一种履带腐蚀磨损测试装置的制作方法

本发明涉及摩擦磨损性能测试，具体涉及一种履带腐蚀磨损测试装置。

背景技术：

1、履带式水陆两栖装备在野外泥沙、海水等复杂环境下长期服役时，履带材料同时承受交变载荷冲击、砂粒磨粒磨损与盐雾腐蚀的耦合作用，其摩擦学性能与疲劳寿命直接决定装备的运行可靠性与服役周期。

2、目前行业内常规的摩擦磨损试验机多针对干摩擦、油润滑等室内理想工况设计，在模拟水陆两栖履带实际服役场景时存在明显缺陷：1、工况还原度不足：难以同步模拟泥沙介质磨损与盐水腐蚀的耦合环境，试验条件与实际工况偏差大，测试结果对工程应用的指导价值有限。2、加载模式单一：多数设备仅能实现恒定载荷加载，无法模拟履带行进过程中“冲击-摩擦”交替的交变受力状态，难以有效复现材料的疲劳失效过程。3、试验一致性差：采用砂介质试验时，砂层经往复摩擦后会出现局部堆积、表面凹凸的现象，人工整平效率低且平整度一致性差，导致多组平行试验数据离散度高。4、设备通用性弱：摩擦副结构固定，仅能适配单一类型试样，无法兼容销-盘、柱-瓦、轮-盘等多种材料级摩擦试验，设备利用率低。

3、因此，研发一款能够精准模拟水陆两栖履带复杂工况、具备冲击-往复协同加载、砂层自动整平、多类型摩擦副扩展能力的试验装置，对履带材料选型、性能验证及寿命评估具有重要的工程意义。

技术实现思路

1、针对以上现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种履带腐蚀磨损测试装置，该装置能够实现多介质环境模拟、冲击加载与往复运动协同控制、砂层自动整平以及多形式摩擦副扩展，从而提升试验精度、自动化水平与设备通用性。

2、本发明的目的通过以下技术方案实现：

3、一种履带往复摩擦冲击试验装置，包括主机基座、往复驱动机构、砂箱组件、加载机构、试样夹具；主机基座为整体铸造成型结构，包括底板、顶板与支撑柱，顶板与底板平行设置且顶板位于底板上侧，顶板底面四角分别通过支撑柱与底板端面连接；往复驱动机构固定安装在底板端面一侧（即与顶板异位的一侧），包括电机组件、主轴座、驱动轴、偏心轮与连杆，电机组件输出端通过联轴器与驱动轴连接且驱动轴转动设置在主轴座上，主轴座固定设置在底板端面，驱动轴远离电机组件的一端外壁固定套接偏心轮，连杆一端转动设置在偏心轮远离主轴座一侧侧面的外圈，另一端与砂箱组件转动连接；砂箱组件滑动设置在底板端面且位于顶板下侧；加载机构固定设置在砂箱组件上侧的顶板端面且其输出端设置试样夹具。

4、基于上述方案的进一步优化，所述主体基座外表面采用喷塑工艺处理。

5、基于上述方案的进一步优化，所述电机组件包括主电机与减速机，减速机设置在主电机输出轴且其输出端设置联轴器。

6、基于上述方案的进一步优化，所述往复驱动机构的最大往复行程为200mm，往复频率调节范围为0.5～5hz。

7、基于上述方案的进一步优化，所述砂箱组件包括砂箱、滑块与直线导轨，直线导轨为两根且它们平行设置在底板端面，砂箱底面对应直线导轨设置滑块，滑块滑动卡接在对应的直线导轨上，从而实现砂箱相对于底板的滑动；砂箱靠近往复驱动机构一侧的侧面中部与连杆端部转动连接。

8、基于上述方案的进一步优化，所述砂箱内腔尺寸为600mm×500mm×400mm，内部铺设最大厚度300mm的砂砾。

9、基于上述方案的进一步优化，所述砂箱内腔顶面滑动设置刮板，刮板通过刮板机构驱动、确保每轮往复试验间隙自动往返刮平砂层表面；刮板机构包括刮板导轨、移动块、丝杠与刮板电机，砂箱对应刮板两侧的外壁分别固定设置刮板导轨且刮板导轨的一侧设置刮板电机，刮板电机输出轴连接丝杠且丝杠的另一端转动设置在定位座上，定位座固定设置在刮板导轨的另一侧端面，移动块滑动设置对应刮板导轨上且其中部被对应的丝杠螺纹贯穿，移动块与刮板对应侧固定连接。

10、基于上述方案的进一步优化，所述加载机构包括固定板、导向柱、升降板、伸缩杆、定位板、连接杆与加载组件，固定板平行设置在顶板端面上侧且其四角通过四根导向柱与顶板连接；升降板滑动设置在固定板下侧且升降板四角分别与对应的导向柱外壁滑动连接，升降板顶面中部通过伸缩杆与固定板下侧连接，从而控制升降板上、下升降，升降板下侧平行设置定位板且定位板四角分别与对应的导向柱外壁滑动连接，升降板与定位板之间通过连接杆连接，连接杆至少为两根且位于导向柱之间；升降板与定位板之间设置加载组件。

