一種靜載三體磨料磨損試驗的制造方法
【專利摘要】一種靜載三體磨料磨損試驗機，該試驗機的電動機和減速器安裝在電機座板上，減速器輸出端通過彈性聯(lián)軸器連接在主軸的下端，主軸上端連接傳動橫桿，試樣夾對稱安裝在傳動橫桿兩端的孔內(nèi)，砝碼安置于試樣夾的上端，盛沙盤、摩擦軌道和軌道內(nèi)擋沙圈一起安裝于角鋼支架上端，實驗試樣安置于試樣夾下端，實驗試樣磨損面接觸摩擦軌道上面。本試驗機能同時對兩個樣品進行磨料磨損性能測試；靈活改變實驗所需要的試驗載荷；測試過程運行平穩(wěn)、測試精度高，適用于科研人員的科學試驗。
【專利說明】一種靜載三體磨料磨損試驗機
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種實驗設備儀器，特別是一種應用于檢測金屬材料在不同試驗時間、不同磨料尺寸和不同磨損載荷環(huán)境下的靜載三體磨料磨損試驗機。
【背景技術】
[0002]材料磨損包括磨料磨損、粘附磨損、接觸疲勞磨損、腐蝕磨損、微動磨損、浸蝕磨損、氣蝕等。磨料磨損，尤其是金屬材料的磨料磨損，是最常見的磨損現(xiàn)象，約占磨損總數(shù)的一半。
[0003]磨料磨損一般是指硬的磨?；蛲钩鑫镌趯α慵砻娴哪Σ吝^程中，使表面材料發(fā)生耗損的現(xiàn)象。這種磨?；蛲钩鑫镆话闶欠墙饘倌チ先缡?、礦巖、砂土等，但也包括硬金屬對軟金屬表面的磨損，典型的例子是銼刀對零件的加工。又如，兩金屬副之間落入被冷加工硬化了的磨屑，這些磨屑比其中的一個表面或甚至兩個表面都硬時，就會起磨料磨損的作用，在齒輪或軸承中有時會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。這種磨料介于物體表面之間所發(fā)生的磨損稱為三體磨料磨損。與此相對應的，如犁鏵在耕耘時的磨損，電鏟斗齒與礦石接觸引起的磨損，即一個零件表面和磨料接觸所產(chǎn)生的磨損，一般可認為是兩體磨料磨損。兩體磨料磨損與三體磨料磨損過程中有共同之處，但也各有其特性。
[0004]研究金屬材料的磨料磨損性質，對于研究和改善材料耐磨性,提高機械各種零部件的機械性能和耐用性具有至關重要的作用。對金屬材料的磨料磨損性質進行研究，就需要用到磨料磨損試驗機。金屬材料通過磨損試驗機的試驗能夠得到定量的磨損數(shù)據(jù)。這些磨損數(shù)據(jù)可以用失重、體積磨損、磨損比、磨損率、耐磨性和相對磨損性等形式表示。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種靜載三體磨料磨損試驗機，所要解決的技術問題是對磨損載荷進行調(diào)節(jié)，對金屬材料機械零件的三體磨料磨損行為進行高度仿真測試。
[0006]本發(fā)明采用如下技術方案達到上述目的:一種靜載三體磨料磨損試驗機，該試驗機的電動機和減速器安裝在電機座板上，減速器輸出端通過彈性聯(lián)軸器連接在主軸的下端，主軸上端連接傳動橫桿，試樣夾對稱安裝在傳動橫桿兩端的孔內(nèi)，破碼安置于試樣夾的上端，盛沙盤、摩擦軌道和軌道內(nèi)擋沙圈一起安裝于角鋼支架上端，實驗試樣安置于試樣夾下端，實驗試樣磨損面接觸摩擦軌道上面。
[0007]所述試樣夾設有兩個，對稱安裝在傳動橫桿兩端的孔內(nèi)，同時對兩個樣品進行磨料磨損性能測試。
[0008]所述電動機輸出端和減速器裝配為一體。
[0009]所述主軸裝配在軸承上，軸承安裝在軸承座上。
[0010]所述試樣夾和傳動橫桿之間間隙配合，試樣夾和傳動橫桿之間安裝有鍵。
[0011]所述電機座板和軸承座分別安裝于角鋼支架上。
[0012]試驗方法和操作步驟:將選定的磨料填放于盛沙盤內(nèi)并均勻覆蓋摩擦軌道，將試樣安裝在試樣夾上，在特定的載荷和摩擦滑動速度下，試樣在軌道上做三體磨料磨損運動。金屬材料通過磨損試驗機的試驗能夠得到定量的磨損數(shù)據(jù)，這些磨損數(shù)據(jù)可以用失重、體積磨損、磨損比、磨損率、耐磨性和相對磨損性等形式表示。
