[發(fā)明專利]一種磁屏蔽復(fù)合式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410053609.5
• 申請日: 2014-02-17
• 公開（公告）號: CN103792187A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 樊建春;趙坤鵬;溫東;張來斌;高富民;商強(qiáng);孫秉才;胡治斌;明學(xué)江;徐鵬誼;周威
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)(北京)
• 主分類號: G01N19/06
• 分類號: G01N19/06
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 董惠石

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種磁屏蔽復(fù)合式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，可模擬試樣旋轉(zhuǎn)及往復(fù)摩擦現(xiàn)象，并在屏蔽地磁場的情況下，監(jiān)測試樣在摩擦磨損過程中表面磁場及溫度場的變化情況。

背景技術(shù)

材料摩擦學(xué)的一項(xiàng)近期研究揭示了材料接觸表面的一種納米摩擦學(xué)現(xiàn)象，當(dāng)鐵磁材料受到摩擦磨損時，材料物理表面的化學(xué)特性會改變，即鐵磁材料會產(chǎn)生一種的自發(fā)磁場。為了對這一摩擦磁化機(jī)理進(jìn)行研究分析，就需要對金屬材料進(jìn)行摩擦磨損實(shí)驗(yàn)的分析。而在這一磨擦磨損過程中，要求摩擦試樣能夠在屏蔽外界磁場干擾的情況下，對鐵磁材料表面的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行測量、評估。

現(xiàn)在國內(nèi)外摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)應(yīng)用廣泛、品種豐富、性能各異。但對于專門用于研究金屬材料摩擦磁化機(jī)理的設(shè)備，幾乎是個空白。如中國專利號200410049914.3中公開的“往復(fù)及轉(zhuǎn)動式一體化摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)”，其通過專門設(shè)計的基座和上試樣控制裝置將往復(fù)式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)和旋轉(zhuǎn)式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)組合成一體式結(jié)構(gòu)，通過轉(zhuǎn)動彈性臂來調(diào)節(jié)往復(fù)式摩擦或者旋轉(zhuǎn)式摩擦。但上述試驗(yàn)機(jī)無磁屏蔽功能，而且摩擦副的形式單一，上下位置不可調(diào)節(jié)，在加載形式上，只能實(shí)現(xiàn)間接性加載，并且在往復(fù)摩擦運(yùn)動中，由于采用的是曲柄連桿機(jī)構(gòu)，所以摩擦試驗(yàn)中導(dǎo)程只有固定好幾種選擇，可模擬的摩擦試驗(yàn)范圍有限，操作性差；另外，上述試驗(yàn)機(jī)不能監(jiān)測試樣在摩擦磨損過程中表面磁場及溫度場的變化情況。

有鑒于此，本發(fā)明人根據(jù)多年從事本領(lǐng)域和相關(guān)領(lǐng)域的生產(chǎn)設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，研制出一種磁屏蔽復(fù)合式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，以期解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是在于提供一種磁屏蔽復(fù)合式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，可模擬試樣旋轉(zhuǎn)及往復(fù)摩擦現(xiàn)象，并在屏蔽磁場的情況下，監(jiān)測試樣在摩擦磨損過程中表面磁場及溫度場的變化情況，為摩擦磁化機(jī)理研究提供有利依據(jù)。

為此，本發(fā)明提出一種磁屏蔽復(fù)合式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，其包含有：

機(jī)架，包括底層臺、中層臺及頂層臺，所述中層臺及頂層臺位于所述底層臺上，并沿所述底層臺的第一方向呈臺階狀排列，且兩者沿所述底層臺的第二方向呈同向延伸設(shè)置，所述第一方向與第二方向相垂直；

旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)放置在所述中層臺上，其上端連接有一供放置試樣的旋轉(zhuǎn)盤，所述旋轉(zhuǎn)盤的外周側(cè)設(shè)有第一磁屏蔽罩，所述第一磁屏蔽罩的下端與所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相連接；

水平調(diào)節(jié)臺，其設(shè)置在所述中層臺上，并沿所述第二方向相鄰于所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)一側(cè)，所述水平調(diào)節(jié)臺上設(shè)有一能沿所述第二方向移動的轉(zhuǎn)盤座；

往復(fù)機(jī)構(gòu)，包括設(shè)置在所述頂層臺上的氣缸及直線導(dǎo)軌，所述直線導(dǎo)軌的滑塊上安裝有試樣固定座，所述直線導(dǎo)軌沿所述第一方向與所述水平調(diào)節(jié)臺相鄰，其外周側(cè)安裝有第二磁屏蔽罩，所述氣缸的伸出桿穿設(shè)于所述第二磁屏蔽罩，并與所述試樣固定座相連接，其能帶動所述試樣固定座沿所述第二方向往復(fù)移動；

摩擦加載機(jī)構(gòu)，包括有支撐架、升降平臺及加載組件，所述支撐架能轉(zhuǎn)動的設(shè)置在所述轉(zhuǎn)盤座上，所述升降平臺能沿垂向移動的設(shè)置在所述支撐架上，所述加載組件包括有加載梁部及壓頭組件，所述加載梁部水平穿設(shè)于所述支撐架，其與所述升降平臺通過一轉(zhuǎn)軸相樞接，所述加載梁部的一端設(shè)有游動砝碼，其另一端設(shè)有固定砝碼，所述壓頭組件中由上至下依次設(shè)有一載荷傳感器及一觸頭部，所述壓頭組件與所述游動砝碼位于所述轉(zhuǎn)軸的兩相對側(cè)，其上端能轉(zhuǎn)動的與所述加載梁部相連接，其下端的兩相對側(cè)分別通過一擺桿與所述升降平臺相樞接，所述壓頭組件上另設(shè)有金屬磁記憶檢測傳感器以及紅外傳感器，所述觸頭部通過所述支撐架的轉(zhuǎn)動以及所述升降平臺沿垂向的移動，能對應(yīng)與所述旋轉(zhuǎn)盤/試樣固定座上放置的試樣相接觸。

如上所述的磁屏蔽復(fù)合式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，其中，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括：

一伺服電機(jī)，所述伺服電機(jī)呈豎向放置；

一連接頭，所述連接頭套設(shè)固定在所述伺服電機(jī)上端的輸出軸上，其上端連接有所述旋轉(zhuǎn)盤，所述連接頭的外側(cè)套設(shè)固定有角接觸軸承；

一軸承環(huán)座，所述軸承環(huán)座位于所述連接頭的外側(cè)，其對應(yīng)所述角接觸軸承設(shè)有環(huán)槽，所述環(huán)槽以過盈配合的方式與所述角接觸軸承相連接，所述軸承環(huán)座下端處的外側(cè)壁設(shè)有一環(huán)耳；

一電機(jī)固定盤，所述電機(jī)固定盤套設(shè)在所述軸承環(huán)座的外側(cè)，其上表面相對于所述環(huán)耳凹設(shè)有環(huán)部，所述環(huán)耳對應(yīng)嵌設(shè)固定在所述環(huán)部處，所述電機(jī)固定盤下表面的形狀與所述伺服電機(jī)上端的形狀相匹配，兩者對應(yīng)卡接固定，其中，所述第一磁屏蔽罩的下端與所述電機(jī)固定盤相連接；