[發(fā)明專利]低載荷摩擦磨損試驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310197044.3
• 申請(qǐng)日: 2013-05-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103278412A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樓白楊;趙杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/56
• 分類號(hào): G01N3/56
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于摩擦磨損試驗(yàn)裝置領(lǐng)域，尤其涉及低載荷的摩擦磨損試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

摩擦與磨損是材料失效的三種主要形式（磨損、腐蝕和斷裂）之一，摩擦磨損是在相互接觸和相對(duì)運(yùn)動(dòng)的表面進(jìn)行的，因此相互接觸的材料表面及其性能對(duì)摩擦磨損性能十分重要。在檢測(cè)基體材料和表面涂層的摩擦磨損性能領(lǐng)域，摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)是一種常見(jiàn)且實(shí)用的測(cè)試手段。

隨著新材料日星月異的發(fā)展，材料的微觀性能研究至關(guān)重要，耐磨性是衡量材料質(zhì)量的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)，目前摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的載荷范圍不低于50g，而對(duì)于一些薄而脆的材料，特別是對(duì)于納米厚度的涂層和微觀材料的摩擦特性基礎(chǔ)研究，很容易由于載荷過(guò)大而導(dǎo)致涂層或材料開(kāi)裂甚至脆斷，導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性不高。

為了克服摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的載荷較高，不利于檢測(cè)微納米涂層的耐磨性能，以及不適合研究分析微觀材料的摩擦特性，同時(shí)進(jìn)口摩擦磨損設(shè)備復(fù)雜、價(jià)格昂貴。本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用、載荷低的摩擦磨損試驗(yàn)裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種低載荷摩擦磨損試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述低載荷摩擦磨損裝置包括機(jī)殼、電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)與主軸相連的載物臺(tái)、夾具、支架、平衡桿、底座以及壓力傳感器和摩擦力傳感器，所述機(jī)殼覆蓋電機(jī)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪組成，所述主動(dòng)齒輪與所述從動(dòng)齒輪嚙合，所述電機(jī)與載物臺(tái)通過(guò)所述從動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，所述支架下端與底座相連，所述支架上端與平衡桿中點(diǎn)處相連，所述平衡桿一端連壓力傳感器，另一端連接砝碼及連桿，所述連桿上端連接所述平衡桿及摩擦力傳感器，所屬連桿下端連接所屬夾具，所述第一軸承與第二軸承固定在所述支架上端，所述銷與第一軸承和第二軸承的內(nèi)圈固定，所述銷與所述平衡桿連接，所述支架下端固定在所述底座上，所述電機(jī)固定在所述底座上。

作為優(yōu)選的一種方案：所述平衡桿與支架為天平機(jī)構(gòu)連接，所述主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪均為圓錐齒輪，所述第一軸承與第二軸承均為深溝球軸承。

本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為：與傳統(tǒng)的摩擦磨損試驗(yàn)裝置相比，我們?cè)O(shè)計(jì)平衡桿與支架為天平結(jié)構(gòu)連接，壓力傳感器與支架的距離和砝碼與支架的距離相等，從而使得砝碼所具有的重力與壓力載荷相等，采用砝碼加載試驗(yàn)壓力，在未加砝碼時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)平衡桿上的游碼來(lái)使加載力歸零，試驗(yàn)加載力隨著砝碼的重量變化而變化，砝碼可以通過(guò)分析天平等稱重設(shè)備稱量，砝碼重量可精確至0.0001g，從而可以進(jìn)行低載荷摩擦磨損測(cè)試。

本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可進(jìn)行低載荷摩擦磨損測(cè)試。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的低載荷摩擦磨損試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是平衡桿與支架的天平機(jī)構(gòu)主視圖。

圖3是平衡桿與支架的天平機(jī)構(gòu)左剖視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述

參照?qǐng)D1～圖2，一種低載荷摩擦磨損試驗(yàn)裝置，包括機(jī)殼1、電機(jī)2、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、載物臺(tái)6、夾具7、平衡桿13、支架14、底座15、摩擦力傳感器9和壓力傳感器12，所述齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括主動(dòng)齒輪3與從動(dòng)齒輪4，所述主動(dòng)齒輪與所述從動(dòng)齒輪嚙合，由所述電機(jī)2帶動(dòng)所述主動(dòng)齒輪3、所述從動(dòng)齒輪4帶動(dòng)傳動(dòng)軸5、所述載物臺(tái)6安裝在所述傳動(dòng)軸上，所述連桿8一端與所述夾具相連，所述連桿另一端與所述平衡桿相連，所述摩擦力傳感器9安裝在所述連桿上，所述平衡桿另一端與所述壓力傳感器相連接，游碼11與所述平衡桿相連，所述支架上端與所述平衡桿中點(diǎn)處連接，所述第一軸承16與所述第二軸承17安裝在所述支架14上端，所述銷18與所述第一軸承和第二軸承內(nèi)圈固定，所述平衡桿13與所述銷18連接，所述支架下端端固定在所述底座上，所述電機(jī)2固定在所述底座15上。

所述第一軸承和第二軸承為深溝球軸承。

本實(shí)施例的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪均為錐齒輪，起到轉(zhuǎn)換傳動(dòng)方向的作用。

本實(shí)施例中，調(diào)整游碼11使得加載力歸零，通過(guò)加載砝碼10增加壓力載荷，載荷大小利用壓力傳感器12測(cè)量，電機(jī)2通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)載物臺(tái)6中的試樣以一定速度旋轉(zhuǎn)，安裝在夾具中的夾頭與試樣表面接觸摩擦，摩擦力通過(guò)摩擦力傳感器9測(cè)量。本發(fā)明中支架與平衡桿采用天平結(jié)構(gòu)連接方式，使得砝碼所具有的重力與壓力載荷相等，并且砝碼可通過(guò)分析天平稱量，精度較高，從而實(shí)現(xiàn)低載荷的摩擦磨損測(cè)試。