[发明专利]一种高速摩擦界面光学原位观测精密摩擦磨损试验机

权利要求书

1.一种高速摩擦界面光学原位观测精密摩擦磨损试验机，其特征是：

设置测试单元，所述测试单元中的下试样(21)水平设置、由下支撑单元支撑并构成同步回转构件，由驱动单元(1)提供动力，使所述下试样(21)能够绕中轴线做回转运动；所述测试单元中的上试样(22)由上悬臂梁单元(4)悬吊于下试样(21)上方，自身水平度及相对下试样(21)的位置通过位置调节单元(8)可调，下端面与所述下试样(21)的上端面在加载单元施加的加载力作用下相接触，形成一对摩擦副；所述测试单元是通过加载力传感器(23)测量加载单元所施加的加载力大小，通过摩擦力传感器(24)测量一对摩擦副之间的摩擦力大小；

所述上悬臂梁单元(4)中，一对大间距悬臂梁板簧(45)结构呈水平对称设置，第二悬臂梁(48)于后端固装在一对大间距悬臂梁板簧(45)结构之间，于前端悬吊所述上试样(22)，所述一对大间距悬臂梁板簧(45)结构通过板簧(45)具有向下的挠度，带动第二悬臂梁(48)于试验中使所述上试样(22)能够向下移动，实现上下试样(21)的随动接触；

所述上悬臂梁单元(4)中，一对大间距悬臂梁板簧(45)结构通过固定板(86)装配于所述位置调节单元(8)上，并具有相同的结构形式，与所述固定板(86)之间的装配结构均是，在所述固定板(86)前端面上固装板簧固定座(41)，第一悬臂梁(43)后端正对所述板簧固定座(41)，之间保留间距，以第一悬臂梁(43)后端部作为板簧安装端A(44)，以板簧固定座(41)的前端部作为板簧安装端B(42)，一对呈上下正对布置的板簧(45)分别相适配地固装于板簧安装端A(44)与板簧安装端B(42)的上下端面之间，通过一对板簧(45)使第一悬臂梁(43)能够形成竖向位移，所述固定板(86)上对应于第一悬臂梁(43)设有限位板(410)，依靠所述限位板(410)对第一悬臂梁(43)的竖向位移量限位；所述第二悬臂梁(48)呈T形结构，短臂段为后端并通过一对竖板(47)固定架设在固连于一对第一悬臂梁(43)之间的横梁(46)上方，与一对第一悬臂梁(43)构成同步位移构件，长臂段朝前，顺着下试样(21)回转面的径向方向布置，悬伸于下试样(21)上方，臂端悬吊所述上试样(22)；

所述加载单元包括，设置在所述第二悬臂梁(48)前侧上端的竖向码放有多个砝码的砝码盘(61)，用于提供加载力，以及设置在第二悬臂梁(48)后侧上端、顺着第二悬臂梁(48)向后悬伸、尾端螺纹套设有调节砝码(63)的调节螺杆(62)，以所述调节砝码(63)在调节螺杆(62)上前后位置的调节形成对加载力的精调。

2.根据权利要求1所述的高速摩擦界面光学原位观测精密摩擦磨损试验机，其特征是：

所述下试样(21)为透明玻璃材质，按照一对摩擦副所在位置、位于所述下试样(21)的下方对应设置光学原位观测单元(9)，所述光学原位观测单元(9)中，光学显微镜(91)连接CCD(92)，由第二Z轴位移平台(94)通过显微镜夹具(93)夹持，以观测端朝上正对所述下试样(21)，与所述下试样(21)间的竖向间距通过第二Z轴位移平台(94)可调。

3.根据权利要求1所述的高速摩擦界面光学原位观测精密摩擦磨损试验机，其特征是：

还设有加热单元(7)，所述加热单元(7)包括临近于摩擦界面、设置在上试样(22)上方的加热片(71)，用于为摩擦界面加热，还包括设置在所述加热片(71)与摩擦力传感器(24)之间的中空的隔热结构，通过所述隔热结构形成对加热片(71)与摩擦力传感器(24)之间热量传递的隔离。

4.根据权利要求1所述的高速摩擦界面光学原位观测精密摩擦磨损试验机，其特征是：

所述位置调节单元(8)是通过X轴位移平台(81)与Y轴位移平台(82)调节上试样(22)相对下试样(21)的平面位置，通过第一Z轴位移平台(85)调节上试样(22)相对下试样(21)的高度位置，通过倾斜台(83)调节上试样(22)的自身水平度。