CN108318365A - 一种高温高速销盘摩擦试验机 - Google Patents

一种高温高速销盘摩擦试验机 Download PDF

Info

Publication number
CN108318365A
CN108318365A CN201810460281.7A CN201810460281A CN108318365A CN 108318365 A CN108318365 A CN 108318365A CN 201810460281 A CN201810460281 A CN 201810460281A CN 108318365 A CN108318365 A CN 108318365A
Authority
CN
China
Prior art keywords
disk
friction
frictional
pin
sample
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810460281.7A
Other languages
English (en)
Inventor
岑辉
白丹
郭瑞瑞
赵乐斌
张世伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xuchang University
Original Assignee
Xuchang University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xuchang University filed Critical Xuchang University
Priority to CN201810460281.7A priority Critical patent/CN108318365A/zh
Publication of CN108318365A publication Critical patent/CN108318365A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/56—Investigating resistance to wear or abrasion
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/02—Details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/022—Environment of the test
    • G01N2203/0222—Temperature
    • G01N2203/0226—High temperature; Heating means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高温高速销盘摩擦试验机，该试验机设有主传动***、加载***、摩擦盘夹持器、加热装置、数控进给装置、数据采控***；摩擦盘夹持器上安装有摩擦盘试样，摩擦销试样通过横梁与丝杠与数控进给装置连接，摩擦盘试样与摩擦销试样相对设置，构成一对摩擦副，在摩擦盘试样与摩擦销试样旁侧设有加热与冷却装置，数据采控***的输入端连接测试***，数据采控***的输出端连接计算机。采用本发明可实现试验机转动主轴的高速平稳转动和对摩擦副样品表面的快速加热。

