一種摩擦測試試驗臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種摩擦測試試驗臺。
【背景技術(shù)】
[0002] 摩擦振動廣泛的存在各類摩擦制動器中，摩擦引起的振動和噪聲嚴重影響交通工 具的安全性、舒適性及環(huán)保性。潛艇、艦船所使用的滑動軸承引起的摩擦振動和噪聲，嚴重 影響了艦艇的聲隱身性能，使艦艇在戰(zhàn)場上的作戰(zhàn)性能和生存能力大為縮減。
[0003] 針對摩擦引起的振動與噪聲的削弱和消除，其難點在于如何有效地提取摩擦振動 信號的特征參數(shù)。而通過試驗測試是獲得摩擦振動信號特征參數(shù)的直接、有效方法，為進一 步的減振降噪工作奠定基礎(chǔ)。
[0004] 然而，現(xiàn)有的摩擦測試試驗臺在測試摩擦振動和摩擦系數(shù)時，將測試系統(tǒng)間接測 量的數(shù)據(jù)作為材料本身的振動數(shù)據(jù)特征。由于測試系統(tǒng)本身參與了振動，使得測試系統(tǒng)測 得的數(shù)據(jù)并不能真實反映材料本身的摩擦特性。
[0005] 因此，如何消除測試系統(tǒng)對測試結(jié)果的干擾，成為準確測量材料的摩擦系數(shù)和摩 t祭振動特征的關(guān)鍵技術(shù)。目如，國內(nèi)還沒有相關(guān)廣品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)狀，旨在提供一種能排除測試系統(tǒng)自身振動對測量結(jié) 果的干擾，測試準確，結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡單，自動化程度高的摩擦測試試驗臺。
[0007] 本發(fā)明目的的實現(xiàn)方式為，一種摩擦測試試驗臺，同步帶張緊機構(gòu)的手動輪通過 軸承與張緊同步輪連接，手動輪另一端所裝花鍵軸與齒輪和卡鎖活動端連接，卡鎖固定端 通過螺釘和張緊滑塊固定在一起；相互嚙合的齒輪和齒條配合形成齒輪齒條副，齒條通過 螺釘固定在機架上；擋板與張緊滑塊、卡鎖固定端形成平面副；試樣軸快換機構(gòu)的第一試 樣軸內(nèi)表面和芯軸外表面的錐角相同，裝在芯軸上的螺母壓緊第一試樣軸；
[0008] 噴淋系統(tǒng)的栗通過管路接噴頭，噴頭在第一試樣軸和第二試樣軸上方，第一、二 試樣軸下方有收集槽，裝在機架上的收集槽與液槽連接；
[0009] 加載系統(tǒng)的砝碼和砝碼托盤通過繩索、定滑輪與加力杠桿連接，加力杠桿通過螺 栓軸與機架連接；加力杠桿下端的U型槽通過銷釘和滑塊連接，滑塊與第一試樣軸通過滾 動軸承連接，滑塊通過直線軸承與機架連接，第二試樣軸通過滾動軸承與機架連接；
[0010] 隔振器通過螺栓與機架連接，伺服電機和齒輪箱安裝在隔振器上，所述伺服電機 與齒輪箱通過聯(lián)軸器連接，齒輪箱通過同步帶和同步輪與第一試樣軸和第二試樣軸連接；
[0011] 試樣塊與力傳感器連接，力傳感器通過連接塊與手柄連接；試樣塊兩邊分別與第 一試樣軸和第二試樣軸接觸；溫度檢測系統(tǒng)的溫度傳感器裝在機架內(nèi)。
[0012] 本發(fā)明的伺服電機通過齒輪箱輸出兩個轉(zhuǎn)速相同、方向相反的旋轉(zhuǎn)運動，并通過 同步帶和同步輪，帶動第一試樣軸和第二試樣軸作同速、反向的旋轉(zhuǎn)運動。砝碼的重力通過 定滑輪和加力杠桿對第一試樣軸進行水平加載。第一試樣軸在砝碼重力的加載下壓緊試樣 塊和第二試樣軸，形成兩個相同的摩擦力。試樣塊在兩個摩擦力的作用下振動。通過檢測 力傳感器的力變化求得試樣塊的位移變化，根據(jù)力傳感器測得的力戶(/)的數(shù)據(jù)計算試樣材 料的摩擦系數(shù)和摩擦振動特征。
[0013] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具備以下的技術(shù)優(yōu)點：
[0014] 1、能排除測試系統(tǒng)自身振動對測量結(jié)果的干擾，準確地測得材料的摩擦系數(shù)和摩 擦振動特性；
[0015] 2、可用于測試不同的材料在不同速度下的摩擦系數(shù)和摩擦振動特性，試驗條件可 以分為干摩擦和潤滑摩擦，可以滿足對摩擦測試的多種工況的需求；
