[發明專利]一種滑動摩擦結合面動態特性測量裝置及測量方法

在審

• 申請號: 202110598567.3
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113375918A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 石坤
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01N19/00;G01N19/02
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 王敏強

本發明公開的一種滑動摩擦結合面動態特性測量裝置，包括交流變頻電機，交流變頻電機的輸出軸上同軸固定連接主軸，主軸上靠近交流變頻電機的位置設置有扭矩傳感器，主軸遠離交流變頻電機的一端設置有角速度傳感器，主軸外同軸固定套接有圓盤，圓盤上設置有配重塊，圓盤的徑向上方滑動配合有底面與其形狀相適應的環塊，環塊的一側設置有位移傳感器，環塊的上方設置有壓力傳感器；本發明還公開了一種滑動摩擦結合面動態特性測量裝置的測量方法。本發明公開的一種滑動摩擦結合面動態特性測量裝置及測量方法，解決了現有技術針對滑動摩擦結合面的特性尤其是動態特性的研究還較少的問題。

技術領域

本發明屬于機械裝置技術領域，具體涉及一種滑動摩擦結合面動態特性測量裝置，本發明還涉及一種滑動摩擦結合面動態特性測量裝置的測量方法。

背景技術

滑動摩擦結合面在機械裝置中廣泛存在，如機床導軌接觸面、活塞與缸體間的接觸面等。目前，人們主要針對滑動摩擦結合面的摩擦磨損方面進行研究，針對滑動摩擦結合面的特性尤其是動態特性的研究還較少，為研究不同速度、不同壓強作用下不同粗糙度的滑動摩擦結合面的動態特性(接觸剛度K、接觸阻尼C、摩擦系數f)，設計了一種滑動摩擦結合面動態特性測量裝置及方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種滑動摩擦結合面動態特性測量裝置，解決了現有技術針對滑動摩擦結合面的特性尤其是動態特性的研究還較少的問題。

本發明的另一目的在于提供上述滑動摩擦結合面動態特性測量裝置的測量方法。

本發明所采用的第一種技術方案是：一種滑動摩擦結合面動態特性測量裝置，包括交流變頻電機，交流變頻電機的輸出軸上同軸固定連接主軸，主軸上靠近交流變頻電機的位置設置有扭矩傳感器，主軸遠離交流變頻電機的一端設置有角速度傳感器，主軸外同軸固定套接有圓盤，圓盤上設置有配重塊，圓盤的徑向上方滑動配合有底面與其形狀相適應的環塊，環塊的一側設置有位移傳感器，環塊的上方設置有壓力傳感器。

本發明第一種技術方案的特點還在于，

主軸上圓盤的兩端均固定套接有滾動軸承。

環塊的上方設置有豎軸，壓力傳感器位于豎軸的頂端，豎軸外套接有滑動軸承。

壓力傳感器上依次電連接有電荷放大器和數據采集卡的輸入端，數據采集卡的輸入端還分別與扭矩傳感器、角速度傳感器和位移傳感器電連接，數據采集卡的輸出端電連接至計算機。

本發明所采用的第二種技術方案是：采用上述滑動摩擦結合面動態特性測量裝置的測量方法，具體包括以下步驟：

步驟1、通過扭矩傳感器、角速度傳感器、壓力傳感器以及位移傳感器獲取配重塊在圓盤上時的目標參數；

步驟2、將配重塊從圓盤上取下固定到環塊上方的豎軸頂端作為載荷塊使用，再次通過扭矩傳感器、角速度傳感器、壓力傳感器以及位移傳感器獲取配重塊在豎軸上時的目標參數；

步驟3、根據步驟1和步驟2中獲取的目標參數分別計算摩擦系數f，接觸剛度K，接觸阻尼C。

本發明第二種技術方案的特點還在于，

步驟3具體為：

1)摩擦系數f：

通過扭矩傳感器測量獲得交流變頻電機作用在主軸上的扭矩T，配重塊固定在圓盤和豎軸上分別測量，兩次差值為△T；通過角速度傳感器測量獲得主軸的轉速n，在配重塊分別固定在圓盤和豎軸上時，主軸的轉速保持不變；通過壓力傳感器測量獲得作用在環塊與圓盤之間的滑動摩擦結合面的法向載荷F；滑動摩擦結合面的相對滑動速度V通過以下公式(1)求解：

V＝nR (1)

式(1)中，n為作用在主軸上的轉速，R為圓盤半徑；