[发明专利]一种基于往复运动的衬垫摩擦试验装置

说明书

本发明一种基于往复运动的衬垫摩擦试验装置，其包括机架以及固定在机架上的压力加载模块、工装模块以及往复运动模块；机架包括下压机构上板、中部支架、下压机构下板、往复机构下板、下压机构下支架以及下压机构上支架，下压机构上板、中部支架以及下压机构下板分别借助于下压机构上支架和下压机构下支架连接，往复机构下板的一端与所述下压机构下板的一端连接。本发明结构简单，试验精度高，试验机可以在一次试验中同时测试两张衬垫，从而能够对两张衬垫的试验结果形成对比，方便不同试验数据的结果对比，为后续分析提供更多数据。

技术领域

本发明涉及材料摩擦学性能检测领域，具体涉及一种基于往复运动的衬垫摩擦试验装置。

背景技术

织物衬垫是自润滑关节轴承的核心材料与结构之一，具有自润滑功能，其摩擦磨损性能决定轴承应用寿命和可靠性，是航空自润滑轴承的关键基础材料。织物衬垫由三种组分材料：聚四氟乙烯(PTFE)纤维束、芳纶纤维束(一般为Kevlar芳纶纤维束)与热固性树脂组成。其中，PTFE纤维束主要起到自润滑与低摩擦作用，Kevlar起增强、增韧作用，树脂起载荷传递、粘接与润滑作用。当前，我国航空业急需实现自主研制与配套，其产品瓶颈技术问题为：如何实现织物衬垫优良的摩擦学性能，以及轴承制造中的高质量的游隙控制。为了更为精确的模拟轴承游隙中的衬垫受压摩擦，以进行综合性能分析。其摩擦性能的测试与评价技术是研发其产品的基础研究。

现有的大多数产品摩擦试验机，都能够针对刚度较高的材料进行摩擦磨损试验。如果它们被用于织物衬垫这类的柔性较强材料试验，材料都会出现局部不均匀变形，如采用柱销摩擦等方式会产生“凹坑”效应，织物衬垫的损伤不仅是摩擦工况导致，也有不均匀变形效应导致的划伤与拉伤。同时，织物衬垫在轴承中的工况是整体都在轴承游隙中受面外加载压力，当前传统试验机不能保障试样被完整地受到面外加载压力。因此，多用于刚度较高材料检测的传统摩擦学试验机不能准确地模拟织物摩擦磨损的工况以及获得精确结果，所以，需要设计能够反映自润滑轴承的织物衬垫面外加载压力与往复运动的摩擦学性能测试的试验机。

专利CN104316424A提出的一种摩擦提升机衬垫摩擦疲劳试验机，用于检测衬垫试样，可以检测衬垫与传输带之间的摩擦，但是摩擦在两个柔性材料之间发生，不能测试衬垫与金属之间的摩擦，同时因为传送带的变形影响，加载速度与往复频率的精确性，对于用于高频工况用于的航空自润滑织物衬垫的测试，往复满足，另外该试验机的加载模块需要伺服推杆不断进退调整，以实现加载力的保持，这种加载必然运行波动，加载稳定性不高，系统复杂，不能精确的模拟轴承游隙中的衬垫受压摩擦的状况。现有技术中尚没有方法能够解决该问题，因此亟需研究一种能够解决该技术缺陷的衬垫摩擦试验机。

发明内容

基于上述现有技术的缺陷，为了解决上述现有技术的不足，本发明提供一种基于往复运动的衬垫摩擦试验装置，能够更为精确的模拟轴承游隙中的衬垫面外加载受压摩擦，满足高速往复运动以及保持压力的要求下，对衬垫进行综合性能分析。

具体地，本发明提供一种基于往复运动的衬垫摩擦试验装置，其包括机架以及固定在所述机架上的压力加载模块、工装模块以及往复运动模块；

所述机架包括下压机构上板、中部支架、下压机构下板、往复机构下板、下压机构下支架以及下压机构上支架，所述下压机构上板、中部支架以及下压机构下板分别借助于下压机构上支架和下压机构下支架连接，所述往复机构下板的一端与所述下压机构下板的一端连接；

所述压力加载模块包括旋转手柄、位移法兰座、单向推力球轴承、弹簧挡片、氮气弹簧安装架、弹簧以及氮气弹簧，所述位移法兰座内设有旋转手柄和氮气弹簧安装架，所述氮气弹簧安装架上侧固定连接弹簧挡片，氮气弹簧安装架下侧与氮气弹簧固定连接，弹簧挡片和位移法兰座之间设置所述弹簧，所述弹簧挡片上方设置有单向推力球轴承；