專利名稱：往復(fù)式高溫高載摩擦磨損試驗(yàn)方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于摩擦磨損測試技術(shù)領(lǐng)域。涉及到一種新的往復(fù)式高溫高載摩擦磨損試驗(yàn)方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前往復(fù)式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的現(xiàn)狀是(1)往復(fù)機(jī)構(gòu)大多采用滑動方式來定位和導(dǎo)向，問題是摩擦力大、摩擦副的壽命短；有的局部摩擦副采用滾珠承載、尼龍平板保持架結(jié)構(gòu)，但是滾珠與下試樣夾具地板間為點(diǎn)接觸，高載荷時(shí)的疲勞問題很難解決，下試樣夾具壽命很短。這些都影響了試驗(yàn)機(jī)的壽命、工作的可靠性、試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，限制了最大載荷的范圍。(2)上試樣夾具在垂直方向的運(yùn)行也是采用滑動方式定位和導(dǎo)向，由于運(yùn)動幅度很小，而靜摩擦較大，因此對載荷的準(zhǔn)確性有較大的影響；而且由于微動帶來的疲勞磨損問題也直接影響了摩擦副的壽命及試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。(3)對采用運(yùn)動機(jī)構(gòu)整體加熱的方法，由于往復(fù)機(jī)構(gòu)運(yùn)動導(dǎo)向零件選材的困難，限制了最高加熱溫度；對采用試樣底部局部加熱的方法，由于其地面載荷支撐機(jī)構(gòu)為滑動接觸，帶來散熱和潤滑等許多問題，試驗(yàn)溫度一般較低，在150℃以下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種高溫、高載荷以及靜摩擦干擾的往復(fù)式高溫高載摩擦磨損試驗(yàn)方法和設(shè)備。
本發(fā)明的構(gòu)思是，運(yùn)動定位機(jī)構(gòu)均采用標(biāo)準(zhǔn)滾動軸承，好處是把以往的滑動摩擦改為滾動摩擦；摩擦系數(shù)在動件測量；試樣定向加熱和保溫；采用循環(huán)潤滑油同時(shí)實(shí)現(xiàn)冷卻和潤滑；實(shí)現(xiàn)在較高的溫度下施加高載荷，試驗(yàn)結(jié)果的可靠性高、穩(wěn)定性好。
本發(fā)明的解決方案是由軸承座1、偏心軸2、連桿3、固定板4、滑塊5、關(guān)節(jié)連接機(jī)構(gòu)6、摩擦力傳感器7、下試樣夾具8、單向加熱爐11、承載滑板12、砝碼13、上試樣夾具14、上試樣夾具導(dǎo)向軸承15、杠桿16、機(jī)座17、進(jìn)油孔18、承載滑板支撐軸承19、出油孔20、中心支撐板21、滑塊導(dǎo)向軸承22、進(jìn)油孔23構(gòu)成；偏心軸2由軸承座1固定于機(jī)座17，電動機(jī)與偏心軸直連；連桿3一端固定在偏軸2上，另一端與滑塊5相連，滑塊5在上、下、前、后四面由滑塊導(dǎo)向軸承22定位，滑塊5通過關(guān)節(jié)連接機(jī)構(gòu)6一對與承載滑板12相連，在一對關(guān)節(jié)連接結(jié)構(gòu)之間螺栓固定著摩擦力傳感器7。承載滑板12下面緊貼著兩列支撐軸承19固定在中心支撐板21在，承載滑板12的上面緊貼著單向加熱爐11，上試樣夾具14的前后左右4面緊貼著導(dǎo)向軸承15，砝碼13掛在杠桿16上，杠桿16直接安裝在機(jī)座17上；潤滑和冷卻油通入孔18、孔23和流出孔20在中心支撐板21上，并穿透機(jī)座17。