[0013]本發(fā)明的突出優(yōu)點在于:
[0014]1、設有兩個試樣夾，能同時對兩個樣品進行磨料磨損性能測試，兩個試樣夾高度對稱，運動穩(wěn)定性好。
[0015]2、巧妙地將摩擦軌道和試驗機的摩擦面部分有機結合起來運用于磨料磨損試驗機，既省材又高度符合摩擦學原理，提高了實驗的靈活性、穩(wěn)定性和精確度。
[0016]3、測試時能夠靈活地改變實驗所需要的試驗載荷。加載荷機構除了起加穩(wěn)定的載荷的作用外，還可以利用自身重力自動調(diào)節(jié)實驗磨損試樣與摩擦軌道的相對位置，使實驗磨損試樣的摩擦面與摩擦軌道摩擦面這兩個平行面之間的相對距離保持不變。
[0017]4、試樣在傳動橫桿的帶動下在摩擦軌道上做勻速圓周運動，摩擦軌道固定靜止，試樣在軌道上穩(wěn)定地做磨損運動。
[0018]5、本試驗機結構簡單，測試平穩(wěn)性和測試精度高，既具備了現(xiàn)有三體磨料磨損試驗機的優(yōu)越性，又具備更好的實驗研究性能和更為強大的功能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本靜載三體磨料磨損試驗機的結構示意圖。
[0020]圖2為本靜載三體磨料磨損試驗機的磨損實驗工作狀態(tài)示意圖。
[0021]圖3為實驗試樣磨損面示意圖。
[0022]圖4為試樣通過使用本靜載三體磨料磨損試驗機磨損后，電鏡掃描所得的300SE磨損形貌圖。圖5為試樣通過使用本靜載三體磨料磨損試驗機磨損后，電鏡掃描所得的100SE磨損形貌圖。
【具體實施方式】
[0023]以下通過附圖和實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步描述。
[0024]如圖1所示，本發(fā)明所述的靜載三體磨料磨損試驗機，包括電動機1、減速器2、主軸3、盛沙盤4、摩擦軌道5、擋沙圈6、實驗試樣7、砝碼8、鍵9、傳動橫桿10、試樣夾11、軸承
12、軸承座13、彈性聯(lián)軸器14、電機座板15以及角鋼支架16。具體連接方式為:
[0025]電動機I安裝在電機座板15上，電動機I輸出端和減速器2裝配為一體，減速器2輸出端通過彈性聯(lián)軸器14連接在主軸3的下端，主軸3上端連接傳動橫桿10，主軸3裝配在軸承12上，軸承12安裝在軸承座13上，試樣夾11對稱安裝在傳動橫桿10兩端的孔內(nèi)，試樣夾11和傳動橫桿10之間間隙配合，試樣夾11和傳動橫桿10之間安裝鍵9，砝碼8安置于試樣夾11的上端，電機座板15和軸承座13分別安裝于角鋼支架16上，盛沙盤4、摩擦軌道5和軌道內(nèi)擋沙圈6 —起安裝于角鋼支架16上端，實驗試樣7安置于試樣夾11下端，實驗試樣7磨損面接觸摩擦軌道5上面。
[0026]如圖2所示，所述靜載三體磨料磨損試驗機磨損實驗工作狀態(tài)示意圖，由試樣夾
11、磨料21、摩擦軌道5組成,箭頭18表示載荷加載位置及方向，箭頭22表示試樣圓周磨損運動的切線方向，實驗試樣7的截面20。圖3所示，實驗試樣7的磨損面17。[0027]所述靜載三體磨料磨損試驗機的工作原理及過程是:
[0028]如圖1所示，通過電動機I輸出軸經(jīng)過減速器2減速，再經(jīng)過彈性聯(lián)軸器14連接主軸3帶動傳動橫桿10轉動。工作時，傳動橫桿10帶動試樣夾11沿著主軸3中心做勻速圓周轉動，傳動橫桿10和試樣夾11之間為間隙配合的滑動副，試樣夾11的上部圓柱體部分可以在傳動橫桿10安裝孔上做上下自由滑動，加潤滑油后忽略摩擦，在砝碼8的載荷下，試樣夾11夾持實驗試樣7轉動，盛沙盤4內(nèi)裝有磨料，工作時，試樣7和摩擦軌道5之間填充有40— 60目的石英砂磨料，試樣7在摩擦軌道5上做靜載三體磨料磨損形式的運動。
[0029]實驗驗證試驗機的性能
[0030]實驗流程:
[0031](I)用45鋼加工成3塊本實驗試樣；
