[實用新型]一種靜、動摩擦力的測量檢測系統

有效

• 申請號: 201120359729.X
• 申請日: 2011-09-23
• 公開（公告）號: CN202216790U
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 鐘大田;沈鳳賢
• 申請（專利權）人: 北京航天普霖科技有限公司
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00
• 代理公司: 北京方韜法業專利代理事務所 11303
• 代理人: 遆俊臣

技術領域

本實用新型涉及力檢測領域，具體地，涉及一種靜、動摩擦力的測量檢測系統。

背景技術

兩個或多個物體接觸時可能產生摩擦力，當有運動趨勢，而沒有實際的相對運動時，此時的摩擦力為靜摩擦力；當兩物體克服最大靜摩擦力，產生相對運動，此時的摩擦力為滑動摩擦力。研究在不同情況下的摩擦力在實際的科研、生產中有著極其重要的意義。

現階段，靜摩擦力的測量方法為：以測量閥門的最大靜摩擦力為例，在閥門上方，將砝碼逐個輕放在閥門上，直至閥門開始運動，此時砝碼的重量可作為使得閥門運動的最大靜摩擦力。靜摩擦力是指物體彼此沒有產生相對運動時的摩擦力，它并不是恒定值。隨著物體間的運動趨勢的增加而變大，直至物體產生相對運動的瞬間達到最大值，此時的摩擦力為最大靜摩擦力。采用現有技術方案，在以下兩個方面會導致測量結果不準確。首先，放置砝碼時必定有一定的高度，砝碼在下降的過程中產生一定的速度，從而會對閥門產生一定的沖量，對測量結果有很大的影響，尤其對靜摩擦力很小的閥門。其次，測得的力值是砝碼重量簡單的累加，測量精度低。

滑動摩擦力可以作為物體表面光潔度、彈簧彈性是否均勻的判定依據。現階段，滑動摩擦力的測量方法為(以檢測閥門靈活性為例)：某種閥門的閥門頭與蓋之間通過彈性元件連接，為檢測閥門與閥桿的運動靈活性，在閥門頭上施加推力，閥門產生位移，在閥門動作時，閥門行程與作用在閥門頭上的力近似成線性關系。具體的測試方法為：測量并記錄閥門完全打開壓力，以其判斷閥門在打開期間是否有其他阻力存在；在閥門開腔緩慢通壓，用百分表壓閥門關腔，測閥門動作穩定性，通過觀察百分表在記錄閥門運動位移過程中指針的轉動平穩性來判斷導桿運動的靈活性。現有技術方案是用氣體對閥門施加推力，首先，氣體的流量不便控制，閥門受到的力不是恒定值，反應在百分表上指針的轉速也不勻速，不能確定是否是閥門的質量問題。其次，用肉眼觀察指針轉動是否平穩夾雜有很多人為因素，使得測量誤差增大。再次，測量數據不易保存，對日后的數據溯源帶來很大的不便。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服上述現有技術的缺點和不足，提供一種測量精度高、受外界影響因素小且便于數據存檔的靜、動摩擦力的測量檢測系統。

實現上述目的的技術方案如下：

一種靜、動摩擦力的測量檢測系統，包括PLC控制模塊、檢測模塊及數據采集分析模塊；所述PLC控制模塊包括可編程控制器PLC及伺服控制器，所述檢測模塊包括電動壓力執行器，所述數據采集分析模塊包括控制分析模塊及與控制分析模塊連接的計算機；所述可編程控制器PLC通過Profibus與伺服控制器、控制分析模塊分別連接，伺服控制器與控制分析模塊通過Profibus連接，電動壓力執行器與伺服控制器及控制分析模塊分別連接。

進一步地，所述電動壓力執行器包括伺服電機、由伺服電機驅動的壓頭及測量伺服電機轉速、方向的位移傳感器，還包括感應壓頭受力的內置力傳感器；所述位移傳感器與伺服控制器連接，所述內置力傳感器與控制分析模塊連接。

進一步地，所述電動壓力執行器的壓頭前端可拆卸配有工裝。

進一步地，為了提高測量的精度，根據需要，所述檢測模塊還可包括一個測量精度更高的外置的力傳感器，所述外置力傳感器與控制分析模塊連接，且所述外置力傳感器安裝、固定在壓頭前端。

進一步地，所述外置力傳感器為壓電式傳感器。

進一步地，所述外置力傳感器前端可拆卸配有工裝。

進一步地，所述工裝根據不同被測工件選擇材料、設計外觀。在測量靜摩擦力時選用均質彈性體橡膠或海綿等彈性體，在測量動摩擦力時選用剛性件。

進一步地，所述位移傳感器為絕對電機編碼器。

進一步地，所述數據采集分析模塊還包括與控制分析模塊連接的打印機。

進一步地，還包括用于支撐所述檢測模塊的支撐裝置。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：

(1)提高測量精度

在閥門靜、動摩擦力的現有測量方案中，沒有采用高精度的測量儀器或測試方法，以至于測量精度低，本實用新型選用外置力傳感器、含有位移傳感器的電動壓力執行器等，提高精度。

(2)減少各種影響測量結果的因素

在靜摩擦力測量的現有解決方案中，放置砝碼可對閥門有一定的沖量，本實用新型在電動壓力執行器的壓頭前端或外置的力傳感器的前端安裝一段彈性體工裝，通過該彈性體工裝的設置，可以減少電動壓力執行器對被測工件的沖擊，使得結果盡可能接近實際數據。