真空摩擦试验机

专利摘要:
本实用新型公开了一种真空摩擦试验机，包括真空室和摩擦试验机构，摩擦试验机构设置于真空室内，摩擦试验机构包括基座、真空伺服电机、摩擦试样盘夹具、杠杆臂、压力加载杆、试样夹具和压力传感器，真空伺服电机与基座固定连接，真空伺服电机的转轴竖直设置与摩擦试样盘夹具连接，摩擦试样盘夹具呈水平转动，杠杆臂具有水平和竖直转动两个自由度，杠杆臂的前端连接竖直的压力加载杆，试样夹具连接于压力加载杆的底端用于夹持试验用摩擦球或摩擦杆，压力传感器设置于杠杆臂的前端水平侧方并与杠杆臂接触，真空伺服电机外绕设水冷管并置于不锈钢屏蔽罩内，水冷管通过波纹管从真空室引出。本实用新型装置在真空室内直接驱动摩擦盘，提高试验精度。
公开号:CN214334569U
申请号:CN202023181161.5U
申请日:2020-12-25
公开日:2021-10-01
发明作者:戴建新；戴科晨
申请人:Changshu Yuhua Vacuum Equipment Science And Technology Co ltd；
IPC主号:G01N3-56

专利说明:
[n0001] 本实用新型涉及一种摩擦试验机，特别是涉及一种真空摩擦试验机。
[n0002] 为了研究在真空环境下的材料表面摩擦问题，需要研制真空摩擦试验机。现有技术比如中国专利CN102621060A公开了一种真空摩擦磨损试验装置，包括基座，基座上设有真空罩，真空罩上包括真空计和充气阀，基座内设置有驱动电机，驱动电机的主动轴上端安装有动试样圆盘，在动试样圆盘上方接触设置有定试样，定试样由定试样夹具固定，定试样夹具安装于U型悬臂梁上，定试样夹具上方放有加载砝码，U型悬臂梁的一端设置有配重，线性位移传感器对称的安装在U型悬臂梁上；基座上固定有径向进给系统，径向进给系统上方是调节旋转轴，U型悬臂梁通过连接件与调节旋转轴连接，本发明根据实验要求可以实现真空环境下的摩擦力、时间等参数的数据采集、记录并绘制摩擦系数随时间变化的曲线，装置操作简单，使用方便。中国专利CN102759489A公开一种多功能真空摩擦磨损试验机，既能模拟真空、辐射、腐蚀等特殊环境气氛，又能以多种接触方式(球-盘，销-盘)进行较宽速度和载荷范围内的摩擦学试验。其主要由真空系统、摩擦磨损系统、动力传动系统、控制系统等构成。其中摩擦磨损系统包括用于固定上试样卡具的并可在水平和竖直两个方向自由旋转的杠杆结构，所述杠杆结构包括呈垂直设置的悬臂梁和竖直臂，悬臂梁和竖直臂通过两自由度轴承结构连接，所述悬臂梁和竖直臂可通过机械手和手轮机构控制而进行水平和竖直方向的位置调节，以实现试样卡具在两自由度内的精确移动。在上试样卡具上安装温度传感器和压力传感器，以检测摩擦试验时的摩擦系数和温度变化。上述现有技术中驱动试样盘转动的动力机构被设置在真空环境外，为了向真空环境内传递扭矩并保证真空环境的良好密封达到符合要求的真空度，一般采用磁流体密封连接摩擦试样盘和驱动连接，但是这会造成驱动轴过长，摩擦试样盘与电机转轴同心度低而影响试验精度。
[n0003] 针对上述现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种真空摩擦试验机，保证摩擦试样盘与驱动电机转轴的同心度，提高试验精度。
[n0004] 本实用新型技术方案如下：一种真空摩擦试验机，包括真空室和摩擦试验机构，所述摩擦试验机构设置于所述真空室内，所述摩擦试验机构包括基座、真空伺服电机、摩擦试样盘夹具、杠杆臂、压力加载杆、试样夹具和压力传感器，所述基座固定连接于所述真空室内，所述真空伺服电机与所述基座固定连接，所述真空伺服电机的转轴竖直设置与所述摩擦试样盘夹具连接，所述摩擦试样盘夹具用于夹持摩擦试样盘使所述摩擦试样盘呈水平转动，所述杠杆臂具有水平转动和竖直转动两个自由度，所述杠杆臂的前端连接所述压力加载杆，所述压力加载杆呈竖直设置，所述试样夹具连接于所述压力加载杆的底端用于夹持试验用摩擦球或摩擦杆，所述压力传感器设置于所述杠杆臂的前端水平侧方并与所述杠杆臂接触，所述真空伺服电机外绕设水冷管并置于不锈钢屏蔽罩内，所述水冷管通过波纹管从所述真空室引出。
[n0005] 进一步地，包括校准砝码和校准滑轮，所述杠杆臂的尾端设有挂钩，所述校准滑轮设置于所述杠杆臂的尾端的侧方，所述校准砝码连接有挂绳，所述挂绳穿过所述校准滑轮与所述挂钩连接，所述挂绳位于所述校准滑轮与所述挂钩之间的一端呈水平设置。
[n0006] 进一步地，包括加载砝码，所述加载砝码套设于所述压力加载杆并抵压于所述杠杆臂的前端上表面。