[0032](2)將試樣進行熱處理:將3塊試樣放進電阻爐在840°C的溫度下保溫30min，然后取出試樣立即放進10%的NaCl溶液中進行淬火；
[0033](3)用清水清洗這3塊試樣，風干，將試樣編號，編號為1、2、3 ;
[0034](4)將編號為1、2、3的三塊試樣放進電阻爐，在100°C的溫度下保溫lOmin，取出空冷;
[0035](5)使用金相磨樣機磨去所有試樣表面的氧化物；
[0036](6)分別在所有試樣的同一位置的面，將要進行磨料磨損的面上的相同位置上測試試樣的洛氏硬度；·
[0037](7)使用超聲波清洗器清洗所有試樣，清洗液:乙醇；
[0038](8)風干所有試樣，使用電子測質量儀器測出各試樣的質量，如表1所示；
[0039](9)將試樣分別安裝在本靜載三體磨料磨損試驗機的試樣夾上，開展磨料磨損實驗。轉速:50r/min ;載荷:10N ;磨料:40.一60目的石英砂；時間:30min ；
[0040]( 10)使用超聲波清洗器清洗所有試樣，清洗液:乙醇；
[0041](11)風干所有試樣，使用電子測質量儀器測出各試樣的質量，如表1所示；
[0042]使用掃描電鏡觀察試樣表面形貌，圖4和圖5分別為通過使用本靜載三體磨料磨損試驗機磨損后，電鏡掃描所得的300SE磨損形貌圖和IOOSE磨損形貌圖。
[0043]表1試樣磨損前后重量變化(質量單位:g)
[0044]
編號|1|2|3 —

磨損前 50.9191 52.3892 50.8989

邊損后7760 52.2285 50.7154

灰重^) |θ.1431 |θ.1607 |θ.1935~
[0045]使用本靜載三體磨料磨損試驗機開展以上金屬材料三體磨料磨損試驗。通過觀察分析表1可知，各個編號的試樣的失重偏差較?。挥蓤D3和圖4可知，電鏡掃描得到圖片表面形態(tài)，磨痕清晰可見，磨料磨損得到的表面符合摩擦學研究要求。由此可見，本靜載三體磨料磨損試驗機運行正常、性能優(yōu)良，可以用來研究金屬材料的干磨料磨損性能和腐蝕磨料磨損性能。
[0046]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳的實施例，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍內(nèi)，利用上述揭示的技術內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種靜載三體磨料磨損試驗機，其特征在于，該試驗機的電動機和減速器安裝在電機座板上，減速器輸出端通過彈性聯(lián)軸器連接在主軸的下端，主軸上端連接傳動橫桿，試樣夾對稱安裝在傳動橫桿兩端的孔內(nèi)，砝碼安置于試樣夾的上端，盛沙盤、摩擦軌道和軌道內(nèi)擋沙圈一起安裝于角鋼支架上端，實驗試樣安置于試樣夾下端，實驗試樣磨損面接觸摩擦軌道上面。
2.根據(jù)權利要求1所述的靜載三體磨料磨損試驗機，其特征在于，所述試樣夾設有兩個，對稱安裝在傳動橫桿兩端的孔內(nèi)，同時對兩個樣品進行磨料磨損性能測試。
3.根據(jù)權利要求1所述的靜載三體磨料磨損試驗機，其特征在于，所述電動機輸出端和減速器裝配為一體。
4.根據(jù)權利要求1所述的靜載三體磨料磨損試驗機，其特征在于，所述主軸裝配在軸承上，軸承安裝在軸承座上。
5.根據(jù)權利要求1所述的靜載三體磨料磨損試驗機，其特征在于，所述試樣夾和傳動橫桿之間間隙配合，試樣夾和傳動橫桿之間安裝有鍵。
6.根據(jù)權利要求1所述的靜載三體磨料磨損試驗機，其特征在于，所述電機座板和軸承座分別安裝于角鋼支架上。
【文檔編號】G01N3/56GK103712869SQ201310697301
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月16日 優(yōu)先權日:2013年12月16日
【發(fā)明者】馬文斌, 嚴偉林, 潘勇輝, 馮曉文 申請人:廣西大學