摩擦磨損的裝置

無效

• 申請號: 201110271627.7
• 申請日: 2011-09-14
• 公開（公告）號: CN102435516A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 朱旻昊;蔡振兵;莫繼良;沈明學;楊莎;周仲榮
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56
• 代理公司: 成都博通專利事務所 51208
• 代理人: 陳樹明

技術領域

本發明涉及一種實時觀測與記錄微動摩擦磨損的裝置。

背景技術

微動是指在機械振動、疲勞載荷、電磁振動或熱循環等交變載荷作用下，接觸表面間發生的振幅極小的相對運動(位移幅值一般為微米量級)，這些接觸表面通常名義上是靜止的，即微動發生在“堅固”配合的機械部件中。在球/平面接觸條件下，微動可分為四種基本運行模式：切向微動、徑向微動、轉向微動、扭動微動。

目前，基于摩擦的實驗，我們的分析手段有：一方面，只有在做完一定周期的實驗之后，將試樣取出才能觀察其形貌特征；另一方面，利用實驗過程中采集的數據，作出不同循環周期下的力——角位移幅值圖；結合二方面的結果可分析預定的時刻，摩擦副運行于哪個區。但對于實驗過程中試樣發生的微小動態實時變化卻無法得知，從而無從清楚得知微動過程中在不同工況下，損傷的發生與循環次數的準確動態關系、如：損傷由犁溝等轉變為剝落所經歷的準確循環次數；從而無法對機械設計與使用維護提供更加準確的試驗依據。

發明內容

本發明的目的是提供一種實時觀測與記錄微動摩擦磨損的裝置，該裝置適用于任何微動運行模式，可以實時觀察并記錄透明試件動態的形貌特征，進而分析得出損傷的發生與循環次數的準確動態關系、能對機械設計與使用維護提供更加準確的試驗依據。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案為：一種實時觀測與記錄微動摩擦磨損的裝置，其特征在于：

裝置的機架的頂板螺紋固定于微動摩擦試驗臺的平面試樣夾具螺紋連接孔中；

機架內的鏡筒的上端與頂板固定連接，鏡筒的下端與放大鏡相連，鏡筒的內腔中設有方向向下的光源，鏡筒的內腔中還設有攝像頭；攝像頭經連接線與電腦電連接。

機架的底板底面開有夾持平面試樣的夾槽，放大鏡正下方的底板部位開有與夾槽貫穿的通孔。

該裝置的使用方法及工作過程為：將透明的平面試樣安裝在底板的夾槽中，將球面試樣安裝在微動摩擦試驗臺的球面試樣夾具上。開通光源，該光源發出的光，依次通過鏡筒的內腔、放大鏡、底板上的通孔照亮透明的平面試樣；同時開啟攝像頭，由攝像頭對照亮并放大后的平面試樣實驗區進行攝像；啟動微動摩擦試驗臺驅動球面試樣，使平面試樣與球面試樣保持設定載荷下相對運動，進行微動摩擦試驗。在整個試驗過程中，計算機記錄相應的實驗工況，循環次數，計算機同步記錄攝像頭拍攝的平面試樣的形貌特征。從而實驗完成后不僅能夠得到整個實驗過程中動態的力——角位移幅值圖而且能夠得到動態變化各個循環次數的形貌特征。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

一、該裝置可以安裝于任何微動實驗臺上，適用于任何微動運行模式。可以實時觀察并記錄透明試件動態變化的、在各個循環次數下的形貌特征，整個實驗過程被錄制存檔，故可在任何時候看到任意時刻的磨損情況，也可得到任意瞬時的磨斑形貌圖。結合力——角位移幅值可以分析出損傷的發生與循環次數的準確動態關系、從而能對機械設計與使用維護提供更加準確的試驗依據。

二、針對于相同工況的實驗可以通過視頻同步觀察不同周期的磨損情況，從而準確判斷實驗的暫停和終止時機，在暫停和終止時可另行采用高倍的照相設備以準確獲得損傷機理變化瞬間的高倍形貌圖。即能更好的分析出工件磨損的機理和規律，同時也能夠減少摩擦試驗臺的無謂運行時間提高實驗效率，延長試驗臺的使用壽命。

上述的底板的夾槽側壁上有鎖緊孔，鎖緊螺母螺紋連接于鎖緊孔中。

這樣可以方便的將平面試樣鎖緊在夾槽中同時也方便平面試樣的拆卸。

上述的鏡筒的下端與放大鏡相連的具體結構為：鏡筒的下端設有縱向的連接槽，連接槽內安裝有連接軌，連接軌的下表面連接至少一個放大鏡。

這樣可以方便調節放大鏡的縱向位置使其對準平面試樣的試驗區。同時可以安裝多個放大鏡，根據需要將放大倍數適配的放大鏡調至對準位置，從而使放大倍數的調節非常方便。

上述的鏡筒的內腔中設有方向向下的光源的具體方式是：鏡筒外的激光發生器的光纖頭穿過鏡筒壁置于鏡筒的內腔壁上。

這種光源其亮度高并且安裝方便，維護簡單。

附圖說明

圖1是本發明實施例的主視結構示意圖；

圖2是本發明實施例的機架的底板的仰視結構示意圖；

具體實施方式

實施例

圖1示出，本發明的一種具體實施方式是，一種實時觀測與記錄微動摩擦磨損的裝置，其組成是：

裝置的機架2的頂板6螺紋固定于微動摩擦試驗臺1的平面試樣夾具螺紋連接孔中；