[發明專利]一種面-面接觸扭動微動摩擦磨損試驗系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201710306633.9
• 申請日: 2017-05-02
• 公開（公告）號: CN107179254B
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 盧文龍;張坡;周明琢;劉曉軍;翟文正;周莉萍;羅健
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 張英

1.一種面-面接觸扭動微動摩擦磨損試驗系統，其特征在于，該系統包括加載裝置、定位夾持裝置、摩擦副、驅動裝置、數據采集裝置與計算機測控裝置，

所述夾持裝置，包括上試樣夾具(6)和下試樣夾具(3)，分別用于固定上下摩擦副試樣；

所述加載裝置包括加載支架(8)、支撐平臺(2)；所述加載支架(8)至少由縱向的兩個側板和橫向的端蓋(11)組成第一空間，與所述支撐平臺(2)固定；所述加載支架(8)的第一空間內設置有導向塊(10)，所述導向塊(10)上固定有加載橫梁(13)，所述加載橫梁(13)與連接件(7)連接，所述連接件(7)固定所述夾持裝置中的上試樣夾具(6)，所述上試樣夾具(6)通過所述連接件(7)與所述扭矩傳感器(9)相接，加載鋼球(14)設置于所述上試樣夾具(6)與所述連接件(7)之間，所述上試樣夾具(6)與所述加載鋼球(14)的接觸面上設有與其配合的球面凹槽，所述加載裝置通過加載鋼球(14)為摩擦副(4，5)施加正壓力；扭矩傳感器(9)上端通過連接固定在端蓋(11)上，下端出軸與連接件(6)方形空間隙配合；

所述驅動裝置產生驅動信號控制步進電機(17)的啟閉、轉速和轉向，所述步進電機(17)軸通過減速箱(15)與所述下試樣夾具(3)轉軸連接，編碼器采集并反饋所述步進電機(17)的旋轉角度值發送至所述計算機測控裝置；

所述的數據采集裝置采集所述扭矩傳感器(9)輸出的扭矩值并發送至所述計算機測控裝置，所述驅動裝置與所述數據采集裝置分別與所述計算機測控裝置相連，所述加載橫梁(13)與所述導向塊(10)通過螺釘連接，砝碼(12)所加載載荷通過所述導向塊(10)以及加載橫梁(13)傳遞到加載鋼球(14)上，進而再傳遞到上試樣夾具以及所述摩擦副(4，5)上，所述的試驗系統通過所述計算機測控裝置調節所述步進電機(17)的角位移幅度來進行微動或滑動磨損實驗的切換，所述連接件(7)通過螺紋緊固件與所述上試樣夾具(6)相連接，所述連接件(7)上端加工有方形孔，與所述扭矩傳感器(9)下端方形出軸間隙配合，以保證在載荷施加過程中扭矩傳感器不承受軸線載荷，所述扭矩傳感器(9)固定安裝在所述加載支架(8)的端蓋(11)上，所述摩擦副為平板狀下試樣(4)和環狀上試樣(5)，所述下試樣夾具(3)及所述平板狀下試樣(4)具有小于1微米以內的表面平行度，所述上試樣(5)的外徑為10㎜，內徑為8㎜，所述下試樣夾具(3)為帶有潤滑槽的形式，摩擦界面浸沒在所述潤滑槽的潤滑介質中。

2.一種如權利要求1所述的面-面接觸扭動微動摩擦磨損試驗系統的控制方法，其特征在于，該控制方法包括如下步驟：

調節所述步進電機(17)的角位移幅度來選擇微動磨損試驗模式或者是滑動磨損試驗模式；

設置所述加載裝置為所述試驗系統提供加載的載荷，所述驅動裝置驅動所述加載裝置來產生不同載荷、頻率以及角位移幅值從而提供所述摩擦副(4，5)不同條件下的磨損試驗；

所述扭矩傳感器采集到所述上試樣(5)以及所述下試樣(4)間的摩擦扭矩，扭矩傳感器變送器提供所述扭矩傳感器(9)的驅動電源，所述采集板采集所述扭矩傳感器(9)輸出的扭矩值發送至所述計算機測控裝置，所述加載裝置的參數被所述計算機測控裝置采集，從而可以依據所述加載裝置的參數執行反饋控制所述驅動裝置執行不同條件下的測試。