[發明專利]摩擦試驗方法

有效

• 申請號: 202010331618.1
• 申請日: 2020-04-24
• 公開（公告）號: CN111537374B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 于卿源;陳新春;張晨輝;雒建斌
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56
• 代理公司: 北京華進京聯知識產權代理有限公司 11606
• 代理人: 劉葛

本發明提供一種摩擦試驗方法。摩擦試驗方法包括：測試樣品沿豎直方向對摩擦頭加載；測試樣品與摩擦頭沿水平方向相互摩擦；獲取懸臂梁的自由端的水平變形。由于第一電機和第二電機位于真空低溫腔體外部，從而第一電機和第二電機的工作效果良好，第一電機和第二電機的工作熱量不會影響低溫試驗環境，進而使得摩擦試驗設備適用于真空低溫環境，避免了在真空低溫腔體內部安裝電機。通過激光測距裝置測量懸臂梁自由端的水平變形，由于激光測距裝置位于真空低溫腔體的外部，從而可以適用于真空低溫腔體內的低溫條件下的變形測量，進而避免了在真空低溫腔體內安裝測量傳感器，同時可以保證極高的測試精度。

技術領域

本發明涉及摩擦試驗技術領域，特別涉及摩擦試驗方法。

背景技術

摩擦學的基本目標是探究摩擦起源的科學機理、開發控制摩擦磨損的方法，并將其應用到工業生產當中。摩擦學領域中，摩擦試驗機是一類用于進行摩擦實驗的常用設備，分為臺架實驗機和試樣實驗機。臺架實驗機測試的對象是部件級的產品，例如軸承、活塞等，可將部件裝入，模擬實際運行工況(包括速度、載荷、溫度、環境氛圍等)，同時具備測量摩擦力學指標的功能(例如可測量軸承的阻力扭矩等)。試樣試驗機測試的對象是幾何結構簡單的樣品，包括平面、圓柱面、球面等，測試方法一般是將上下兩個樣品裝入后，在它們之間施加給定豎直方向的載荷，同時進行水平相對運動，并測量樣品之間的水平摩擦力。運動的模式包括滾動摩擦和滑動摩擦，其中滑動摩擦包括往復滑動、圓周滑動等。除了基本的精確加載、運動控制、摩擦力測量功能外，部分高端試驗機還具備溫度控制、環境控制(不同真空度、相對濕度、氣體成分的控制)功能、加電壓功能、摩擦位點光學/紅外探測功能。

摩擦試驗機的共同目標，一是，在一定的環境(溫度、氛圍等)下，以可調節的載荷、速度工況參數，創造一種摩擦接觸狀態，模擬工程中摩擦副的實際運行；二是，在摩擦運行的過程中保證摩擦力、摩擦扭矩等力學參數的精確測量，并盡可能多的測量其他信息。摩擦試驗機是摩擦學研究過程中，評價材料摩擦磨損特性、改性優化研究過程中必不可少的設備。常規大氣環境下的摩擦試驗機種類非常繁多。但是，傳統的摩擦試驗難以在真空低溫環境中進行。

發明內容

基于此，有必要針對傳統的傳統的摩擦試驗難以在真空低溫環境中進行的問題，提供一種便于在真空低溫環境中進行的摩擦試驗方法。

本申請實施例提供一種摩擦試驗方法，所述摩擦試驗方法通過摩擦試驗設備實現，所述摩擦試驗設備包括：

懸臂梁，位于真空低溫腔體內，所述懸臂梁的一端為固定端，另一端為自由端；

摩擦頭，固定在所述懸臂梁的自由端；

滑臺機構，用于固定測試樣品；

加載機構，包括：

支撐組件，支撐所述滑臺機構；

第一內磁耦合件，位于所述真空低溫腔體內部，所述第一內磁耦合件與所述支撐組件連接，用于帶動所述支撐組件運動，以致帶動所述滑臺機構上的所述測試樣品對所述摩擦頭加載；

第一外磁耦合件，位于所述真空低溫腔體外部，以及

第一電機，位于所述真空腔體外部，所述第一電機用于驅動所述第一外磁耦合件運動，以致所述第一外磁耦合件帶動所述第一內磁耦合件運動；

驅動機構，包括：

第二內磁耦合件，位于所述真空低溫腔體內部，所述第二內磁耦合件與所述滑臺機構連接，用于帶動所述滑臺機構相對于所述支撐組件運動，以致所述測試樣品與所述摩擦頭相互摩擦；

第二外磁耦合件，位于所述真空低溫腔體外部；以及

第二電機，位于所述真空腔體外部，所述第二電機用于驅動所述第二外磁耦合件運動，以致所述第二外磁耦合件帶動所述第二內磁耦合件運動；以及