Description

一种高温高速销盘摩擦试验机
技术领域
本发明公开了一种高温高速销盘摩擦试验机，特别适用于评价材料在高速高温下的摩擦磨损性能，尤其适用于研究高速切削的新型刀具材料的服役工况，评价刀具本身及涂层材料在高速高温下的摩擦学性能。
背景技术
据不完全统计，全世界大约有1/2~1/3的能源以各种形式消耗在摩擦上，大约有80%的损坏零件是由于各种形式的磨损引起的。磨料磨损是工业应用中最常见的一张磨损类型，所占比例达到约50%。据不完全统计，我国每年因磨料磨损所消耗的钢材达百万吨以上。一些较为常见的高温工作环境，如燃烧炉中的炉篦；沸腾炉中的管壁；各种机械的发动机、内燃机；高速工作中的底盘、齿轮等传动***；夏季工作下的轮胎、传动胶带；这些都会产生高温摩擦磨损现象。相比于常温条件下，材料在高温条件下产生摩擦磨损，使材料产生更多的消耗和使用寿命剧烈地减少，而且这些类高温摩擦情况较为普遍，消耗更为严重。
为了能够对材料的高温摩擦磨损特性进行一般性研究，本发明公开了一种高温销盘式磨损试验机，该试验机能在1000 ℃范围内对各种金属材料的摩擦磨损特征进行试验研究，是研究磨擦学的基础工具。
发明内容
本发明公开了一种高温高速销盘摩擦试验机，特别适用于评价材料在高速高温下的摩擦磨损性能，尤其适用于研究高速切削的新型刀具材料的服役工况，评价刀具本身及涂层材料在高速高温下的摩擦学性能。
为了达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：
一种高温高速销盘摩擦试验机，该试验机设有主传动***、加载***、摩擦盘夹持器、加热装置、数控进给装置、数据采控***；摩擦盘夹持器上安装有摩擦盘试样，摩擦销试样通过横梁与丝杠与数控进给装置连接，摩擦盘试样与摩擦销试样相对设置，构成一对摩擦副，在摩擦盘试样与摩擦销试样旁侧设有加热装置；数据采控***的输入端连接测试***，数据采控***的输出端连接计算机。
优选方案，主传动***包括三相异步电机，电机功率输出后经同步带和带轮传输至主轴，主轴通过轴承支架固定，主轴上带有转速传感器（霍尔传感器），对主轴转速进行实时监控，并将数据传输至数据采控***。
优选方案，主轴与摩擦盘夹持器相连，采用螺纹副将摩擦盘夹持器固定在主轴上，摩擦盘下加有一垫片，直径大小和摩擦盘相当，垫片厚度可调，用于夹紧不同厚度的摩擦盘，摩擦盘上方有一个盘盖进行定位，并用螺栓紧固夹紧。
优选方案，摩擦盘夹持器位于加热装置中，加热装置含有加热炉以及石棉隔热层，加热炉外凃有耐高温纳米涂层对加热炉进行隔热，加热炉和主轴箱之间采用石棉隔热层来保护主轴箱不会受加热装置影响。
优选方案，摩擦盘在测试过程中与摩擦球进行摩擦，摩擦销上配有不同内径的夹具，可用来夹持不同直径的测试球，夹持器中间为中空结构，后面有螺纹，将测试球从夹具的后端放入并应用配套的零件旋紧即可，同时在夹具中心加入微型弹簧以保证测试球始终保持被夹紧状态。
优选方案，摩擦销在主轴径向和轴向的位移通过数控进给机构***控制，数控进给***包含有：步进电机、编码器、丝杠、导杆支架、滑动支架、立柱以及横梁。通过步进电机和编码器带动底座支架上的丝杠旋转，通过导杆支架和滑动支架带动立柱和横梁一起水平运动，来控制摩擦销的沿摩擦盘的径向进给；通过调节摩擦销端盖位置来控制摩擦销沿摩擦盘的轴向进给。
优选方案，摩擦销与加载***相接触，加载***采用伺服控制连续加载，加载***与数据采控***相连，数据采控***实时监控加载情况。
优选方案，数据采控***输入端与数控进给装置、加载***、加热装置连接，数据采控***的输出端连接计算机，数据采控***用来接收数控进给装置、加载***、加热装置的输出数据以及向其发送计算机发出的程序指令。
本发明公开了一种高温高速销盘摩擦试验机，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：本发明可评价材料在高速高温下的摩擦磨损性能，本发明中摩擦销上配有不同内径的夹具，可根据不同要求来测试不同直径的测试球，具有较强的兼容性，为研究高速切削的新型刀具材料的服役工况，评价刀具本身及涂层材料在高速高温下的摩擦学性能提供平台，成本低，易于操作。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图；
图2为本发明装置的控制示意图；
图3为本发明装置装配图；
图4为本发明装置中数控进给装置动力传输部分零件图；
图3、图4中的标记说明：1-三相异步电机；2-同步带带轮；3-主轴；4-转速传感器；5-摩擦盘垫片；6-盘盖；7-开槽盘头螺钉；8-加热炉；9-石棉隔热层；10-摩擦盘；11-摩擦球；12-步进电机；13-丝杠；14-导杆支架；15-滑动支架；16-微型弹簧；17-摩擦销端盖；18-立柱；19-横梁；20-摩擦销；21-轴承支架；22-伺服电机；23-螺母；24-螺栓；I-主传动***；II-加载***；III-摩擦盘夹持器；IV-数控进给装置；V-加热装置。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。本说明书及其附图中给出了本发明的较佳的实施例，但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。
本发明的一个优选实施例是：参照图1、图2、图3、图4，一种高温高速销盘摩擦试验机，包括主传动***I、加载***II、摩擦盘夹持器III、加热装置、数控进给装置IV、数据采控***。摩擦盘夹持器上安装有摩擦盘试样10，摩擦销试样20通过横梁19与丝杠13与数控进给装置IV连接，摩擦盘试样与摩擦销试样相对设置，构成一对摩擦副，在摩擦盘试样与摩擦销试样旁侧设有加热装置V；数据采控***的输入端连接测试***，数据采控***的输出端连接计算机。
主传动***I包括三相异步电机1，电机功率输出后经同步带和带轮2传输至主轴3，主轴通过轴承支架21固定，主轴上带有霍尔传感器4，对主轴转速进行实时监控，并将数据传输至数据采控***。
