[发明专利]一种不同真空度下测量摩擦力的实验台装置

说明书

本发明公开了一种不同真空度下测量摩擦力的实验台装置，其包括丝杆传动机构、支架、动力结构、测力单元、真空表、待测单元、真空单元、阀门、半球和托板；丝杆传动机构包括丝杆和套设在丝杆上的螺母，丝杆一端穿过支架的侧壁与动力结构相连，另一端固定在支架的另一侧壁上，螺母与固定在支架两侧壁之间的导轨相连，螺母上固定测力单元；半球的截面向外延伸形成端部，半球穿过托板，且端部固定在托板上，待测单元与半球紧密接触形成摩擦副；待测单元上连接有真空表和阀门，且阀门与真空单元相连，测力单元和摩擦副处于同一水平面。该装置将旋转运动转化成直线运动，使得测量过程和更容易控制，所测摩擦力类型更容易把控，结构简单，可操作性高。

技术领域

本发明应用于测量不同真空度下的摩擦力，是一种不同真空度下测量摩擦力的实验台装置，此属于真空摩擦学领域。

背景技术

摩擦学一直是人们研究的重要课题。为研究摩擦，人们得出了一些测量摩擦力的方法，传统测量摩擦力的方法有：利用弹簧测力计测量，此方法稳定性差；利用斜面测量其倾角来测量，该方法在研究真空摩擦学上并不实用。

随着航天航空技术的迅速发展，很多零部件的运行环境都在真空环境下，这开辟了真空摩擦学领域，使得人们对于真空摩擦学规律的需求日益增强，研究和把握真空摩擦学领域的规律对更好的使用真空环境下的零部件至关重要。

测量摩擦力对于研究摩擦学有重要意义，能在不同真空度在较准确的测量出摩擦力对于真空摩擦学领域的研究不可小视，目前，学者们对真空摩擦学领域的研究局限于对于特性材料的摩擦、磨损特性，而对于不同真空度环境下的摩擦学一般规律的研究甚少，考虑到大气压的巨大作用力，能较稳定、准确的测量出不同真空度下的摩擦力对于真空摩擦学的研究有重要意义。

发明内容

本发明提出一种在不同真空度下测量摩擦的实验装置台，具体是利用真空单元、阀门和真空表控制真空度，利用丝杆的旋转运动提供推力，比起传统的测量摩擦力的方法更加稳定。

本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。

一种在不同真空度下测量摩擦的实验装置台，包括丝杆传动机构、支架、动力结构、测力单元、真空表、待测单元、真空单元、阀门、半球和托板；所述丝杆传动机构包括丝杆和套设在丝杆上的螺母，丝杆一端穿过支架的侧壁与动力结构相连，另一端固定在支架的另一侧壁上，螺母与固定在支架两侧壁之间的导轨相连，螺母上方固定测力单元；半球的截面处向外延伸形成端部，半球穿过托板，且半球的端部固定在托板上，待测单元与半球紧密接触形成摩擦副；待测单元上连接有真空表和阀门，且阀门与真空单元相连，测力单元和摩擦副处于同一水平面。

进一步的，所述测力单元为推拉力计。

进一步的，所述动力机构为摇杆。

进一步的，轴座代替支架，将丝杆和导轨分别固定在两端轴座上。

进一步的，丝杆旋转推动推拉力计运动，所测的摩擦力不易过大，过大会导致丝杆打滑，打滑会使得测量有很大的误差，基于此考虑，摩擦力的可测量范围：0-1KN。

进一步的，半球的截面面积，即密闭空间的截面积不易过大，以保证大气压对摩擦副的法向载荷要在可控范围，也不能太小，太小无法将阀门和真空表包含在里面，操作也不方便，面积范围控制在：80cm²-120cm²。

进一步的，所述半球的材质选自45号钢，也可用其他材料。

进一步的，半球也可换成能形成密闭空间的其他形状，如柱体，即柱体与待测单元接触形成密闭空间。