使用往復(fù)式高溫高載摩擦磨損試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行摩擦磨損試驗(yàn)的方法，安裝上試樣9于上試樣夾具14，安裝下試樣10于下試樣夾具8；往杠桿16上添加砝碼13，施加的載荷為10～10000N；通過孔18和23注入潤滑和冷卻油，由孔20流出，進(jìn)行循環(huán)；接通加熱爐11電源，加熱溫度為15～300℃；接通電機(jī)電源，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，下試樣10往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)速5～1500rp/min。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是1、采用往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)、下試樣底板支撐機(jī)構(gòu)、上試樣垂直方向運(yùn)動定位機(jī)構(gòu)均采用標(biāo)準(zhǔn)滾動軸承，好處是把以往的滑動摩擦改為滾動摩擦，摩擦系數(shù)降低1～2個(gè)數(shù)量級；2、實(shí)現(xiàn)摩擦系數(shù)在動件測量，并且其準(zhǔn)確性大大提高；3、載荷施加準(zhǔn)確，排除了靜摩擦對上試樣運(yùn)動機(jī)構(gòu)摩擦力的干擾，提高了載荷施加的準(zhǔn)確性；4、標(biāo)準(zhǔn)軸承的摩擦副采用高質(zhì)量軸承鋼制造，提高承載能力，額定施加最大載荷可達(dá)10000N，大大高于同類試驗(yàn)機(jī)；最大程度減少運(yùn)動機(jī)構(gòu)的質(zhì)量，減少往復(fù)運(yùn)動的慣性力，使系統(tǒng)在800r/min時(shí)仍然平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)；5、由于試樣的定向加熱和保溫作用，在試樣獲得較高溫度的同時(shí)，底部溫度較低，特別是滾動軸承支撐可以在下試樣承載地板下部保留足夠的空間，采用循環(huán)潤滑油同時(shí)實(shí)現(xiàn)冷卻和潤滑。
6、可以在較高的溫度下施加高載荷，試驗(yàn)結(jié)果的可靠性高、穩(wěn)定性好。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
1、把10mm×8mm×100mm的下試樣10安裝到下試樣夾具8中。
2、把15mm×10mm×10mm的上試樣9安裝到上試樣夾具14中。
3、抬起杠桿16，把安裝好上試樣的夾具14從上方裝入，直到與下試樣接觸。
4、放下杠桿16，選擇質(zhì)量為200N的砝碼13，掛到杠桿16的加力端。
5、杠桿的比例為7∶1，此時(shí)施加到上下試樣之間的載荷為1400N。
6、接通220V電源，加熱器11開始加熱，同時(shí)接通油泵電源，潤滑和冷卻油通過孔18和23注入，由孔20流出，進(jìn)行循環(huán)。設(shè)定加熱溫度為150℃，油泵流量為每分鐘2升。
7、接通電源，電機(jī)驅(qū)動偏心軸2旋轉(zhuǎn)，帶動連桿3把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為往復(fù)運(yùn)動；8、連桿3驅(qū)動滑塊5，滑塊5在上、下、前、后四面由滑塊導(dǎo)向軸承22定位，每面有4塊額定載荷為500N的滾動向心軸承組成，沿4角均勻分布，共16塊。
9、滑塊導(dǎo)向軸承22承受偏心軸施加到連桿的側(cè)推力，并把主推力傳遞到關(guān)節(jié)連接機(jī)構(gòu)6一對，關(guān)節(jié)連接結(jié)構(gòu)采用額度載荷為1000N的關(guān)節(jié)軸承。
10、關(guān)節(jié)連接機(jī)構(gòu)6實(shí)現(xiàn)滑塊5與承載滑板12之間的柔性連接。
11、在一對關(guān)節(jié)連接結(jié)構(gòu)之間是摩擦力傳感器7，額度載荷為500N，允許超載50％。
12、承載滑板12下面是兩列支撐軸承19，承受全部垂直方向的載荷。每列有5塊額定載荷為1000N的單列向心球軸承構(gòu)成。
13、承載滑板12的上面是單向加熱爐11，加熱爐的額定功率為200W。對其上面的下試樣夾具8加熱，下試樣10固定于下式樣夾具8內(nèi)。
14、上試樣9固定于上試樣夾具14中。上試樣夾具14由導(dǎo)向軸承15(前后左右4面)導(dǎo)向，每面由4塊額定載荷為500N的單列向心球軸承構(gòu)成，沿4角均勻分布，共16塊。
權(quán)利要求
