[發明專利]一種重載多工況摩擦試驗機

有效

• 申請號: 201710175260.6
• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN107063994B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 肖文凱;王華碩;石端偉;徐宇翔;范桃桃
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01N19/02
• 分類號: G01N19/02
• 代理公司: 42222 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 張火春

本發明公開了一種重載多工況摩擦試驗機，包括試驗臺、壓力傳感器、下固定試驗塊、滑動試驗塊、上固定試驗塊、螺旋加壓裝置、恒拉力裝置、以及數據處理終端，所述下固定試驗塊設于壓力傳感器頂部，壓力傳感器固定在試驗臺上，下固定試驗塊上表面放置滑動試驗塊，滑動試驗塊上方設有上固定試驗塊；所述螺旋加壓裝置設于上固定試驗塊上，用于給上固定試驗塊加壓，并通過壓力傳感器顯示實時壓力；所述滑動試驗塊通過鋼絲繩與恒拉力裝置相連，恒拉力裝置通過鋼絲繩為滑動試驗塊提供恒定的拉力，所述恒拉力裝置的拉力數據和壓力傳感器和測得壓力數據通過數據線導入數據處理終端。本發明可適應不同載荷，多工況下摩擦試驗，其測量結果穩定可靠。

技術領域

本發明涉及摩擦試驗領域，尤其涉及一種重載多工況摩擦試驗機。

背景技術

現有技術中摩擦系數試驗機工作載荷小，通常測試載荷小于0.1MPa；一般用于測試紙張、橡膠、木材等表面摩擦系數；需要在一定的環境下工作，不能反映環境工況變化對摩擦系數的影響。設計一種用于測試重載工況下摩擦副摩擦系數的實驗儀器，其要求為：(1)測試載荷可以調整，最大能達到20MPa；(2)能測試包括金屬材料、防護涂層、潤滑油等在內的摩擦系數；(3)能改變測試環境工況(環境溫度：-10℃～60℃；濕度：0～100％)；(4)測試誤差小于0.5％。目前市場主流的摩擦系數試驗機測試工作載荷小(小于0.1MPa)，而工程實際中的摩擦副正應力通常較大。因載荷對摩擦副表面接觸狀態的影響，現有的摩擦系數試驗機難以準確測量大載荷下摩擦副的摩擦系數。

發明內容

本發明的目的在于設計一種用于測試重載工況下摩擦副摩擦系數的試驗儀器。該儀器可測試包括金屬材料、防護涂層、潤滑油等在內的摩擦系數。通過裝備有機玻璃罩和安放各類溫濕度傳感器及加熱加濕儀器和裝備可以測量多種環境下的摩擦系數，探討載荷和環境因素對摩擦系數的影響。

為了實現以上目的，本發明中摩擦試驗機的技術方案如下：

一種重載多工況摩擦試驗機，其包括試驗臺、壓力傳感器、下固定試驗塊、滑動試驗塊、上固定試驗塊、螺旋加壓裝置、恒拉力裝置、以及數據處理終端，所述下固定試驗塊設于壓力傳感器頂部，壓力傳感器固定在試驗臺上，下固定試驗塊上表面放置滑動試驗塊，滑動試驗塊上方設有上固定試驗塊，滑動試驗塊設于上固定試驗塊和下固定試驗塊之間；所述螺旋加壓裝置設于上固定試驗塊上，用于給上固定試驗塊加壓，并通過壓力傳感器顯示實時壓力；所述滑動試驗塊通過鋼絲繩與恒拉力裝置相連，恒拉力裝置通過鋼絲繩為滑動試驗塊提供恒定的拉力，所述恒拉力裝置的拉力數據和壓力傳感器和測得壓力數據通過數據線導入數據處理終端。

作為改進，所述螺旋加壓裝置包括固定支架、加圧板、螺紋套筒、螺紋桿和手輪，所述固定支架包括豎向支架和橫向支架，豎向支架與試驗臺固定相連，橫向支架固定于豎向支架頂部，加圧板設于豎向支架上，且加圧板與豎向支架之間設有能相對上下滑動的滑動副，所述螺紋套筒為設有內螺紋的套筒，螺紋套筒底部固定在加圧板上，螺紋桿上部通過軸承固定在橫向支架上，螺紋桿下部與螺紋套筒螺紋配合相連，所述手輪與螺紋桿的頂部固定相連，加圧板壓在上固定試驗塊上表面，通過手輪轉動螺紋桿使加圧板往下壓，為上固定試驗塊提供壓力。

作為改進，所述恒拉力裝置包括滑輪、拉力傳感器、以及吊重托盤，所述滑輪通過滑輪支架固定在試驗臺邊上，用鋼絲繩將拉力傳感器和吊重托盤串聯，然后將鋼絲繩繞過滑輪與滑動試驗塊固定相連，通過在吊重托盤內添加重物來為鋼絲繩提供恒定拉力，并通過拉力傳感器校正讀數，滑輪的高度設置保證滑輪與滑動試驗塊之間的鋼絲繩為水平方向。

作為改進，所述上固定試驗塊和下固定試驗塊靠近鋼絲繩一側的試驗臺上固定設有擋板，所述擋板用于防止在鋼絲繩拉滑動試驗塊時，上固定試驗塊和下固定試驗塊產生滑動。

作為改進，所述螺旋加壓裝置提供的最大壓力載荷不小于20Mpa。

作為改進，所述滑動試驗塊上設置百分表，通過百分表觀察滑動試驗塊是否滑動。