[發明專利]一種輥式摩擦磨損實驗機及方法

在審

• 申請號: 202010093452.4
• 申請日: 2020-02-14
• 公開（公告）號: CN111157387A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 王慶娟;高貝特;王偉;劉世鋒;高尚
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李曉曉

本發明公開了一種輥式摩擦磨損實驗機及方法，包括驅動模塊、傳動模塊、輥壓模塊和測壓模塊，驅動模塊與傳動模塊連接，傳動模塊與輥壓模塊連接，輥壓模塊包括機架和輥子，機架與傳動模塊連接，輥子安裝于機架上，機架上設有用于安裝配重的載物臺，測壓模塊包括設置于輥子下方的試驗臺，試驗臺中設有用于測量輥子施加壓力大小的壓力傳感器，試驗臺上部用于設置待測金屬板；所述傳動模塊能夠帶動機架往復運動。本發明通過對輥軋過程中摩擦磨損條件的模擬，可以高效準確地實現對大載荷大變形條件下輥壓摩擦系數的測定，更為研究金屬大塑性變形條件下摩擦環境對性能的影響以及磨損實驗相關特征提供了有效的實驗設備保障。

技術領域

本發明屬于機械技術領域，具體涉及一種輥式摩擦磨損實驗機及方法。

背景技術

隨著我國材料科學與工程學科的迅速發展，特別是金屬材料在塑性變形和摩擦方面研究的加速，越來越多形形色色的摩擦磨損實驗機相繼出現，但在大載荷條件下模擬輥壓變形的摩擦磨損實驗機并不多見，對現有技術既市面在售的摩擦磨損實驗機進行研究和分析。通過研究和分析可初步得出以下結論：

(1)目前，市面上超過95％的摩擦磨損實驗機都以旋轉式的摩擦副為研究對象。

(2)在以旋轉為摩擦副的摩擦磨損實驗機中，大部分均以圓珠滾動的形式模擬摩擦環境。

(3)國內外對于線性往復式的摩擦副為研究對象的摩擦磨損實驗機僅限于高頻、小載荷與微行程等方面的研究，而用于低頻、大載荷與大行程的線性往復式摩擦磨損實驗機的設計及應用的研究還很少。

為了給研究金屬大塑性變形條件下摩擦系數的測定和摩擦環境對性能的影響以及磨損實驗相關特征提供有效的實驗設備保障，迫切需要一種大載荷輥壓式的摩擦磨損實驗裝置。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種輥式摩擦磨損實驗機及方法，本發明可以高效準實現大載荷大變形條件下輥壓摩擦磨損實驗，更為研究金屬大塑性變形條件下摩擦環境對性能的影響以及磨損實驗相關特征提供了有效的實驗設備保障。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種輥式摩擦磨損實驗機，包括驅動模塊、傳動模塊、輥壓模塊和測壓模塊，驅動模塊與傳動模塊連接，傳動模塊與輥壓模塊連接，輥壓模塊包括機架和輥子，機架與傳動模塊連接，輥子安裝于機架上，機架上設有用于安裝配重的載物臺，測壓模塊包括設置于輥子下方的試驗臺，試驗臺中設有用于測量輥子施加壓力大小的壓力傳感器，試驗臺上部用于設置待測金屬板；所述傳動模塊能夠帶動機架往復運動。

優選的，所述傳動模塊包括蝸桿、蝸輪和曲柄滑塊機構，蝸桿的一端與驅動模塊的動力輸出端連接，蝸輪設置于蝸桿的上方并與蝸桿嚙合；所述曲柄滑塊機構以蝸輪軸為轉動副，蝸輪兩側均設有曲柄滑塊機構，所述蝸輪兩側曲柄滑塊機構中的滑塊分別安裝在兩側的固定導軌上；機架的兩端分別與兩側曲柄滑塊機構中的滑塊連接。

優選的，滑塊上設有豎直的定位銷，機架的端部開設有與該定位銷適配的定位孔，機架與滑塊通過定位孔和定位銷連接，定位孔和定位銷之間為間隙配合。

優選的，所述驅動模塊包括電機和電機開關，電機和電機開關連接，電機的輸出軸與傳動模塊的動力接入端連接。

優選的，載物臺上設有豎桿，配重采用砝碼，砝碼套設于豎桿上。

一種輥式摩擦磨損實驗方法，通過本發明上述輥式摩擦磨損實驗進行，包括如下過程：

將待測金屬板安裝在試驗臺上部，在載物臺加載配重；

驅動模塊利用傳動模塊驅動輥壓機架做水平往復運動，輥子在待測金屬板表面滾壓，進行磨損實驗，壓力傳感器測量施加在待測金屬板上的壓力。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：