[发明专利]一种高温摩擦磨损试验机

说明书

技术领域

本发明属于材料磨损试验技术领域，涉及一种高温摩擦磨损试验机。

背景技术

随着科学技术的不断发展，传统的单一的材料已经不能满足发展的需求，因此，很多研究人员逐渐将研究重心转到材料科学及材料加工上，通过淬火、渗碳、渗氮、深冷处理、固溶强化等各种手段来改善材料的性能。而表面技术作为一种对材料进行表面改性或在表面制备一新物质层以供特定用途的工艺方法，在材料科学技术领域得到广泛的使用。例如利用双辉等离子技术在碳钢表面制备TiC陶瓷膜的这一方案，就能够获得具有一定耐磨性及耐腐蚀性的陶瓷膜，提高材料的综合性能。而在渗镀完毕后，通常需要对材料进行摩擦磨损试验。

我国专利CN2499822Y公开了一种高温摩擦磨损试验装置，在该装置的机架上设有加载机构、高温炉以及轴承支架，陶瓷试样夹具在高温炉内，并分别和高温陶瓷轴相连，高温陶瓷轴和高温合金轴相连；高温合金轴位于轴承支架内，端部有传动皮轮和机架内的驱动电机相对应；另一高温合金轴上连接有摩擦力传感器、载荷传感器、加载机构等。

但是，现有技术中的高温合金轴很大一部分处于高温炉内，轴受热并且受到加载机械的加载力，特别容易发生形变弯曲，影响试验机的测试精度，更可能导致轴的旋转卡滞，使试验机出现故障。

发明内容

本发明是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种高温摩擦磨损试验机，本发明所要解决的技术问题是：如何通过避免高温摩擦磨损试验机中的轴受热变形弯曲，提高试验机的测试精度。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种高温摩擦磨损试验机，其特征在于，本试验机包括一个机架，所述机架上沿自身高度方向设置有一个转轴，所述机架上还设置有能够驱动该转轴旋转的驱动装置，所述转轴的顶端具有一个托盘，托盘的表面涂覆有一隔热层，所述托盘的表面还固定有一个摩擦盘；所述机架沿自身高度方向设置有一个支架，所述支架沿水平方向设置有一根横梁，所述横梁上设置有一个用于检测横梁侧面所受压力大小的力值传感器，所述横梁的一端垂直设置有加载杆，所述加载杆的底端设置有试样夹头，所述试样夹头位于摩擦盘的正上方，本试验机还包括一个高温炉，所述高温炉内开设有一个加热腔，所述加载杆的底端插设于该加热腔内，所述加热腔的底部开设有一个开口，所述托盘位于所述开口外，所述摩擦盘位于加热腔内。

在需要试验时，将通过试样夹头夹持住试样，然后将高温炉加热至预期温度，通过加载杆加载所需的载荷，然后通过驱动装置驱动转轴转动，从而测试材料在高温环境下的摩擦系数和磨损率；由于本试验机中只有摩擦盘位于加热腔内，而托盘位于开口外，且托盘的表面涂覆有一隔热层，测试时，加热腔中的热量很难传递至转轴上，转轴的温度较低，不易发生变形弯曲，从而提高本试验机的测试精度，也避免转轴因弯曲而发生卡滞，提高试验机的作用寿命；而设计有隔热层，同时使得加热腔内的温度不易散出，能够在隔热的同时，对加热腔起到良好的保温效果，降低电能的损耗。

在上述的一种高温摩擦磨损试验机中，所述机架包括底座，支撑杆和台面，所述支撑杆的两端分别固定于底座和台面上，所述台面上设置有两个相互平行的气缸，所述气缸包括缸体和活塞杆，所述缸体固定于台面上，所述活塞杆的下端插接于缸体内，所述活塞杆的上端与所述高温炉固连。高温炉通过气缸固定于台面上，当需要夹持试样时，可通过气缸收缩使高温炉下降，从而使试样夹头从高温炉从露出，方便试样的夹持固定。

在上述的一种高温摩擦磨损试验机中，所述试验机还包括一个套设于转轴上的轴套，所述轴套包括本体和位于本体上端的限位盘，所述限位盘的下端面与所述台面的上表面相固连，当所述气缸收缩时，所述限位盘能够与所述高温炉的底部相贴靠，所述限位盘内开设有填注有冷却液的冷却腔一，所述本体内开设有填注有冷却液的冷却腔二，所述冷却腔一与所述冷却腔二相连通。设计有轴套后，能够保证转轴的运行精度，避免转轴发生偏摆影响试验机的测试精度；同时，在轴套内开设有冷却腔一和冷却腔二，能够将转轴与轴套之间摩擦产生的热量，及加热腔中传递给转轴的热量快速地传导出去，避免转轴和轴套因过热而产生损坏；并且，本发明中将冷却腔一和冷却腔二设计于轴套上，是由于如果将冷却腔开设于转轴上，会导致转轴内部空心，机械强度较低，当转轴受到载荷时，转轴很容易发生变形或折断，而空心的转轴部分区域也很容易出现应力集中等现象，容易因疲劳出现裂纹；并且，当测试完毕后，能够通过气缸使高温炉下降，此时轴套上的限位盘能够与高温炉的炉底相抵靠，通过冷却腔一对高温炉进行降热，提高高温炉的冷却速度，实验者可及时对高温炉进行清扫、维护或修理。