[n0007] 进一步地，所述基座设有调节丝杆，所述调节丝杆用于驱动调节滑块水平移动，所述杠杆臂连接于所述调节滑块。
[n0008] 进一步地，所述基座设置调节标尺，所述调节滑块设有调节指针，所述调节指针于所述调节标尺表面指示。
[n0009] 进一步地，所述杠杆臂的尾端加工为螺杆并设有平衡调节螺母。
[n0010] 本实用新型所提供的技术方案的优点在于：
[n0011] 将驱动摩擦盘转动的电机置于真空室内可以采用较短的驱动轴驱动摩擦盘，保证摩擦盘转动的同心度，提高摩擦试验精度；采用水冷管缠绕配合不锈钢屏蔽罩可减少真空伺服电机发热后将热量通过转轴传递给摩擦盘而影响测量，同时减少真空伺服电机发热对真空室环境的影响；在杠杆尾端横向悬吊校准砝码可以在线校准压力传感器，避免拆卸、组装杠杆臂、压力传感器及其他组件，提高操作效率。
[n0012] 图1为真空摩擦试验机的结构示意图。
[n0013] 图2为校准砝码连接结构示意图。
[n0014] 图3为图2的俯视示意图。
[n0015] 下面结合实施例对本实用新型作进一步说明，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等同形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围内。
[n0016] 请结合图1至图3所示，本实施例涉及的真空摩擦试验机包括真空室1和摩擦试验机构，真空室1用不锈钢制造，内壁作电解抛光处理，外壁作镜面抛光处理，摩擦试验机构设置在真空室1内。真空室1在两侧前端中心各安装1个引线DN80引线法兰，其中左侧1个安装3个CX2-19引线法兰，用于电机电源引线、照明引线、电机编码器引线及传感器引线，右侧一个备用。在左侧与水平夹角30°位置，正对摩擦试样盘方向，安装1个DN80观察窗1a，用于观察摩擦试验机运行情况。筒底上有Dg150接管口和法兰连接CCD-150高真空插板阀，再连接FF160/620C分子泵组成主真空抽气系统。
[n0017] 摩擦试验机构为球-盘摩擦试验机，其包括基座2、真空伺服电机3、摩擦试样盘夹具4、杠杆臂5、压力加载杆6、试样夹具7和压力传感器8，基座2固定连接于真空室1的内壁。真空伺服电机3与基座2固定连接，真空伺服电机3的转轴竖直设置与摩擦试样盘夹具4连接，摩擦试样盘夹具4用于夹持摩擦试样盘9使摩擦试样盘9呈水平转动。真空伺服电机3连续运行会持续发热，由于在真空条件下，真空绝热作用，导致电机散热差。电机产生的热量通过电机轴直接传递到与之相连接的摩擦试样盘9，摩擦试样盘9发热会直接对摩擦试样盘9的摩擦系数及摩擦试样盘9表面润滑材料的失效时间产生影响。因此在真空伺服电机3表面包裹铜板，在铜板上缠绕焊接有铜管10，铜管10与波纹管连接，真空伺服电机3以及铜管10都置于不锈钢屏蔽罩11内，波纹管延伸至真空室1穿罐接口1b，最后连接至冷水机，通过水冷散热确保电机保持常温。
[n0018] 基座2设有调节丝杆12，调节丝杆12用于驱动调节滑块13水平移动，杠杆臂5连接于调节滑块。基座2设置调节标尺14，调节滑块13设有调节指针15，调节指针15于调节标尺14表面指示。通过转动调节丝杆12即可调整杠杆臂5与真空伺服电机3的距离，也就能够调整摩擦试验时摩擦球或摩擦杆在摩擦试样盘9上所处的半径位置。杠杆臂5具有水平转动和竖直转动两个自由度，杠杆臂5的前端连接压力加载杆6，压力加载杆6呈竖直设置，加载砝码16套设于压力加载杆6并抵压于杠杆臂5的前端上表面。在杠杆臂5的尾端加工为螺杆并设有平衡调节螺母17，通过转动平衡调节螺母17使杠杆臂5在未装载加载砝码16时保持平衡。试样夹具7连接于压力加载杆6的底端用于夹持试验用摩擦球或摩擦杆，试验时保持摩擦球或摩擦杆与摩擦试样盘9表面接触。压力传感器8设置于杠杆臂5的前端水平侧方并与杠杆臂5接触，在试验过程中，摩擦球或摩擦杆与摩擦试样盘表面9发生摩擦，摩擦力推动试样夹具7、压力加载杆6及杠杆臂5横向摆动，对压力传感器8产生作用力从而通过压力传感器8测得摩擦力的变化。杠杆臂5的尾端设有挂钩18，校准滑轮19设置于杠杆臂5的尾端的侧方。挂钩18连接有挂绳20，挂绳20穿过校准滑轮19后连接校准砝码21，在挂钩18与校准滑轮19之间的挂绳20保持水平状态。校准滑轮19和压力传感器8分别位于杠杆臂5的两侧，这样通过调整校准砝码21再获取压力传感器8信号，即可在不拆卸摩擦试验机构的情况下对压力传感器8进行校准，方便了操作。