11、基于上述方案的进一步优化，所述加载组件包括加载板、加载杆、加载弹簧、加载电机与加载凸轮，加载板设置在升降板与定位板之间且加载板底部固定设置加载杆，加载杆远离加载板的一端贯穿定位板后、端部设置试样夹具；加载板与定位板之间且位于加载杆外圈设置加载弹簧；加载电机固定设置在升降板底部且加载电机输出轴外壁固定套接加载凸轮，加载凸轮下端与加载板端面接触。

12、基于上述方案的进一步优化，所述加载机构的加载力调节范围为50～5000n。

13、以下是本发明方案所具备的技术效果：

14、本发明实现泥沙介质磨损的单因素或耦合试验，高度复现水陆两栖履带的实际服役环境，测试结果更具工程参考价值；同时，本发明支持恒力加载与冲击加载双模式，且冲击加载动作与砂箱往复运动可精准时序协同，完整模拟“冲击加载-往复摩擦-抬升整平-再加载”的循环工况，有效评价履带材料的疲劳寿命与综合摩擦学性能。本发明配置自动刮板整平机构，每轮摩擦后自动复位砂层初始状态，避免人工整平的误差与低效，大幅降低试验数据离散度，提升平行试验的重复性。

15、此外，本发明模块化可更换的摩擦副夹具，兼容履带构件试样与多种材料级摩擦试验形式，实现一机多用，降低试验设备投入成本。本发明能够有效抑制往复运动的惯性振动，弹簧消自重设计提升加载力控制精度，整机运行平稳、长期使用可靠性高。

1.一种履带往复摩擦冲击试验装置，其特征在于：包括主机基座、往复驱动机构、砂箱组件、加载机构、试样夹具；主机基座为整体铸造成型结构，包括底板、顶板与支撑柱，顶板与底板平行设置且顶板位于底板上侧，顶板底面四角分别通过支撑柱与底板端面连接；往复驱动机构固定安装在底板端面一侧，包括电机组件、主轴座、驱动轴、偏心轮与连杆，电机组件输出端通过联轴器与驱动轴连接且驱动轴转动设置在主轴座上，主轴座固定设置在底板端面，驱动轴远离电机组件的一端外壁固定套接偏心轮，连杆一端转动设置在偏心轮远离主轴座一侧侧面的外圈，另一端与砂箱组件转动连接；砂箱组件滑动设置在底板端面且位于顶板下侧；加载机构固定设置在砂箱组件上侧的顶板端面且其输出端设置试样夹具。

2.根据权利要求1所述的一种履带往复摩擦冲击试验装置，其特征在于：所述主体基座外表面采用喷塑工艺处理。

3.根据权利要求1或2所述的一种履带往复摩擦冲击试验装置，其特征在于：所述电机组件包括主电机与减速机，减速机设置在主电机输出轴且其输出端设置联轴器。

4.根据权利要求3所述的一种履带往复摩擦冲击试验装置，其特征在于：所述往复驱动机构的最大往复行程为200mm，往复频率调节范围为0.5～5hz。

5.根据权利要求4所述的一种履带往复摩擦冲击试验装置，其特征在于：所述砂箱组件包括砂箱、滑块与直线导轨，直线导轨为两根且它们平行设置在底板端面，砂箱底面对应直线导轨设置滑块，滑块滑动卡接在对应的直线导轨上；砂箱靠近往复驱动机构一侧的侧面中部与连杆端部转动连接。

6.根据权利要求5所述的一种履带往复摩擦冲击试验装置，其特征在于：所述砂箱内腔尺寸为600mm×500mm×400mm，内部铺设最大厚度300mm的砂砾。

7.根据权利要求6所述的一种履带往复摩擦冲击试验装置，其特征在于：所述砂箱内腔顶面滑动设置刮板，刮板通过刮板机构驱动；刮板机构包括刮板导轨、移动块、丝杠与刮板电机，砂箱对应刮板两侧的外壁分别固定设置刮板导轨且刮板导轨的一侧设置刮板电机，刮板电机输出轴连接丝杠且丝杠的另一端转动设置在定位座上，定位座固定设置在刮板导轨的另一侧端面，移动块滑动设置对应刮板导轨上且其中部被对应的丝杠螺纹贯穿，移动块与刮板对应侧固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种履带往复摩擦冲击试验装置，其特征在于：所述加载机构包括固定板、导向柱、升降板、伸缩杆、定位板、连接杆与加载组件，固定板平行设置在顶板端面上侧且其四角通过四根导向柱与顶板连接；升降板滑动设置在固定板下侧且升降板四角分别与对应的导向柱外壁滑动连接，升降板顶面中部通过伸缩杆与固定板下侧连接，升降板下侧平行设置定位板且定位板四角分别与对应的导向柱外壁滑动连接，升降板与定位板之间通过连接杆连接，连接杆至少为两根且位于导向柱之间；升降板与定位板之间设置加载组件。

9.根据权利要求8所述的一种履带往复摩擦冲击试验装置，其特征在于：所述加载组件包括加载板、加载杆、加载弹簧、加载电机与加载凸轮，加载板设置在升降板与定位板之间且加载板底部固定设置加载杆，加载杆远离加载板的一端贯穿定位板后、端部设置试样夹具；加载板与定位板之间且位于加载杆外圈设置加载弹簧；加载电机固定设置在升降板底部且加载电机输出轴外壁固定套接加载凸轮，加载凸轮下端与加载板端面接触。