主轴3与摩擦盘夹持器III相连，采用螺纹副将摩擦盘夹持器固定在主轴上，摩擦盘下加有一垫片5，直径大小和摩擦盘相当，垫片厚度可调，用于夹紧不同厚度的摩擦盘，摩擦盘上方有一个盘盖6进行定位，并用螺栓7紧固。
摩擦盘夹持器III位于加热装置V中，加热装置V含有加热炉8以及石棉隔热层9，加热炉外凃有耐高温纳米涂层对加热炉进行隔热，加热炉和主轴箱之间采用石棉隔热层来保护主轴箱不会受加热装置影响。
摩擦盘10在测试过程中与摩擦球11进行摩擦，摩擦销20上配有不同内径的夹具，可用来夹持不同直径的测试球，夹持器中间为中空结构，后面有螺纹，将测试球从夹具的后端放入并应用配套的零件旋紧即可，同时在夹具中心加入微型弹簧16以保证测试球始终保持被夹紧状态。
摩擦销20在主轴3径向和轴向的位移通过数控进给机构IV控制，数控进给***包含有：步进电机12、编码器、丝杠13、导杆支架14、滑动支架15、立柱18以及横梁19。参照图4，步进电机12输出功率后，经过螺栓24和螺母23传递至丝杠13，形成丝杠螺母副传输功率，并通过导杆支架13和滑动支架14带动立柱18和横梁19一起水平运动，来控制摩擦销的沿摩擦盘的径向进给；通过调节摩擦销端盖17位置来控制摩擦销沿摩擦盘的轴向进给。
摩擦销20与加载***II相接触，加载***II采用伺服电机22连续加载，加载***与数据采控***相连，数据采控***实时监控加载情况。
数据采控***输入端与数控进给装置IV、加载***II、加热装置V连接，数据采控***的输出端连接计算机，数据采控***用来接收数控进给装置IV、加载***II、加热装置的输出数据以及向其发送计算机发出的程序指令。
本发明公开了一种高温高速销盘摩擦试验机，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：本发明可评价材料在高速高温下的摩擦磨损性能，本发明中摩擦销上配有不同内径的夹具，可根据不同要求来测试不同直径的测试球，具有较强的兼容性，为研究高速切削的新型刀具材料的服役工况，评价刀具本身及涂层材料在高速高温下的摩擦学性能提供平台，成本低，易于操作。
需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种高温高速销盘摩擦试验机，其特征在于：包括主传动***、加载***、摩擦盘夹持器、加热装置、数控进给装置及数据采控***；摩擦盘夹持器上安装有摩擦盘试样，摩擦销试样通过横梁与丝杠与数控进给装置连接，摩擦盘试样与摩擦销试样相对设置，构成一对摩擦副，在摩擦盘试样与摩擦销试样旁侧设有加热装置；数据采控***的输入端连接测试***，数据采控***的输出端连接计算机。
2.根据权利要求1所述的高温高速销盘摩擦试验机，其特征在于，计算机通过线路与执行器连接，执行器通过线路连接数据采控***，数据采控***的输出端连接数控进给装置，数据采控***用于驱动数控进给装置，控制摩擦销盘接触点的轴向和径向位置、载荷，主轴的转速以及加热装置的温度，并且实时采集相关数据传递至计算机处理并保存。
3.根据权利要求1所述的高温高速销盘摩擦试验机，其特征在于，主传动***通过同步带和带轮将变频电机输出功率传输至主轴，通过同步带带动主轴可以缓和载荷冲击而且运行平稳，无噪声，且同步带传动无弹性滑动和打滑，效率高而且能保持准确的传动比，能使主轴保持以某一速度稳定地转动，转动主轴通过轴承支架固定，以实现主轴的高速稳定转动。
4.根据权利要求1所述的高温高速销盘摩擦试验机，其特征在于，加载***采用伺服控制连续加载，以保证加载于摩擦销盘的载荷精确、稳定。
5.根据权利要求1所述的高温高速销盘摩擦试验机，其特征在于，采用摩擦盘夹持器夹持摩擦盘，摩擦盘下加有一垫片，直径大小和摩擦盘相当，垫片厚度可调，用于夹紧不同厚度的摩擦盘，摩擦盘上方有一个盘盖进行定位，并用螺栓紧固夹紧，以保证摩擦盘和夹持器一起随主轴转动的同时，摩擦盘不会在主轴轴向方向产生跳动。
6.根据权利要求1所述的高温高速销盘摩擦试验机，其特征在于，加热装置包含有加热炉以及石棉隔热层，加热炉外凃有耐高温纳米涂层对加热炉进行隔热，加热炉和主轴箱之间采用石棉隔热层来保护主轴箱不会受加热装置影响。
7.根据权利要求1所述的高温高速销盘摩擦试验机，其特征在于，数控进给***含有步进电机和编码器来控制摩擦销轴向和径向的进给运动，通过步进电机和编码器带动底座支架上的丝杠旋转，通过导杆支架和滑动支架带动立柱和横梁一起水平运动，来控制摩擦销的沿摩擦盘的径向进给；通过调节摩擦销端盖位置来控制摩擦销沿摩擦盘的轴向进给。
8.根据权利要求1所述的高温高速销盘摩擦试验机，其特征在于，数据采控***输入端与数控进给装置、加载***、加热装置连接，数据采控***的输出端连接计算机，数据采控***用来接收数控进 给装置、加载***、加热装置的输出数据以及向其发送计算机发出的程序指令。
9.根据权利要求1所述的高温高速销盘摩擦试验机，其特征在于，摩擦销可在摩擦盘试样轴向以及径向作进给运动，摩擦销的底端夹有摩擦球；摩擦盘试样安装于摩擦盘夹持器的圆槽中，摩擦盘试样的外端面为实验面，组成销/盘摩擦副。
CN201810460281.7A 2018-05-15 2018-05-15 一种高温高速销盘摩擦试验机 Pending CN108318365A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810460281.7A CN108318365A (zh) 2018-05-15 2018-05-15 一种高温高速销盘摩擦试验机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810460281.7A CN108318365A (zh) 2018-05-15 2018-05-15 一种高温高速销盘摩擦试验机

