非金属材料双形式摩擦磨损检测装置

1.本发明属于非金属性能测试技术，具体涉及一种非金属材料双形式摩擦磨损检测装置。


背景技术：

2.在摩擦学的相关研究中，摩擦磨损试验推动着摩擦学不断前进，为摩擦学理论的发展提供了试验依据。摩擦学理论需要试验支撑，而试验又需要摩擦学理论去解释试验现象，所以摩擦学试验和理论研究互相影响、互相支撑，同等重要。试验给工业实践与摩擦学理论提供真实可靠的试验依据，不仅需要完成摩擦副摩擦磨损现象的试验研究，还要探究其摩擦磨损的本质。只有通过对实际工况条件下各种因素对摩擦副摩擦学性能影响的正确评价，才能达到对符合使用要求摩擦副元件最优参数确定的目的。试验研究是摩擦学研究过程中不可缺少的环节，试验相关设备的研发也一直受到全球摩擦学研究者的重视。
3.中国专利cn201689023u公开了一种小位移往复滚动摩擦磨损试验设备，仅能适用于平面试件和滚动体之间的滚动摩擦磨损，无法适用于滑动摩擦磨损的测试，且在进行滚动摩擦磨损测试时，平面试样夹具和滚动试样夹具之间的相对运动单一，会降低试验机的使用效率。目前，在材料性能测试检测装置中，大多检测台只能单一测试磨损形式，且普通的材料性能测试平台，对于同一种材料的不同形式磨损对比，以及同一种形式磨损的不同材料性能对比不能做到一目了然，极大地降低了效率，因此，有必要提供一种非金属材料双形式摩擦磨损检测装置。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的问题，本发明提供一种非金属材料双形式摩擦磨损检测装置，通过轴瓦摩擦组件与环盘摩擦组件切换，在检测装置下分别进行轴瓦摩擦与环盘摩擦的摩擦磨损检测，且每种形式的摩擦磨损检测，能够同时进行三组材料研究，有效提高了测试材料的测试效率和测试精度，适用于轴瓦和环盘摩擦磨损检测，有效改善了检测装置的多样性和适用性。
5.本发明提供了一种非金属材料双形式摩擦磨损检测装置，其包括驱动组件、法兰盘、轴瓦摩擦组件、移动组件、环盘摩擦组件、压力加载组件和观测组件，所述法兰盘的第一端与所述驱动组件的输出端连接，所述轴瓦摩擦组件与用于轴瓦摩擦的所述压力加载组件底部固定连接，所述压力加载组件通过滑块与所述移动组件的竖直导轨滑动连接，所述环盘摩擦组件位于所述法兰盘的第二端，所述环盘摩擦组件的输出端与用于环盘摩擦的所述压力加载组件连接，且所述压力加载组件通过滑块与所述移动组件的水平导轨滑动连接，所述观测组件固定安装在所述轴瓦摩擦组件和环盘摩擦组件侧部，所述驱动组件，其包括驱动电机、电机支座、第一联轴器和第一钟形罩，所述驱动电机通过电机支座固定安装在底板上，所述驱动电机的输出轴通过第一联轴器与所述法兰盘的第一端连接，所述第一钟形罩固定安装在所述电机支座和法兰盘间；所述轴瓦摩擦组件，其包括转轴、轴瓦和安装块，
所述转轴的第一端与所述法兰盘的第二端连接，所述轴瓦的第一端套装在所述转轴上方，所述轴瓦的第二端与所述安装块底部固定连接，所述安装块与用于轴瓦摩擦的所述压力加载组件底部固定连接，用于轴瓦摩擦的所述压力加载组件两端分别通过滑块与所述竖直导轨滑动连接；所述环盘摩擦组件，其包括连接轴、第二联轴器、齿轮箱、第二钟形罩、第一环盘试件、齿轮轴和箱盖，所述连接轴的第一端与所述法兰盘的第二端连接，所述连接轴的第二端通过第二联轴器与所述齿轮轴连接，所述齿轮箱内安装有主动齿轮、第一齿轮和第二齿轮，所述主动齿轮套装在所述齿轮轴远离法兰盘的端部，所述第一齿轮和第二齿轮分别与所述主动齿轮啮合，且所述主动齿轮、第一齿轮和第二齿轮端部均装有所述第一环盘试件，所述第二钟形罩套装在所述齿轮箱上。
6.可优选的是，所述移动组件包括竖直导轨与所述水平导轨，所述竖直导轨的运动方向与所述水平导轨的运动方向垂直，用于实现所述轴瓦摩擦组件和环盘摩擦组件的锁紧固定和进给运动。
7.可优选的是，所述压力加载组件，其包括阀块、阀盖、柱塞、第二环盘试件和双头螺柱，所述阀盖固定安装在所述阀块底部，所述柱塞设有三个，且等间距设置所述阀盖正下方，所述第二环盘试件通过双头螺柱与所述阀盖底部固定连接，所述阀块包括换向阀、节流阀、液控阀、第一管接头、第二管接头、第三管接头和吊耳，所述换向阀位于所述阀块上方，所述节流阀和液控阀分别设置在所述换向阀两侧，所述第一管接头和第二管接头设置在所述液控阀上方，分别用于进油和回油，所述第三管接头固定安装在所述节流阀的安装面上，用于检测摩擦中的压力，所述吊耳固定安装在所述节流阀的安装面上。
