[發(fā)明專利]一種柱式導(dǎo)電滑環(huán)摩擦特性測(cè)試裝置及其使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010503100.1
• 申請(qǐng)日: 2020-06-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111638181B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 武紅劍;馬明;張亞男;李涵;崔冠東;劉炳彤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N19/02
• 分類號(hào): G01N19/02
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 李全旺

1.一種柱式導(dǎo)電滑環(huán)摩擦特性測(cè)試裝置的使用方法，實(shí)現(xiàn)使用方法的柱式導(dǎo)電滑環(huán)摩擦特性測(cè)試裝置包括柱式導(dǎo)電滑環(huán)運(yùn)動(dòng)裝置、安裝平臺(tái)、三維位移裝置和測(cè)試裝置，其特征在于，

所述柱式導(dǎo)電滑環(huán)運(yùn)動(dòng)裝置包括電動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)(1)、絕緣柱(2)和金屬環(huán)(5)，所述金屬環(huán)(5)套裝在所述絕緣柱(2)上，所述絕緣柱(2)通過(guò)螺栓固定在所述電動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)(1)上，通過(guò)所述電動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)(1)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)所述金屬環(huán)(5)轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述安裝平臺(tái)包括光學(xué)隔震臺(tái)(3)和光學(xué)面包板(4)，所述光學(xué)面包板(4)通過(guò)支架安裝在所述光學(xué)隔震臺(tái)(3)上；

所述三維位移裝置包括微調(diào)位移平臺(tái)(6)、滑臺(tái)I(7)和滑臺(tái)Ⅱ(8)，所述滑臺(tái)I(7)固定在所述光學(xué)面包板(4)上，實(shí)現(xiàn)y方向的移動(dòng)；所述滑臺(tái)Ⅱ(8)固定在所述滑臺(tái)I(7)上，實(shí)現(xiàn)z方向的移動(dòng)；所述微調(diào)位移平臺(tái)(6)安裝在所述滑臺(tái)Ⅱ(8)上，實(shí)現(xiàn)x方向的微調(diào)；

所述測(cè)試裝置包括支架I(9)和支架Ⅱ(12)，所述支架I(9)上安裝有LVDT位移傳感器I(10)，所述支架Ⅱ(12)上安裝有LVDT位移傳感器Ⅱ(11)；

所述微調(diào)位移平臺(tái)(6)上固定有安裝塊(15)，所述安裝塊(15)設(shè)置的凹槽中插接有懸臂梁(14)，所述懸臂梁(14)的一端與所述安裝塊(15)固定連接，且其另一端固定有第一刷絲束(13)，所述第一刷絲束(13)與所述懸臂梁(14)之間設(shè)置有絕緣介質(zhì)；

柱式導(dǎo)電滑環(huán)摩擦特性測(cè)試裝置的使用方法包括以下步驟：

開(kāi)始工作前，安裝在絕緣柱(2)上的金屬環(huán)(5)與安裝在懸臂梁(14)上的第一刷絲束(13)保持虛接觸；調(diào)整并固定支架I(9)和支架Ⅱ(12)，使LVDT位移傳感器I(10)的端部與懸臂梁(14)的側(cè)面以及第一刷絲束(13)的固定端位置接觸；同時(shí)，使LVDT位移傳感器Ⅱ(11)的端部與懸臂梁(14)的端面接觸，調(diào)整第一刷絲束(13)和金屬環(huán)(5)的相對(duì)位置，使得LVDT位移傳感器I(10)和LVDT位移傳感器Ⅱ(11)的示數(shù)均為零；

工作開(kāi)始時(shí)，通過(guò)旋鈕調(diào)整三維位移裝置中的微調(diào)位移平臺(tái)(6)，使得第一刷絲束(13)與金屬環(huán)(5)接觸，此時(shí)，第一刷絲束(13)在x方向的位移量由LVDT位移傳感器Ⅱ(11)記錄為ω_B，根據(jù)懸臂梁彎曲變形理論，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的第一刷絲束(13)與金屬環(huán)(5)之間的接觸力F_a；當(dāng)F_a達(dá)到試驗(yàn)值時(shí)，停止微調(diào)位移平臺(tái)(6)的調(diào)整，并保持第一刷絲束(13)與金屬環(huán)(5)之間x方向的固定，同時(shí)將與懸臂梁(14)接觸的LVDT位移傳感器Ⅱ(11)和支架Ⅱ(12)撤除，使懸臂梁(14)僅與LVDT位移傳感器I(10)保持虛接觸，并沿x方向調(diào)整支架I(9)和LVDT位移傳感器I(10)的位置，直至與第一刷絲束(13)的固定端位置和懸臂梁(14)的側(cè)面虛接觸；

啟動(dòng)電動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)(1)，金屬環(huán)(5)在絕緣柱(2)和電動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)(1)的共同作用下開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，與第一刷絲束(13)為相對(duì)滑動(dòng)；

工作開(kāi)始后，由于第一刷絲束(13)與金屬環(huán)(5)之間的相對(duì)滑動(dòng)作用，在摩擦力的作用下，第一刷絲束(13)帶動(dòng)懸臂梁(14)在y方向產(chǎn)生振動(dòng)，此時(shí)與懸臂梁(14)側(cè)面接觸的LVDT位移傳感器I(10)產(chǎn)生跳動(dòng)的示數(shù)ω_y，同理可計(jì)算出ω_y對(duì)應(yīng)的摩擦力F_y，進(jìn)而通過(guò)F_y與F_a的比值，計(jì)算出實(shí)時(shí)對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)，從而測(cè)量并分析柱式導(dǎo)電滑環(huán)的摩擦特性。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柱式導(dǎo)電滑環(huán)摩擦特性測(cè)試裝置的使用方法，其特征在于，所述支架I(9)固定在光學(xué)隔震臺(tái)(3)上，所述LVDT位移傳感器I(10)與所述滑臺(tái)I(7)的運(yùn)動(dòng)方向平行，且所述LVDT位移傳感器I(10)與所述懸臂梁(14)的高度一致，并與所述懸臂梁(14)的側(cè)面接觸。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種柱式導(dǎo)電滑環(huán)摩擦特性測(cè)試裝置的使用方法，其特征在于，所述支架Ⅱ(12)固定在光學(xué)隔震臺(tái)(3)上，所述LVDT位移傳感器Ⅱ(11)與所述微調(diào)位移平臺(tái)(6)的運(yùn)動(dòng)方向平行，且所述LVDT位移傳感器Ⅱ(11)與所述懸臂梁(14)的高度一致，并與所述懸臂梁(14)的端面接觸。