[發明專利]一種高溫真空摩擦磨損試驗機

有效

• 申請號: 201710120263.X
• 申請日: 2017-03-02
• 公開（公告）號: CN107421832B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 龐立龍;朱家鋒;李西貞;孫建榮;王志光;肖華;程俊
• 申請（專利權）人: 中國科學院近代物理研究所;濟南益華摩擦學測試技術有限公司
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56
• 代理公司: 山東祺智知識產權代理有限公司 37361
• 代理人: 孫亞琳

本發明公開了一種高溫真空摩擦磨損試驗機。其包括機架(1)，試驗力加載裝置，摩擦力測量裝置，主軸系統，其特征是：所述機架(1)上設有與抽真空裝置(13)連接的真空腔體(12)，所述真空腔體(12)內設置有高溫加熱爐(19)，所述真空腔體(12)的內壁與高溫加熱爐(19)的外側壁之間設有冷卻水循環系統(14)，主軸系統的驅動部分位于真空腔體(12)外部，主軸系統的主軸由真空腔體(12)的底部伸入真空腔體(12)內并與高溫加熱爐(19)內的下試樣軸(22)連接，主軸上設有旋轉磁流體(20)用于與真空腔體(12)之間的密封，連接上試樣的試驗力加載桿(10)與主軸同軸設置，所述試驗力加載桿(10)連接所述試驗力加載裝置和所述摩擦力測量裝置。

技術領域

本發明涉及一種高溫真空摩擦磨損試驗機，屬于試驗機技術領域。

背景技術

現有的高溫真空摩擦磨損試驗機在實際應用過程中存在很多缺陷：由于受高溫影響，真空動密封受限，無法實現高真空，從而影響試驗結果的準確性；單臺試驗機只能實現特定窄小范圍載荷的試驗要求，例如：0-10N小載荷試驗機的誤差精度要求高，其無法同時實現10-500N大載荷試驗機應用要求，同樣，10-500N大載荷試驗機亦無法同時實現0-10N小載荷試驗機的應用要求。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種可滿足高溫、高真空、0.1N-500N寬范圍載荷、多種形式摩擦副等要求的新的高溫真空摩擦磨損試驗機。

本發明是通過如下技術方案來實現的：一種高溫真空摩擦磨損試驗機，包括機架，試驗力加載裝置，摩擦力測量裝置，主軸系統，其特征是：所述機架上設有與抽真空裝置連接的真空腔體，所述真空腔體內設置有高溫加熱爐，所述真空腔體的內壁與高溫加熱爐的外側壁之間設有冷卻水循環系統，主軸系統的驅動部分位于真空腔體外部，主軸系統的主軸由真空腔體的底部伸入真空腔體內并與高溫加熱爐內的下試樣軸連接，主軸上設有旋轉磁流體用于與真空腔體之間的密封，連接上試樣的試驗力加載桿與主軸同軸設置，所述試驗力加載桿連接所述試驗力加載裝置和所述摩擦力測量裝置。

本發明中，通過高溫加熱爐和真空腔體提供相應的試驗環境，通過采用旋轉磁流體密封可實現高真空密封要求，同時通過在真空腔體內設置冷卻水循環系統通過通入循環冷卻水可保證真空腔體內的低溫環境，保證了磁流體的低溫工作環境，保證其高溫狀況下的高真空動密封性能，同時也保證了真空腔體的高真空靜密封的可靠性。

進一步的，所述試驗力加載裝置為彈簧自動加載機構，其設置在真空腔體外部，其包括豎直設置在真空腔體上部的可轉動的絲杠、與所述絲杠配合的絲母座、設置在絲母座上部的施力板、設置在施力板上部的試驗力加載彈簧、設置在施力板下部與絲母座之間的自重消除彈簧，所述試驗力加載桿向上穿出于真空腔體外部，所述施力板與位于真空腔體外部的試驗力加載桿連接，所述摩擦力測量裝置設置在位于真空腔體外部的試驗力加載桿上，所述試驗力加載桿上設有旋轉直線磁流體用于與真空腔體之間的密封。彈簧自動加載機構進行試驗力加載時，絲杠在驅動機構的驅動下轉動，從而帶動絲母座向上移動，并帶動施力板向上移動，壓縮試驗力加載彈簧產生彈簧力，并通過施力板施加彈簧力到試驗力加載桿，從而對試樣施加試驗力。本發明通過采用彈簧自動加載機構進行試驗力加載，可以實現10N-500N的試驗力加載。通過設置自重消除彈簧，有效保證了試驗力加載的準確性，保證了加載精度。本發明中將摩擦力測量裝置設置在真空腔體外部，置于大氣環境中，有效保證了傳感器工作的穩定性、可靠性。

為了進一步提高試驗力加載桿與真空腔體之間的密封，保證真空腔體內的真空度，所述試驗力加載桿上還設置有用于試驗力加載桿與真空腔體之間密封的金屬波紋管。通過旋轉磁流體密封及金屬波紋管密封，兩者組合，有效保證了試驗力加載桿旋轉運動及軸向運動工況下的高真空動密封。

進一步的，所述試驗力加載桿通過上試樣軸與上試樣連接，所述上試樣軸可拆卸地與試驗力加載桿連接。通過采用可拆卸連接方式，可方便地進行加載系統、測量系統的切換。