[發(fā)明專(zhuān)利]一種可模擬低溫摩擦環(huán)境的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)及其工作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210122566.6
• 申請(qǐng)日: 2022-02-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114593984A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳禹吉;秦力;王沖
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N3/02
• 分類(lèi)號(hào): G01N3/02;G01N3/56
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 杜月

1.一種可模擬低溫摩擦環(huán)境的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，包括：

低溫控制模塊，所述低溫控制模塊包括內(nèi)部中空的液氮腔、中間開(kāi)孔的隔熱蓋板、溫度控制器、溫度計(jì)、輸液管和至少一個(gè)加熱器，所述隔熱蓋板設(shè)置在所述液氮腔上，所述隔熱蓋板和所述液氮腔之間的空間形成低溫腔，所述加熱器和所述溫度計(jì)均設(shè)置在所述隔熱蓋板上，所述加熱器和所述溫度計(jì)均與所述溫度控制器電連接；

濕度控制模塊，所述濕度控制模塊包括輸氣管、壓縮氮?dú)夤蕖穸瓤刂破骱团c所述濕度控制器電連接的濕度計(jì)，所述濕度計(jì)設(shè)置在所述隔熱蓋板上，所述輸氣管和所述壓縮氮?dú)夤拗g設(shè)置第三閥門(mén)。

2.如權(quán)利要求1所述的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，在所述液氮腔的外側(cè)依次設(shè)置保溫層和外殼，所述保溫層采用內(nèi)部填充隔熱材料的方式或抽真空的方式實(shí)現(xiàn)隔熱。

3.如權(quán)利要求1所述的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，所述輸液管包括第一輸液管和第二輸液管，所述液氮腔分別通過(guò)所述第一輸液管和所述第二輸液管連接液氮儲(chǔ)存罐和液氮回收罐。

4.如權(quán)利要求3所述的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，所述液氮儲(chǔ)存罐和所述第一輸液管之間設(shè)置第一閥門(mén)，所述液氮回收罐和所述第二輸液管之間設(shè)置第二閥門(mén)。

5.如權(quán)利要求1所述的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，所述輸氣管包括第一輸氣管和第二輸氣管，所述壓縮氮?dú)夤尥ㄟ^(guò)所述第一輸氣管和所述第二輸氣管將氮?dú)廨斔偷剿龅蜏厍恢小?/p>

6.如權(quán)利要求1所述的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，所述隔熱蓋板由隔熱材料制備而成。

7.如權(quán)利要求1所述的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，所述液氮腔為銅材質(zhì)。

8.如權(quán)利要求2所述的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，所述外殼為不銹鋼材質(zhì)。

9.如權(quán)利要求1所述的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，還包括：

上摩擦副，所述上摩擦副包括球、球托夾具、懸臂梁、懸臂梁延長(zhǎng)塊和載荷及摩擦力傳感器，所述球固定在所述球托夾具上，所述球托夾具固定在所述懸臂梁上，所述懸臂梁延長(zhǎng)塊的一端連接所述懸臂梁，所述懸臂梁延長(zhǎng)塊遠(yuǎn)離所述懸臂梁的一端連接所述載荷及摩擦力傳感器，所述球托夾具通過(guò)所述隔熱蓋板的中間開(kāi)孔伸入所述低溫腔中；

下摩擦副，所述下摩擦副包括樣品、樣品臺(tái)、轉(zhuǎn)軸和基座，所述樣品固定在所述樣品臺(tái)上，所述轉(zhuǎn)軸設(shè)置在所述樣品臺(tái)和所述基座之間。

10.一種可模擬低溫摩擦環(huán)境的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的工作方法，其特征在于，利用如權(quán)利要求1-9任一所述的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，包括以下步驟：

(1)打開(kāi)所述溫度控制器和所述濕度控制器實(shí)時(shí)顯示溫度和濕度；

(2)打開(kāi)所述第三閥門(mén)向所述低溫腔中通入氮?dú)猓?/p>

(3)待濕度降低至目標(biāo)值后，打開(kāi)所述第一閥門(mén)和所述第二閥門(mén)向所述液氮腔中通入液氮，保持液氮流量不變，通過(guò)控制所述加熱器的功率和啟停實(shí)現(xiàn)控溫，待溫度達(dá)到目標(biāo)值后，打開(kāi)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，開(kāi)啟摩擦實(shí)驗(yàn)；

(4)摩擦實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，關(guān)閉所述第一閥門(mén)，待溫度升高至室溫后，關(guān)閉所述第二閥門(mén)、所述溫度控制器、所述濕度控制器和所述第三閥門(mén)。