8.可优选的是，所述环盘摩擦组件中的箱盖设置在所述齿轮箱的侧部，且所述箱盖能从所述齿轮箱上方抽插。
9.可优选的是，所述观测组件，其包括观测压力表和安装架，所述观测压力表设有多个，且等间距设置在所述安装架上，所述安装架固定安装在所述底板上。
10.可优选的是，所述压力加载组件用于检测轴瓦和环盘摩擦过程中产生的力学信号，实时检测摩擦过程的扭矩、法向力和切向力。
11.可优选的是，所述驱动组件、轴瓦摩擦组件、环盘摩擦组件和压力加载组件依次固定在底板上。
12.可优选的是，所述阀块根据液压控制原理，内部设有换向阀、节流阀、液控阀、第一管接头、第二管接头和第三管接头，完成高压和低压油液的输送。
13.本发明与现有技术相比，具有如下优点：
14.1.本发明通过轴瓦摩擦组件与环盘摩擦组件切换，在检测装置下分别进行轴瓦摩擦与环盘摩擦的摩擦磨损检测，且每种形式的摩擦磨损检测，能够同时进行三组材料研究，不仅控制了检测变量，而且提高了检测效率。
15.2.本发明摩擦磨损检测装置设有两套压力加载组件，每套压力装置能同时施加三个相同的压力，使其作用于三个不同试件，进而能够准确地进行试件材料在相同压力的情况下，不同类型摩擦磨损性能对比测试，有效提高了测试材料的测试效率和测试精度。
16.3.本发明摩擦磨损检测装置设有竖直方向移动和水平方向移动的移动导轨，除了提供检测所需的固定压力以外，还具有当进行摩擦形式更换的时候将上一组检测组件移除，使得驱动电机和下一类型检测的轴连接，即使得材料试件测试类型变换方便，提高了检
测效率。
附图说明
17.图1为本发明非金属材料双形式摩擦磨损检测装置的整体结构示意图；
18.图2为本发明中驱动组件的结构示意图；
19.图3为本发明中压力加载组件的侧面示意图；
20.图4为本发明中压力加载组件的俯视示意图；
21.图5为本发明中环盘摩擦组件的结构示意图；
22.图6为本发明中压力加载组件的整体结构示意图。
23.主要附图标记：
24.驱动组件1，驱动电机11，电机支座12，第一联轴器13，第一钟形罩14，法兰盘2，轴瓦摩擦组件3，转轴31，轴瓦32，安装块33，移动组件4，竖直导轨41，水平导轨42，环盘摩擦组件5，连接轴51，第二联轴器52，齿轮箱53，主动齿轮531、第一齿轮532和第二齿轮533，第二钟形罩54，第一环盘试件55，齿轮轴56，箱盖57，压力加载组件6，阀块61，换向阀611，节流阀612，液控阀613，第一管接头614，第二管接头615，第三管接头616，吊耳617，阀盖62，柱塞63，第二环盘试件64，双头螺柱65，观测组件7，观测压力表71，安装架72。
具体实施方式
25.为详尽本发明之技术内容、结构特征、所达成目的及功效，以下将结合说明书附图进行详细说明。
26.本发明提供的非金属材料双形式摩擦磨损检测装置，如图1所示，其包括驱动组件1、法兰盘2、轴瓦摩擦组件3、移动组件4、环盘摩擦组件5、压力加载组件6和观测组件7，驱动组件1、轴瓦摩擦组件3、环盘摩擦组件5和压力加载组件6依次固定在底板上，法兰盘2的第一端与驱动组件1的输出端连接，轴瓦摩擦组件3与用于轴瓦摩擦的压力加载组件6底部固定连接，压力加载组件6通过滑块与移动组件4的竖直导轨41滑动连接，环盘摩擦组件5位于法兰盘2的第二端，环盘摩擦组件5的输出端与用于环盘摩擦的压力加载组件6连接，且压力加载组件6通过滑块与移动组件4的水平导轨42滑动连接，观测组件7固定安装在轴瓦摩擦组件3和环盘摩擦组件5侧部。移动组件4包括竖直导轨41和水平导轨42，竖直导轨41的运动方向与水平导轨42的运动方向垂直，用于实现轴瓦摩擦组件3和环盘摩擦组件5的锁紧固定和进给运动；观测组件7包括观测压力表71和安装架72，观测压力表71设有多个，且等间距设置在安装架72上，安装架72固定安装在底板上。
27.如图2所示，驱动组件1包括驱动电机11、电机支座12、第一联轴器13和第一钟形罩14，驱动电机11通过电机支座12固定安装在底板上，驱动电机11的输出轴通过第一联轴器13与法兰盘2的第一端连接，第一钟形罩14固定安装在电机支座12和法兰盘2间。
