CN201034896Y - 一种摩擦磨损试验仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种摩擦磨损试验仪，具体地涉及用于材料表面研究的小型球－盘式摩擦磨损试验仪。该摩擦磨损试验仪配套有工控机，工控机根据砝码重量和摩擦力信号所表示的摩擦力连续计算试验过程的摩擦系数，获得连续摩擦系数曲线和自动记录试验数据。该摩擦磨损试验仪具有小型、自动化程度高、测量精度高、稳定性好的优点，特别适合于材料表面物理特性的研究。

Description

一种摩擦磨损试验仪

技术领域

本实用新型涉及一种摩擦磨损试验仪，具体地涉及用于材料表面研究的小型球-盘式摩擦磨损试验仪。

背景技术

长久以来，材料表面的应用研究涉及了工业、农业、国防、科技等多方面领域。近十多年来，离子镀涂层在工具、模具、仪器部件、装饰等方面的应用，产生了很大的经济效益和社会效益。而针对离子镀涂层摩擦性能和耐磨强度的研究需要进行大量的摩擦磨损试验。目前市场上的摩擦磨损试验机具有体积大、载荷大、测量精度不高、测量稳定性差、使用成本高、自动化程度较低、摩擦副相对运动形式单一、只有一种试验模式、不能实现对材料的多种机械性能检测的缺点。

因此，需要一种小型化、自动化程度高、测量精度高、测量稳定性好、能够实现对材料多种机械性能检测的的摩擦磨损试验仪。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种摩擦磨损试验仪，以克服现有技术试验机所存在的上述问题。

本实用新型的一种小型可置于桌面的摩擦磨损试验仪，包括砝码、砝码托盘、加载梁、摩擦副夹具、试样固定螺钉、测试台、加载梁平衡砝码、加载梁平衡砝码锁、旋转半径调节旋钮、旋转半径固定螺钉、加载内梁、加载杆、摩擦力测力销、摩擦力传感器、耳轴、滑块；

其特征在于：试样被试样固定螺钉固定在测试台上，加载梁内设置有加载内梁，加载内梁通过耳轴设置在滑块的轴承上，加载内梁一端上设置砝码托盘，该砝码托盘承载砝码，砝码托盘下端连接加载杆上端，加载杆下端设置有摩擦副夹具，加载内梁另一端设置有加载梁平衡砝码和加载梁平衡砝码锁用于平衡加载内梁，旋转半径调节旋钮使滑块移动以调节加载内梁沿其长度方向的相对位置可改变测量半径，旋转半径固定螺钉用于固定加载内梁沿其长度方向上的位置，摩擦力测力销与摩擦力传感器设置在加载内梁下方靠近加载杆一端，测试台旋转时，摩擦副夹具受摩擦力作用，使得加载内梁整体相对于加载梁横向移动，摩擦力测力销挤压加载梁侧壁，摩擦力传感器感应摩擦力测力销产生压力，输出摩擦力信号至工控机接口。

与本实用新型的摩擦磨损试验仪配套的工控机，根据砝码重量和摩擦力信号所表示的摩擦力连续计算试验过程的摩擦系数，获得连续摩擦系数曲线。由此可以自动完成摩擦力测试并自动记录试验数据。

本实用新型的摩擦磨损试验仪具有小型可安放在桌面上、自动化程度高、测量精度高、稳定性好的优点，特别适合于材料表面物理特性的研究。

附图说明

图1为本实用新型的摩擦磨损试验仪主体结构示意图；

图2为本实用新型的摩擦磨损试验仪加载梁内部各部件结构示意图；

图3为本实用新型的摩擦磨损试验仪加载梁内部摩擦力测试各部件的结构示意图；

图4为本实用新型的摩擦磨损试验仪测试台运动方式示意图；

图5为本实用新型的摩擦磨损试验仪与配套的工控机连接方式的示意图。

具体实施方式

上述附图中所使用的附图标记如下：1砝码定位杆，2砝码，3砝码托盘，4加载梁，5摩擦副夹具，6试样固定螺钉，7试样，8测试台，9加载梁平衡砝码，10加载梁平衡砝码锁，11加载梁升降调整转轮，12加载梁第一定位螺钉，13调平底脚，14旋转半径调节旋钮，15加载梁第二定位螺钉，16旋转半径固定螺钉，17加载梁固定支架，18加载梁第三定位螺钉，19加载内梁，20加载杆，21摩擦力测力销，22摩擦力传感器，23滑块，24耳轴。

图1至4，本实用新型的摩擦磨损试验仪由1砝码定位杆，2砝码，3砝码托盘，4加载梁，5摩擦副夹具，6试样固定螺钉，7试样，8测试台，9加载梁平衡砝码，10加载梁平衡砝码锁，11加载梁升降调整转轮，12加载梁第一定位螺钉，13调平底脚，14旋转半径调节旋钮，15加载梁第二定位螺钉，16旋转半径固定螺钉，17加载梁固定支架，18加载梁第三定位螺钉，19加载内梁，20加载杆，21摩擦力测力销，22摩擦力传感器，23滑块，24耳轴组成。

图1所示，试样7由试样固定螺钉6固定在测试台8上。安装在摩擦副夹具5下端的钢珠，受到砝码2重力作用，压在试样7表面。测试台8按照试验要求所选择的速度旋转，使钢球摩擦试样7的涂层表面。用于摩擦试验的砝码重量为10克至2000克，精度0.1克。