1.往復(fù)式高溫高載摩擦磨損試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于，由軸承座(1)、偏心軸(2)、連桿(3)、固定板(4)、滑塊(5)、關(guān)節(jié)連接機(jī)構(gòu)(6)、摩擦力傳感器(7)、下試樣夾具(8)、單向加熱爐(11)、承載滑板(12)、砝碼(13)、上試樣夾具(14)、上試樣夾具導(dǎo)向軸承(15)、杠桿(16)、機(jī)座(17)、進(jìn)油孔(18)、承載滑板支撐軸承(19)、出油孔(20)、中心支撐板(21)、滑塊導(dǎo)向軸承(22)、進(jìn)油孔(23)構(gòu)成；偏心軸(2)由軸承座(1)固定于機(jī)座(17)，電動機(jī)與偏心軸直連；連桿(3)一端固定在偏軸(2)上，另一端與滑塊(5)相連，滑塊(5)在上、下、前、后四面由滑塊導(dǎo)向軸承(22)定位，滑塊(5)通過關(guān)節(jié)連接機(jī)構(gòu)(6)(一對)與承載滑板(12)相連，在一對關(guān)節(jié)連接結(jié)構(gòu)之間螺栓固定著摩擦力傳感器(7)；承載滑板(12)下面緊貼著兩列支撐軸承(19)固定在中心支撐板(21)在，承載滑板(12)的上面緊貼著單向加熱爐(11)，上試樣夾具(14)的前后左右4面緊貼著導(dǎo)向軸承(15)，砝碼(13)掛在杠桿(16)上，杠桿(16)直接安裝在機(jī)座(17)上；潤滑和冷卻油通入孔(18)、孔(23)和流出孔(20)在中心支撐板(21)上，并穿透機(jī)座(17)。
2.使用權(quán)利要求1所述的往復(fù)式高溫高載摩擦磨損試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行摩擦磨損試驗(yàn)的方法，其特征在于，安裝上試樣(9)于上試樣夾具(14)，安裝下試樣(10)于下試樣夾具(8)；往杠桿(16)上添加砝碼(13)，施加的載荷為10～10000N；通過孔(18)和(23)注入潤滑和冷卻油，由孔(20)流出，進(jìn)行循環(huán)；接通加熱爐(11)電源，加熱溫度為15～300℃；接通電機(jī)電源，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，下試樣(10)往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)速5～1500rp/min。
全文摘要
往復(fù)式高溫高載摩擦磨損試驗(yàn)方法和設(shè)備屬于摩擦磨損試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域。裝置的往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)、下試樣底板支撐機(jī)構(gòu)、上試樣垂直方向運(yùn)動定位機(jī)構(gòu)均采用標(biāo)準(zhǔn)滾動軸承，實(shí)現(xiàn)摩擦系數(shù)在動件測量，并且其準(zhǔn)確性大大提高；載荷施加準(zhǔn)確，排除了靜摩擦對上試樣運(yùn)動機(jī)構(gòu)摩擦力的干擾，提高了載荷施加的準(zhǔn)確性；標(biāo)準(zhǔn)軸承提高承載能力，額定施加最大載荷可達(dá)10000N；最大程度減少運(yùn)動機(jī)構(gòu)的質(zhì)量，減少往復(fù)運(yùn)動的慣性力，使系統(tǒng)在800r/min時(shí)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)；由于試樣的定向加熱和保溫作用，在試樣獲得較高溫度的同時(shí)，底部溫度較低，特別是滾動軸承支撐在下試樣承載地板下部保留足夠空間，采用循環(huán)潤滑油同時(shí)實(shí)現(xiàn)冷卻和潤滑。適用于摩擦磨損試驗(yàn)領(lǐng)域。
文檔編號G01N19/04GK1789964SQ20051013681
公開日2006年6月21日 申請日期2005年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月31日
發(fā)明者徐久軍, 林炳鳳, 嚴(yán)立 申請人:大連海事大學(xué)