28.如图3所示，轴瓦摩擦组件3包括转轴31、轴瓦32和安装块33，转轴31的第一端与法兰盘2的第二端连接，轴瓦32的第一端套装在转轴31上方，轴瓦32的第二端与安装块33底部固定连接，安装块33与用于轴瓦摩擦的压力加载组件6底部固定连接，用于轴瓦摩擦的压力加载组件6两端分别通过滑块与竖直导轨41滑动连接。压力加载组件6包括阀块61、阀盖62、柱塞63、第二环盘试件64和双头螺柱65，阀盖62固定安装在阀块61底部，柱塞63设有三个，
且等间距设置阀盖62正下方，第二环盘试件64通过双头螺柱65与阀盖62底部固定连接，阀块61包括换向阀611、节流阀612、液控阀613、第一管接头614、第二管接头615、第三管接头616和吊耳617，换向阀611位于阀块61上方，节流阀612和液控阀613分别设置在换向阀611两侧，第一管接头614和第二管接头615设置在液控阀613上方，分别用于进油和回油，第三管接头616固定安装在节流阀612的安装面上，用于检测摩擦中的压力，吊耳617固定安装在节流阀612的安装面上。
29.如图4所示，环盘摩擦组件5包括连接轴51、第二联轴器52、齿轮箱53、第二钟形罩54、第一环盘试件55、齿轮轴56和箱盖57，连接轴51的第一端与法兰盘2的第二端连接，连接轴51的第二端通过第二联轴器52与齿轮轴56连接，齿轮箱53内安装有主动齿轮531、第一齿轮532和第二齿轮533，主动齿轮531套装在齿轮轴56远离法兰盘2的端部，第一齿轮532和第二齿轮533分别与主动齿轮531啮合，且主动齿轮531、第一齿轮532和第二齿轮533端部均装有第一环盘试件55，第二钟形罩54套装在齿轮箱53上，环盘摩擦组件5的箱盖67设置在齿轮箱53的侧部，且箱盖57能从齿轮箱53上方抽插。
30.如图5所示，压力加载组件6用于检测轴瓦32和环盘摩擦过程中产生的力学信号，实时检测摩擦过程的扭矩、法向力和切向力，阀块61根据液压控制原理，内部设有换向阀611、节流阀612、液控阀613、第一管接头614、第二管接头615和第三管接头616，完成高压和低压油液的输送。
31.以下结合实施例对本发明一种非金属材料双形式摩擦磨损检测装置做进一步描述：
32.在使用本发明进行轴瓦摩擦和环盘摩擦检测时，要保证驱动组件1、法兰盘2、轴瓦摩擦组件3、移动组件4、环盘摩擦组件5、压力加载组件6和观测组件7安装完好、布局合理并顺畅运行。
33.实施例：
34.如图1到图6所示，首先，进行轴瓦摩擦性能检测，驱动电机11的输出轴通过第一联轴器13与法兰盘2连接，将驱动电机11的转矩传递给轴瓦摩擦组件3的转轴31，使转轴31在轴瓦摩擦检测过程中转动。将压力加载组件6与轴瓦摩擦组件3连接完好，并将位于轴瓦摩擦组件3上方的压力加载组件6沿着竖直导轨41向下移动，使用于轴瓦摩擦的压力加载组件6与转轴31接触，压力加载组件6的柱塞63与观测组件7的观测压力表71连接，此时柱塞63控制的压力通过观测压力表71测量，且通过阀块61的阀口调节控制，轴瓦滚动摩擦检测能同时进行三种不同轴瓦材料的摩擦性能对比检测。
35.然后，当轴瓦摩擦性能检测结束后，进行环盘摩擦性能检测，将位于轴瓦摩擦组件3上方的压力加载组件6沿着竖直导轨41向上移动，将环盘摩擦组件5通过水平导轨42向法兰盘2的方向水平移动，使驱动组件1的驱动电机11通过法兰盘2与环盘摩擦组件5的连接轴51连接，再通过齿轮箱53传递转矩，主动齿轮531与第一齿轮532、第二齿轮533啮合传动，第一环盘试件55与齿轮轴56固定连接。
36.最后，第一环盘试件55通过齿轮轴56转动，压力加载组件6的柱塞63与第二环盘试件64连接，将用于环盘摩擦的压力加载组件6向靠近法兰盘2的方向水平移动，并与第一环盘试件55相接触，与轴瓦滚动摩擦检测类似，通过控制压力加载组件6所提供的压力，分别测定三个不同试件在同压力下的环盘摩擦性能的好坏。
37.本发明提供的非金属材料双形式摩擦磨损检测装置，即在同一检测装置上进行轴瓦滚动摩擦和环盘摩擦的摩擦检测，实现了不同材料的同种类型摩擦性能测验，以及对比了同种材料不同摩擦性能的测验，提高了实验研究的效率，拓宽了适用领域，为检测装置研发提供了广阔的思维。
38.以上的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。