[0016] 3、結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡單，自動化程度較高。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本發(fā)明摩擦測試試驗臺的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0018] 圖2是本發(fā)明摩擦測試試驗臺的動力系統(tǒng)、加載系統(tǒng)和測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0019] 圖3是圖2所示本發(fā)明摩擦測試試驗臺的動力系統(tǒng)、加載系統(tǒng)和測試系統(tǒng)的A部 分的放大圖，
[0020] 圖4、圖5、圖6是圖2所示本發(fā)明摩擦測試試驗臺的動力系統(tǒng)、加載系統(tǒng)和測試 系統(tǒng)的B部分的放大圖，
[0021] 圖7是本發(fā)明摩擦測試試驗臺的試樣軸快換機構(gòu)的剖視圖，
[0022] 圖8是本發(fā)明摩擦測試試驗臺的噴淋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0023] 圖9是本發(fā)明摩擦測試試驗臺求解摩擦力的示意圖，
[0024] 圖10是本發(fā)明摩擦測試試驗臺求解試樣的摩擦系數(shù)和摩擦振動的示意圖。
【具體實施方式】
[0025] 本發(fā)明由機架4,隔振器23、動力系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、測試系統(tǒng)、控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 及輔助系統(tǒng)組成。輔助系統(tǒng)主要由同步帶張緊機構(gòu)3,試樣軸快換機構(gòu)，噴淋系統(tǒng)，潤滑系 統(tǒng)，溫度檢測系統(tǒng)組成。機架4支撐起摩擦測試試驗臺的所有器件。測試系統(tǒng)將傳感器和 試樣作為一個整體，直接測量試樣的運動信息；控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)根據(jù)測試系統(tǒng)的動力 學(xué)方程求解摩擦力的特征，進而求解試樣的摩擦系數(shù)和摩擦振動特性。
[0026] 下面參照附圖詳述本發(fā)明。
[0027] 參照圖1、圖2和圖3,伺服電機1通過聯(lián)軸器與齒輪箱2連接，齒輪箱2通過同步 帶9和同步輪21與第一試樣軸15和第二試樣軸19連接。伺服電機1通過齒輪箱2輸出 兩個轉(zhuǎn)速相同、方向相反的旋轉(zhuǎn)運動，并通過同步帶9和同步輪21，帶動第一試樣軸和第二 試樣軸作同速、反向的旋轉(zhuǎn)運動。手動輪7和張緊同步輪8用于張緊同步帶9。
[0028] 齒輪箱2采用傳動比為1 :1的斜齒輪傳動，以減小輸出轉(zhuǎn)速的波動。
[0029] 參照圖2和圖3,加載系統(tǒng)的砝碼5和砝碼托盤6通過繩索12、定滑輪13與加力 杠桿10連接，加力杠桿10通過螺栓軸11與機架4連接。加力杠桿下端的U型槽通過銷釘 和滑塊22連接，滑塊22與第一試樣軸15通過滾動軸承20連接，滑塊22通過直線軸承14 與機架4連接，可以水平移動。第二試樣軸19通過滾動軸承20與機架4連接，只能做旋轉(zhuǎn) 運動。
[0030] 繩索12采用高強度和韌性的尼龍繩；加力杠桿10的力臂比1:1，以保證第一試樣 軸15和第二試樣軸19所受的加載力等于砝碼5的重力。第一試樣軸15和第二試樣軸19 的軸線位于同一水平面內(nèi)，第一試樣軸15和第二試樣軸19的半徑相同。
[0031] 試樣塊18兩邊分別與第一試樣軸15和第二試樣軸19接觸。砝碼5的重力通過 定滑輪13和加力杠桿10對第一試樣軸15進行水平加載，第一試樣軸15在砝碼5重力的 加載下壓緊試樣塊18,同時試樣塊18壓緊第二試樣軸19,并且兩個接觸面的壓力相同。試 樣塊18與第一試樣軸15和第二試樣軸19形成兩個相同的摩擦力。試樣塊18在兩個摩擦 力的作用下振動，通過力傳感器16測得的振動信號求解摩擦力的特征。
[0032] 參照圖2、圖4、圖5、圖6和圖7,同步帶張緊機構(gòu)3的手動輪7通過軸承與張緊同 步輪8連接，在手動輪7和張緊同步輪8之間裝有壓縮彈簧，手動輪7另一端所裝花鍵軸與 齒輪24和卡鎖活動端29連接，卡鎖固定端28通過螺釘和張緊滑塊26固定在一起，相互嚙 合的齒輪24和齒條25配合形成齒輪齒條副，齒條25通過螺釘固定在機架4上。所述的花 鍵軸和卡鎖活動端29過盈配合，而花鍵軸與齒輪24和所述軸承是間隙配合，使得手動輪7 和卡鎖活動端29相對于張緊滑塊26可以前后移動；擋板27與張緊滑塊26、卡鎖固定端28 形成平面副，限制張緊滑塊26只能左右移動，控制同步帶9的張緊和放松；推下手動輪7卡 鎖活動端