[发明专利]一种面-面接触扭动微动摩擦磨损试验系统及其控制方法

摘要

本发明公开了一种面‑面接触扭动微动摩擦磨损试验系统及其控制方法，其中试验系统包括加载装置、定位夹持装置、摩擦副、驱动装置、数据采集装置与计算机测控系统，加载装置通过加载钢球为摩擦副施加正压力，保持摩擦副运行过程中面接触的载荷平稳。数据采集装置的扭矩传感器、驱动电机信号以及角位移信号与计算机数据采集控制系统相连接，记录和控制微动摩擦副的角位移幅值大小，并实时输出微动摩擦扭矩的变化情况。按照本发明实现的试验系统及其控制方法，具有操作方便、载荷平稳、角位移幅值精度较高，能更好的反应实际工况扭动微动摩擦磨损特性等特点，能够进行不同载荷、频率以及角位移幅值下的扭动微动磨损研究。

主权项

1.一种面‑面接触扭动微动摩擦磨损试验系统，其特征在于，该系统包括加载装置、定位夹持装置、摩擦副、驱动装置、数据采集装置与计算机测控装置，所述夹持装置，包括上试样夹具(6)和下试样夹具(3)，分别用于固定上下摩擦副试样；所述加载装置包括加载支架(8)、支撑平台(2)；所述加载支架(8)至少由纵向的两个侧板和横向的端盖(11)组成第一空间，与所述支撑平台(2)固定；所述加载支架(8)的第一空间内设置有导向块(10)，所述导向块(10)上固定有加载横梁(13)，所述加载横梁(13)与连接件(7)连接，所述连接件(7)固定所述夹持装置中的上试样夹具(6)，所述上试样夹具(6)通过所述连接件(7)与所述扭矩传感器(9)相接，加载钢球(14)设置于所述上试样夹具(6)与所述连接件(7)之间，所述上试样夹具(6)与所述加载钢球(14)的接触面上设有与其配合的球面凹槽，所述加载装置通过加载钢球(14)为摩擦副(4，5)施加正压力；扭矩传感器(9)上端通过连接固定在端盖(11)上，下端出轴与连接件(6)方形空间隙配合；所述驱动装置产生驱动信号控制步进电机(17)的启闭、转速和转向，所述步进电机(17)轴通过减速箱(15)与所述下试样夹具(3)转轴连接，编码器采集并反馈所述步进电机(17)的旋转角度值发送至所述计算机测控装置；所述的数据采集装置采集所述扭矩传感器(9)输出的扭矩值并发送至所述计算机测控装置，所述驱动装置与所述数据采集装置分别与所述计算机测控装置相连，所述加载横梁(13)与所述导向块(10)通过螺钉连接，砝码(12)所加载载荷通过所述导向块(10)以及加载横梁(13)传递到加载钢球(14)上，进而再传递到上试样夹具以及所述摩擦副(4，5)上，所述的试验系统通过所述计算机测控装置调节所述步进电机(17)的角位移幅度来进行微动或滑动磨损实验的切换，所述连接件(7)通过螺纹紧固件与所述上试样夹具(6)相连接，所述连接件(7)上端加工有方形孔，与所述扭矩传感器(9)下端方形出轴间隙配合，以保证在载荷施加过程中扭矩传感器不承受轴线载荷，所述扭矩传感器(9)固定安装在所述加载支架(8)的端盖(11)上，所述摩擦副为平板状下试样(4)和环状上试样(5)，所述下试样夹具(3)及所述平板状下试样(4)具有小于1微米以内的表面平行度，所述上试样(5)的外径为10㎜，内径为8㎜，所述下试样夹具(3)为带有润滑槽的形式，摩擦界面浸没在所述润滑槽的润滑介质中。