[發明專利]濕度可控的摩擦磨損試驗機

有效

• 申請號: 201410509027.3
• 申請日: 2014-09-28
• 公開（公告）號: CN104237041A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 唐瑋;張建凱;朱華;孫國棟;張少剛;葛世榮
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 高桂珍

技術領域

本發明涉及一種摩擦磨損測試儀器，尤其是針對實驗中在高濕度復雜條件下智能控制的一種濕度可控的摩擦磨損試驗機。?

背景技術

目前，公知的材料摩擦磨損現象是普遍存在的，據估計世界工業能源的1/3是被摩擦磨損損耗掉的，尤其是在極干燥或極濕潤的環境下更易發生摩擦磨損現象，因此，摩擦磨損的研究在諸多領域都有著重要的意義，而摩擦磨損現象、理論、影響因素以及減磨耐磨材料的開發研究離不開摩擦磨損試驗機，當前，各類的摩擦磨損試驗機雖然很多但是缺少可以智能控制實驗濕度的摩擦磨損試驗機，特別是低濕實驗環境的控制，另外也有通過調節實驗室大環境的濕度來控制實驗濕度，但是濕度過大的實驗環境會對摩擦磨損試驗機的工作穩定性產生影響，而且達到其要求的濕度耗時長，穩定性較差。?

發明內容

為了克服現有摩擦磨損試驗機的不足，本發明提供了一種濕度可控的摩擦磨損試驗機，該濕度可控的摩擦磨損試驗機不僅可以智能控制實驗的濕度，而且穩定性好，可以減少材料摩擦磨損的損耗。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：該濕度可控的摩擦磨損試驗機包括工作臺倉、主軸電機、電機安裝梁、主軸電機聯軸器、推力球軸承、下夾具、下試樣、通氣彈簧按鈕開關、錐齒輪對、錐齒輪軸、伺服電機聯軸器、伺服電機、絲杠軸承、絲杠軸、絲杠螺母、防旋滾輪、立柱梁、加載套筒、墊塊、三軸力傳感器、上夾具、上試樣、環境箱和?STH11數字式溫濕度傳感器。

該濕度可控的摩擦磨損試驗機有一個封閉的工作臺倉，工作臺倉分為上、中、下三層，主軸電機通過電機安裝梁固定在工作臺倉的下層內部，主軸電機通過主軸電機聯軸器連接下夾具，下夾具和工作臺倉連接處安裝有推力球軸承；下試樣安裝在下夾具上，通過下夾具的中間凸臺對下試樣進行中心定位，通過固定在下夾具上的銷來防止下試樣相對于下夾具旋轉；下夾具和下試樣外圍罩裝有環境箱，環境箱底部帶有內嵌凸臺，用于插入工作臺倉的帶有密封橡膠條的凹槽中，頂部帶有與上夾具配合的圓孔，圓孔內有密封橡膠墊圈，環境箱通過凹凸面密封的方式實現良好的密封效果，環境箱采用透明的亞克力板材料制成，使得實驗中能方便地觀察環境箱內摩擦副的情況；環境箱內側底部安裝有STH11數字式溫濕度傳感器，頂部安裝有通氣彈簧按鈕開關；調節環境箱內濕度時，需打開通氣彈簧按鈕開關，使環境箱與外界連通，實現對環境箱的換氣，從而改變濕度，當濕度調節到預設值，加濕系統和干燥系統都停止工作時，關閉通氣彈簧按鈕開關；上試樣通過螺栓固定于上夾具上，上夾具通過螺栓與三軸力傳感器相連，三軸力傳感器與墊塊通過螺栓相連接；在工作臺倉的最上層設有加載裝置，在加載裝置中，伺服電機橫向通過伺服電機聯軸器、錐齒輪軸連接錐齒輪對，將水平軸轉動變為豎直軸的轉動；錐齒輪豎直軸為絲杠軸，絲杠軸與工作臺倉連接處安裝有絲杠軸承，采用的是推力球軸承，絲杠軸的旋轉運動能轉變成絲杠螺母的上下平動，絲杠螺母通過沉頭螺栓連接加載套筒，加載套筒一側有一條形槽口，為了防止加載過程中絲杠螺母和加載套筒的轉動，在加載套筒的外圍設有立柱梁，在立柱梁的一側焊接有防旋滾輪，當加載套筒上下移動時，防旋滾輪沿著加載套筒的條形槽上下滑動，防止加載套筒旋轉而影響加載，加載套筒與墊塊連接，實現加載，加載的法向力由三軸力傳感器測出，通過變送器后送至處理器，并根據設定的載荷值控制伺服電機的工作；下夾具和上夾具的部分置于環境箱內，加濕系統主要由橡膠輸氣導管和超聲波加濕器組成，單片機系統控制超聲波加濕器的工作，將濕潤空氣通過橡膠輸氣導管通入環境箱中；干燥系統主要由橡膠輸氣導管、U型干燥管和微型電動隔膜泵組成，微型電動隔膜泵用于空氣的排出，其排氣圓孔與橡膠輸氣導管相連，橡膠輸氣導管另一端連接U型干燥管，U型干燥管中放置分子篩干燥劑，干燥過程采用多級干燥的方法，即通過多個U型管（2或3個）串聯的方式得到更加干燥的氣體；單片機系統控制微型電動隔膜泵的工作，將干燥后的空氣通過橡膠輸氣導管通入環境箱中。

圖2為環境箱濕度控制系統總體電路原理圖，它以AT89C52單片機模塊為核心，包括溫濕度檢測電路、電機驅動電路、功能按鍵電路、LCD液晶顯示電路、電源電路、晶振電路以及復位電路。

溫濕度檢測電路采用SHT11數字式溫濕度傳感器作為溫濕度測試元件，?SHT11的引腳2為DATA端，接單片機的引腳14；引腳3為CLK端，接單片機的引腳15，該電路實現了環境箱溫濕度的檢測。