[發明專利]摩擦試驗裝置及摩擦試驗方法

有效

• 申請號: 202110311366.0
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN113008779B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 印寅;王宇晟;魏小輝;梁濤濤;聶宏;蘇偉
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01N19/02
• 分類號: G01N19/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 史云聰

1.一種摩擦試驗裝置，其特征在于：包括模擬平臺、驅動元件和測試組件，所述模擬平臺能夠在所述驅動元件的帶動下運動，且所述模擬平臺的上端面為工作表面，所述測試組件的下端用于連接摩擦件，且所述摩擦件用于接觸所述工作表面，所述測試組件包括三維力傳感器、施力調節元件和角度調節元件，所述施力調節元件用于調節所述摩擦件施加到所述工作表面上的壓力，所述角度調節元件用于調整所述摩擦件的安裝角度，所述三維力傳感器安裝在所述摩擦件上，并用于測量所述摩擦件受到的正壓力、摩擦力和側向力；還包括安裝支架，所述安裝支架的下端用于固定在地面上，所述施力調節元件的上端固定在所述安裝支架上，所述角度調節元件包括連接件和中支承，所述連接件的上端轉動安裝在所述施力調節元件下端，所述中支承的一端可拆卸固定在所述安裝支架上，且所述中支承能夠固定在所述安裝支架上的不同高度，所述中支承的另一端設有安裝孔，所述安裝孔的側壁周向開設有多個通孔，所述連接件的下端穿過所述安裝孔并與所述三維力傳感器的上端固定連接，所述連接件的外壁上設有限位孔，通過銷連接所述限位孔和不同的所述通孔，實現所述摩擦件角度的調節。

2.根據權利要求1所述的摩擦試驗裝置，其特征在于：所述模擬平臺包括底盤、軸承和工作臺，所述底盤用于固定在地面上，且所述工作臺位于所述底盤上端，所述底盤和所述工作臺之間通過所述軸承轉動連接，所述工作臺的上端面為所述工作表面，且所述驅動元件與所述工作臺的中心軸固定連接，并能夠帶動所述工作臺轉動。

3.根據權利要求2所述的摩擦試驗裝置，其特征在于：所述工作臺包括轉盤和混凝土涂層，所述轉盤的中心與所述驅動元件的輸出軸固定連接，且所述混凝土涂層固定于所述轉盤的上端面，所述混凝土涂層形成所述工作表面，所述驅動元件能夠帶動所述轉盤轉動，并使所述混凝土涂層與所述摩擦件摩擦。

4.根據權利要求1所述的摩擦試驗裝置，其特征在于：所述驅動元件為電機，且所述驅動元件通過一電機支架固定在所述模擬平臺的上方，所述電機支架的下端用于固定在地面上，所述驅動元件固定在所述電機支架的上端，且所述驅動元件的輸出軸穿過所述電機支架并與所述模擬平臺轉動連接。

5.根據權利要求4所述的摩擦試驗裝置，其特征在于：所述電機支架上還固定一轉速傳感器，所述轉速傳感器用于測量所述模擬平臺的轉速。

6.根據權利要求1所述的摩擦試驗裝置，其特征在于：所述三維力傳感器的下端用于與所述摩擦件可拆卸連接，所述安裝支架上還固定一測溫元件，所述測溫元件用于測量所述摩擦件的表面溫度。

7.根據權利要求6所述的摩擦試驗裝置，其特征在于：所述施力調節元件為液壓作動筒，所述測溫元件為紅外溫度傳感器。

8.根據權利要求1所述的摩擦試驗裝置，其特征在于：所述摩擦件為摩擦材料板時，所述三維力傳感器下端固定連接有安裝板，所述安裝板上遠離所述三維力傳感器的一側固定連接有隔熱板，所述隔熱板上遠離所述安裝板的一側用于固定連接所述摩擦材料板，熱電偶固定在所述安裝板上，且所述熱電偶的測試端穿入所述摩擦材料板并用于測量所述摩擦材料板的內部溫度。

9.根據權利要求1所述的摩擦試驗裝置，其特征在于：所述摩擦件為滑橇時，所述三維力傳感器下端固定連接有滑橇安裝板，且所述滑橇安裝板的下端設有滑橇安裝孔，所述滑橇上端設有安裝凸起，所述安裝凸起上開設有連接孔，通過螺栓依次穿過所述連接孔和所述滑橇安裝孔并擰緊實現所述滑橇和所述滑橇安裝板的固定連接。

10.一種摩擦試驗方法，其特征在于：使用權利要求1-9任一項所述的摩擦試驗裝置，包括以下步驟：

S1：調節所述施力調節元件，使所述摩擦件高于所述工作表面；

S2：開啟驅動元件，當模擬平臺加速到在指定速度勻速轉動時關閉驅動元件，實時記錄所述三維力傳感器的各項數據；

S3：調節所述施力調節元件，使所述摩擦件的下表面接觸所述工作表面，并使所述摩擦件受到的正壓力達到指定值，待所述模擬平臺減速至停止轉動，調節所述施力調節元件，使所述摩擦件不與所述工作表面接觸，實時記錄所述三維力傳感器的各項數據；

S4：待所述摩擦件冷卻至室溫，通過調整所述模擬平臺的轉速、所述施力調節元件施加的正壓力、所述摩擦件的偏角或更換所述摩擦件，再重復步驟S2-S3，進行不同工況的試驗。