图4为测试台的俯视图。如图4所示钢球与试样7相对运动方式，其中钢球受砝码2重力作用在试样7表面偏离测试台8旋转圆心的位置，由此使得钢球在试样7表面产生圆形摩擦痕迹。本实用新型的摩擦磨损试验仪中，钢球直径2至6毫米，也可以使直径2到4毫米的圆钢柱替代。测试台8的转速范围为1转/分钟至3000转/min，精度±1转/分钟。测试台8升降高度范围0至20mm。所适用的试样7材料厚度1m至10mm，测试所选择摩擦痕迹旋转半径范围3mm到10mm。

图2、3所示，试样7相对摩擦副夹具5旋转产生的摩擦力，通过加载杆20传递给加载内梁19，加载内梁19上固定安装有摩擦力测力销21和摩擦力传感器22。当加载内梁19因摩擦力相对于加载梁4偏转，摩擦力测力销21抵触加载梁4侧壁，摩擦力传感器22感应摩擦力测力销21所受压力，产生摩擦力信号输出。

图5所示，通过摩擦力传感器22产生的摩擦力信号被连续输出给工控机，经工控机放大、A/D转换，计算出摩擦系数变化曲线。对试验参数例如测试台旋转速度、测试时间、摩擦力传感器信号校准等操作通过工控机进行。

如图1、2所示本实用新型的摩擦磨损试验仪，在使用时，首先利用调平底脚13将试验仪调整为水平放置。按照试验所选择的摩擦痕迹半径，通过调整旋转半径调节旋钮14使得滑块23沿加载内梁长度方向移动，加载内梁通过耳轴设置在滑块上的轴承上，摩擦痕迹的半径可以调整，调节摩擦副夹具5相对于试样7的相对位置，利用旋转半径固定螺钉16固定加载内梁位置，利用加载梁升降调整转轮调整加载梁在高度方向的位置，利用加载梁第一定位螺钉12、加载梁第二定位螺钉15、加载梁第三定位螺钉18和加载梁固定支架17固定加载梁位置。利用加载梁平衡砝码9和加载梁平衡砝码锁10调整加载内梁19相对于耳轴24两侧力矩平衡，从而使加载内梁19处于水平状态。通过砝码定位杆1将砝码2固定在砝码托盘3上，砝码2重量通过加载杆20、摩擦副夹具5作用在钢球上，钢球受砝码重力作用被压在试样7表面。在与本实用新型的摩擦磨损试验仪所连接的工控机上，按照试验需要选择测试台8的转速、测试时间，并在实际测试前校准摩擦力传感器22的输出信号。由于砝码的重力既为钢球与试样表面之间的正压力，工控机在计算处理过程中，将摩擦力传感器所获得的实时摩擦力数据除以上述正压力就可以计算出试验过程的连续摩擦系数数据。经过对磨损试验前后试样片重量差的计量，可以获得试样片表面材料磨损数据。

上述附图仅为对本实用新型进行说明，本领域技术人员可以结合具体应用进行相应改动，而任何以本实用新型为基础的修改，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种小型可置于桌面的摩擦磨损试验仪，包括砝码、砝码托盘、加载梁、摩擦副夹具、试样固定螺钉、测试台、加载梁平衡砝码、加载梁平衡砝码锁、旋转半径调节旋钮、旋转半径固定螺钉、加载内梁、加载杆、摩擦力测力销、摩擦力传感器、耳轴、滑块；

其特征在于：试样被试样固定螺钉固定在测试台上，加载梁内设置有加载内梁，加载内梁通过耳轴设置在滑块的轴承上，加载内梁一端上设置砝码托盘，该砝码托盘承载砝码，砝码托盘下端连接加载杆上端，加载杆下端设置有摩擦副夹具，加载内梁另一端设置有加载梁平衡砝码和加载梁平衡砝码锁用于平衡加载内梁，旋转半径调节旋钮使滑块移动以调节加载内梁沿其长度方向的相对位置可改变测量半径，旋转半径固定螺钉用于固定加载内梁沿其长度方向上的位置，摩擦力测力销与摩擦力传感器设置在加载内梁下方靠近加载杆一端，测试台旋转时，摩擦副夹具受摩擦力作用，使得加载内梁整体相对于加载梁横向移动，摩擦力测力销挤压加载梁侧壁，摩擦力传感器感应摩擦力测力销产生压力，输出摩擦力信号至工控机接口。

2.根据权利要求1的所述摩擦磨损试验仪，其特征在于进一步包括：砝码定位杆用于将砝码固定在砝码托盘上，加载梁升降调整转轮用于调整加载梁在高度方向位置，加载梁第一定位螺钉、加载梁第二定位螺钉、加载梁第三定位螺钉和加载梁固定支架固定加载梁位置，调平底脚用于调整所述摩擦磨损试验仪的水平状态。

3.根据权利要求1的所述摩擦磨损试验仪，其特征在于：在摩擦副夹具下端固定钢球或圆，钢球直径2至6毫米，圆钢柱直径2到4毫米，测试台的转速范围为1转/分钟至3000转/min，精度±1转/分钟，测试台升降高度范围0至20mm，所述试样材料厚度范围1m至10mm，测试所选择摩擦痕迹旋转半径范围3mm到10mm。

4.根据权利要求1的所述摩擦磨损试验仪，其特征在于：所述摩擦磨损试验仪偏置工控机，用于试验参数设定并连续计算和记录试验数据。

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