[發明專利]一種高速摩擦界面光學原位觀測精密摩擦磨損試驗機

有效

• 申請號: 202011411794.2
• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112540019B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 葉家鑫;李龍龍;孫魏;陳祥雨;王偉;劉焜
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56;G01L5/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 陳問渠;何梅生

1.一種高速摩擦界面光學原位觀測精密摩擦磨損試驗機，其特征是：

設置測試單元，所述測試單元中的下試樣(21)水平設置、由下支撐單元支撐并構成同步回轉構件，由驅動單元(1)提供動力，使所述下試樣(21)能夠繞中軸線做回轉運動；所述測試單元中的上試樣(22)由上懸臂梁單元(4)懸吊于下試樣(21)上方，自身水平度及相對下試樣(21)的位置通過位置調節單元(8)可調，下端面與所述下試樣(21)的上端面在加載單元施加的加載力作用下相接觸，形成一對摩擦副；所述測試單元是通過加載力傳感器(23)測量加載單元所施加的加載力大小，通過摩擦力傳感器(24)測量一對摩擦副之間的摩擦力大??；

所述上懸臂梁單元(4)中，一對大間距懸臂梁板簧(45)結構呈水平對稱設置，第二懸臂梁(48)于后端固裝在一對大間距懸臂梁板簧(45)結構之間，于前端懸吊所述上試樣(22)，所述一對大間距懸臂梁板簧(45)結構通過板簧(45)具有向下的撓度，帶動第二懸臂梁(48)于試驗中使所述上試樣(22)能夠向下移動，實現上下試樣(21)的隨動接觸；

所述上懸臂梁單元(4)中，一對大間距懸臂梁板簧(45)結構通過固定板(86)裝配于所述位置調節單元(8)上，并具有相同的結構形式，與所述固定板(86)之間的裝配結構均是，在所述固定板(86)前端面上固裝板簧固定座(41)，第一懸臂梁(43)后端正對所述板簧固定座(41)，之間保留間距，以第一懸臂梁(43)后端部作為板簧安裝端A(44)，以板簧固定座(41)的前端部作為板簧安裝端B(42)，一對呈上下正對布置的板簧(45)分別相適配地固裝于板簧安裝端A(44)與板簧安裝端B(42)的上下端面之間，通過一對板簧(45)使第一懸臂梁(43)能夠形成豎向位移，所述固定板(86)上對應于第一懸臂梁(43)設有限位板(410)，依靠所述限位板(410)對第一懸臂梁(43)的豎向位移量限位；所述第二懸臂梁(48)呈T形結構，短臂段為后端并通過一對豎板(47)固定架設在固連于一對第一懸臂梁(43)之間的橫梁(46)上方，與一對第一懸臂梁(43)構成同步位移構件，長臂段朝前，順著下試樣(21)回轉面的徑向方向布置，懸伸于下試樣(21)上方，臂端懸吊所述上試樣(22)；

所述加載單元包括，設置在所述第二懸臂梁(48)前側上端的豎向碼放有多個砝碼的砝碼盤(61)，用于提供加載力，以及設置在第二懸臂梁(48)后側上端、順著第二懸臂梁(48)向后懸伸、尾端螺紋套設有調節砝碼(63)的調節螺桿(62)，以所述調節砝碼(63)在調節螺桿(62)上前后位置的調節形成對加載力的精調。

2.根據權利要求1所述的高速摩擦界面光學原位觀測精密摩擦磨損試驗機，其特征是：

所述下試樣(21)為透明玻璃材質，按照一對摩擦副所在位置、位于所述下試樣(21)的下方對應設置光學原位觀測單元(9)，所述光學原位觀測單元(9)中，光學顯微鏡(91)連接CCD(92)，由第二Z軸位移平臺(94)通過顯微鏡夾具(93)夾持，以觀測端朝上正對所述下試樣(21)，與所述下試樣(21)間的豎向間距通過第二Z軸位移平臺(94)可調。

3.根據權利要求1所述的高速摩擦界面光學原位觀測精密摩擦磨損試驗機，其特征是：

還設有加熱單元(7)，所述加熱單元(7)包括臨近于摩擦界面、設置在上試樣(22)上方的加熱片(71)，用于為摩擦界面加熱，還包括設置在所述加熱片(71)與摩擦力傳感器(24)之間的中空的隔熱結構，通過所述隔熱結構形成對加熱片(71)與摩擦力傳感器(24)之間熱量傳遞的隔離。

4.根據權利要求1所述的高速摩擦界面光學原位觀測精密摩擦磨損試驗機，其特征是：

所述位置調節單元(8)是通過X軸位移平臺(81)與Y軸位移平臺(82)調節上試樣(22)相對下試樣(21)的平面位置，通過第一Z軸位移平臺(85)調節上試樣(22)相對下試樣(21)的高度位置，通過傾斜臺(83)調節上試樣(22)的自身水平度。