权利要求:
Claims (6)
[0001] 1.一种真空摩擦试验机，包括真空室和摩擦试验机构，其特征在于，所述摩擦试验机构设置于所述真空室内，所述摩擦试验机构包括基座、真空伺服电机、摩擦试样盘夹具、杠杆臂、压力加载杆、试样夹具和压力传感器，所述基座固定连接于所述真空室内，所述真空伺服电机与所述基座固定连接，所述真空伺服电机的转轴竖直设置与所述摩擦试样盘夹具连接，所述摩擦试样盘夹具用于夹持摩擦试样盘使所述摩擦试样盘呈水平转动，所述杠杆臂具有水平转动和竖直转动两个自由度，所述杠杆臂的前端连接所述压力加载杆，所述压力加载杆呈竖直设置，所述试样夹具连接于所述压力加载杆的底端用于夹持试验用摩擦球或摩擦杆，所述压力传感器设置于所述杠杆臂的前端水平侧方并与所述杠杆臂接触，所述真空伺服电机外绕设水冷管并置于不锈钢屏蔽罩内，所述水冷管通过波纹管从所述真空室引出。
[0002] 2.根据权利要求1所述的真空摩擦试验机，其特征在于，包括校准砝码和校准滑轮，所述杠杆臂的尾端设有挂钩，所述校准滑轮设置于所述杠杆臂的尾端的侧方，所述校准砝码连接有挂绳，所述挂绳穿过所述校准滑轮与所述挂钩连接，所述挂绳位于所述校准滑轮与所述挂钩之间的一端呈水平设置。
[0003] 3.根据权利要求1所述的真空摩擦试验机，其特征在于，包括加载砝码，所述加载砝码套设于所述压力加载杆并抵压于所述杠杆臂的前端上表面。
[0004] 4.根据权利要求1所述的真空摩擦试验机，其特征在于，所述基座设有调节丝杆，所述调节丝杆用于驱动调节滑块水平移动，所述杠杆臂连接于所述调节滑块。
[0005] 5.根据权利要求4所述的真空摩擦试验机，其特征在于，所述基座设置调节标尺，所述调节滑块设有调节指针，所述调节指针于所述调节标尺表面指示。
[0006] 6.根据权利要求1所述的真空摩擦试验机，其特征在于，所述杠杆臂的尾端加工为螺杆并设有平衡调节螺母。

类似技术:

---

公开号 | 公开日 | 专利标题

---

CN214334569U|2021-10-01|真空摩擦试验机

---

US2033588A|1936-03-10|Machine for testing bearings and lubricants

---

CN106918427A|2017-07-04|一种实时测量油封泄漏率的实验装置

---

CN109631775A|2019-04-16|一种压缩机转子和定子铁芯高度检测设备

---

KR0122865B1|1997-11-11|진공 및 특수 환경 분위기에서 사용하기 위한 마찰 및 마모 시험 장치

---

CN109490127A|2019-03-19|一种液体润滑圆环摩擦磨损实验装置及测量方法

---

CN208751527U|2019-04-16|一种五金件加工的检测台及其检测治具

---

CN109557025A|2019-04-02|一种盘盘摩擦副润滑性能试验台

---

CN210893965U|2020-06-30|一种磁流变液剪切屈服应力测试装置

---

CN109187330B|2020-11-17|一种变工况条件下摩擦系数测量方法

---

CN209485944U|2019-10-11|一种盘盘摩擦副润滑性能试验台

---

CN212932341U|2021-04-09|摩擦系数测试机

---

CN213022742U|2021-04-20|一种用于测定加砂压裂液的旋转粘度计

---

CN214224519U|2021-09-17|高低温真空轴承寿命试验机

---

CN213632528U|2021-07-06|一种传感器检测装置

---

CN212410344U|2021-01-26|一种涂料性能测试用高低温试验箱

---

CN213068029U|2021-04-27|一种新型扭矩检测机构

---

CN208366753U|2019-01-11|一种高速重载摩擦磨损测试装置

---

CN212432941U|2021-01-29|一种小样台架加载支架及试验设备

---

CN212989094U|2021-04-16|一种无污染测量石墨材质器件体积密度的装置

---

CN211877640U|2020-11-06|一种用于插头的拉扭试验机

---

CN106596343B|2019-08-02|高压旋转式粘度计

---

CN208860691U|2019-05-14|宽温可控气氛原位球盘摩擦试验机

---

CN110926670B|2021-08-20|一种高转速立式加载测功机及其应用

---

CN207923400U|2018-09-28|空气动压轴承静态结构刚度测试装置

同族专利:

---

公开号 | 公开日

---

引用文献:

---

公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

---

法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

---

2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

---

申请号 | 申请日 | 专利标题

---

CN202023181161.5U|CN214334569U|2020-12-25|2020-12-25|真空摩擦试验机|CN202023181161.5U| CN214334569U|2020-12-25|2020-12-25|真空摩擦试验机|