[發明專利]一種滾動微動磨損試驗裝置

有效

• 申請號: 201110438139.0
• 申請日: 2011-12-23
• 公開（公告）號: CN102680339A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 李濟順;喬方南;薛玉君;劉春陽;隋新;馬偉
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: G01N3/32
• 分類號: G01N3/32
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 陳浩

技術領域

本發明涉及微動磨損試驗裝置領域，尤其是一種滾動微動磨損試驗裝置。

背景技術

微動磨損（Fretting?Wear）即接觸表面的相對位移由外界機械振動、疲勞載荷、電磁振動或熱循環等交變載荷作用下引起的微動，一般其位移幅度為微米量級。這些接觸表面通常名義上是靜止的，即微動發生在“緊固”配合的機械部件中,微動磨損對局部的反復作用，可以造成接觸表面摩擦磨損，并能萌生疲勞裂紋，降低局部疲勞強度，使機械零部件的疲勞壽命大大降低。因此，微動磨損要比一般的滑動磨損嚴重得多。微動損傷普遍存在于機械行業、核反應堆、航空航天器、橋梁工程、汽車、鐵路、船舶、電力工業甚至人工植入器官等領域的緊配合部件中，現已成為一些關鍵零部件失效的主要原因之一。

目前，為了便于研究，通常對于簡單化的球-平面接觸方式，根據接觸體間相對運動的不同，微動可分為4種基本運行模式，即：（1）切向微動(或平移式微動)；（2）徑向微動；（3）轉動微動；（4）扭動微動。按對摩擦副發生的相對運動來劃分，主要有兩種運動，即直線運動(往復切向運動和徑向運動)和旋轉運動(滾動一切向和轉動的復合、轉動和扭動)。與直線運動相比，旋轉下的球-平面運動較復雜，有三種運動形式，即（1）滾動運動；（2）轉動運動；（3）扭動運動。

滾動微動是滾動體在交變載荷下在滾動面上發生滾動，并產生微幅滾動的相對運動；與轉動微動相比，轉動微動的旋轉軸在運動的時候是不存在有位移的,而滾動運動的旋轉軸是存在著位移的。在滾動微動滾動為運動的零部件中，特別是在風電軸承中，滾動微動磨損帶來的損害是風電軸承失效的主要形式。目前，關于微動磨損的研究都是以簡化的球-平面接觸形式為基礎的，對于復雜接觸形式的微動磨損，如滾動微動磨損則由于試驗設備的限制，無法進行模擬試驗檢測研究。研究滾動微動試驗的方法，以改進機械工程的相關設計，減少工程中出現的滾動微動磨損問題，對提高裝備與機械部件的性能和壽命具有十分重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種滾動微動磨損試驗裝置，以解決目前無法對滾動微動磨損進行試驗檢測的問題。

為了解決上述問題，本發明的滾動微動磨損試驗裝置采用以下技術方案：一種滾動微動磨損試驗裝置，包括機架，所述機架上沿豎向導向裝配有下試樣體，所述下試樣體于底部傳力連接有升降加載裝置，下試樣體的上表面上設有下凹的圓弧面并于所述圓弧面上放置有滾動體試樣；所述機架上通過立架設有水平軸并通過水平軸裝配有上夾具，所述水平軸的軸線與所述圓弧面的中心線位于同一豎直平面內，所述上夾具的下部轉動裝配有分設于所述滾動體試樣徑向兩側并與滾動體試樣滾壓配合的兩滾輪，所述兩滾輪的軸線均與水平軸的軸線平行且與水平軸的軸線之間的距離相等，所述上夾具傳動連接有用于驅動其繞水平軸的軸線往復擺動的驅動裝置。

所述機架上設有升降工作臺，所述的下試樣體通過所述升降工作臺沿豎向導向活動裝配于機架上并通過升降工作臺與所述升降加載裝置傳動連接。

所述下試樣體通過設于工作臺上的下夾具固設于工作臺上。

所述驅動裝置具有轉動輸出軸，所述水平軸與所述立架轉動配合，所述上夾具與水平軸止旋配合并通過水平軸與驅動裝置的轉動輸出軸傳動連接。

所述水平軸通過設于其遠離上夾具的一端的曲柄搖桿機構將上夾具與驅動裝置的轉動輸出軸傳動連接。

所述升降加載裝置及驅動裝置均受控連接于一控制器，所述下試樣體與升降加載裝置之間設有荷重傳感器，所述轉動輸出軸上設有轉速傳感器，所述荷重傳感器及轉速傳感器均連接于所述控制器。

所述水平軸與機架之間設有用于檢測上夾具的擺動幅度的編碼器，所述編碼器連接于所述控制器。

由于本發明的滾動微動磨損試驗裝置具有所述的下試樣體、滾動體試樣及上夾具，所述下試樣體上設有所述圓弧面，所述上夾具擺動裝配于機架上并于下部轉動裝配有分設于所述滾動體試樣徑向兩側并與滾動體試樣滾壓配合的兩滾輪；因此，在工作時可通過所述驅動裝置驅動上夾具擺動，并同時通過所述升降加載裝置為為滾動體提供徑向載荷，從而可通過上夾具的兩滾輪帶動滾動體試樣在下試樣的圓弧面上往復滾動，以此來模擬滾動微動磨損的工作狀況，從而對滾動微動磨損進行試驗檢測，解決了針對滾動微動磨損無法進行試驗檢測的問題。

附圖說明

圖1是本發明的滾動微動磨損試驗裝置的實施例1的傳動原理圖；

圖2是本發明的滾動微動磨損試驗裝置的實施例1的結構示意圖；

圖3是圖2的左視圖；