[发明专利]一种变工况条件下摩擦系数测量方法

说明书

本发明公开了一种变工况条件下摩擦系数测量方法，步骤包括：1)将两种摩擦材料分别制作为摩擦盘及摩擦头；2)通过转动加力螺杆来调节摩擦头与摩擦盘的正压力，得到摩擦头与摩擦盘在不同压力条件下的摩擦系数；3)通过丝杠调整下滑台的横向位置，摩擦头在摩擦盘上所处的径向位置不同从而形成不同的摩擦速度，得到不同速度条件下的摩擦系数；4)在摩擦头与摩擦盘的接触面添加不同的润滑介质，得到不同润滑介质条件下的摩擦系数；5)通过单一或组合改变上述的摩擦配对材料、润滑介质、转动速度、压力，得到不同摩擦配对材料、润滑介质、不同速度、不同压力条件下的摩擦系数。本发明方法操作方便，测量范围宽，数值准确。

技术领域

本发明属于检测设备技术领域，涉及一种变工况条件下摩擦系数测量方法。

背景技术

摩擦系数是计算摩擦力的重要参数，随着摩擦配对材料、介质、速度等的不同，摩擦系数也将发生较大变化，而且摩擦系数通常必须通过实验来确定，因此建立一种能够快速测试不同速度、摩擦配对材料、介质等变工况条件下摩擦系数的装置具有重要意义。

传统的摩擦系数测量设备是采用一个斜面滑道，通过改变滑道倾斜角度使试件以不同的速度滑下，来测量试件与滑道之间的摩擦系数。这种方法的滑动速度和压力难以在较大范围内调节，为研究摩擦系数与速度、摩擦配对材料、介质等参数之间的关系带来困难。因此，亟需研制一种能够适应不同摩擦配对材料、不同压力、速度、润滑介质等条件下的摩擦系数检测装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种变工况条件下摩擦系数测量方法，解决了现有技术的摩擦系数测量方式单一，相对摩擦速度、压力难以有效调节，适应性差的问题。

本发明采用的技术方案是，一种变工况条件下摩擦系数测量方法，利用一种变工况条件下摩擦系数测量装置，按照以下步骤实施：

步骤1)将其中的一种摩擦材料制作为摩擦盘，将另一种摩擦材料制作为摩擦头；

步骤2)启动电机，摩擦盘旋转，摩擦头不转动；在摩擦盘的转动过程中，向前拧动加力螺杆，加力螺杆前端通过钢球一、垫块一、法向力传感器、定位块一顶紧加载挡板，加载挡板再带动上滑台及摩擦头向前与摩擦盘顶紧接触，即摩擦头与摩擦盘接触产生正压力；通过转动加力螺杆来调节摩擦头与摩擦盘的正压力，读取法向力传感器的数值，该数值就是摩擦头顶在摩擦盘上的正压力，利用摩擦系数计算公式，进而得到摩擦头与摩擦盘在不同压力条件下的摩擦系数；

步骤3)保持电机的转动速度不变，通过丝杠调整下滑台的横向位置，使摩擦头与摩擦盘的回转中心产生偏心距离，由于摩擦头在摩擦盘上所处的径向位置不同从而形成不同的摩擦速度，摩擦头与摩擦盘所产生的摩擦力通过切向力传感器读数，再结合杠杆原理的换算及摩擦系数计算公式，得到不同速度条件下的摩擦系数；

步骤4)在摩擦头与摩擦盘的接触面添加不同的润滑介质，得到不同润滑介质条件下的摩擦系数；

步骤5)分别在步骤1)-步骤4)的基础上，通过单一或组合改变上述的摩擦配对材料、润滑介质、转动速度、压力，通过法向力传感器测得作用于摩擦盘表面的正压力数值，通过切向力传感器读数及基于杠杆原理推算出实际摩擦力，通过摩擦系数的计算公式，得到摩擦头与摩擦盘之间，不同摩擦配对材料、润滑介质、不同速度、不同压力条件下的摩擦系数。

本发明的有益效果是，将其中的一种摩擦材料制作成一个摩擦盘，将另一种摩擦材料制作成一个较小尺寸的圆柱体摩擦头；驱动摩擦盘旋转，顶压摩擦头与摩擦盘接触产生摩擦力，摩擦头与摩擦盘之间的接触压力可以自由调节，当摩擦盘转速一定时，由于摩擦头所处摩擦盘的位置半径不同而使其相对摩擦速度也不同，从而通过摩擦头在摩擦盘上的不同径向位置自由调节摩擦速度；当电机速度调节时，可以使相对摩擦速度达到一个很宽的调节范围。摩擦力、压力、速度可以通过不同的传感器测得。另外，还可以在摩擦头与摩擦盘之间添加不同的润滑介质，得到不同摩擦配对材料、润滑介质、不同速度、不同压力下的摩擦系数，为解决变工况条件下摩擦系数测量提供一种方便有效的检测途径。