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108318365A true CN108318365A (zh) 2018-07-24

Family

ID=62896243

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810460281.7A Pending CN108318365A (zh) 2018-05-15 2018-05-15 一种高温高速销盘摩擦试验机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108318365A (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109100249A (zh) * 2018-10-24 2018-12-28 西南交通大学 一种成品刀具涂层耐磨性能测试装置
CN110779752A (zh) * 2019-12-10 2020-02-11 吉林大学 适用于多种材料的多样本珩磨机可靠性实验装置
CN111272596A (zh) * 2020-01-21 2020-06-12 兰州科润特仪器开发有限公司 一种冲击、刮擦、磨损试验机
CN112378844A (zh) * 2020-11-25 2021-02-19 长春一东离合器股份有限公司 定速摩擦材料试验装置
CN112903500A (zh) * 2021-01-20 2021-06-04 杭州九鼎汽车部件有限公司 全自动摩擦性能快速测试装置及工艺
WO2022027928A1 (zh) * 2020-08-04 2022-02-10 西华大学 一种多功能销盘式磨损模拟实验装置
US20220349794A1 (en) * 2020-08-26 2022-11-03 Jiangsu University Friction and wear test device with pin-on-plate differential temperature distribution and self-adaptive adjustment
CN117191421A (zh) * 2023-08-29 2023-12-08 中汽研汽车检验中心（天津）有限公司 用于制动磨损颗粒物排放测试的装置和方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10148608A (ja) * 1996-11-20 1998-06-02 Hitachi Ltd 摩擦摩耗試験装置
CN102116722A (zh) * 2009-12-31 2011-07-06 中国科学院金属研究所 一种高速高温多功能摩擦磨损试验机
CN202002859U (zh) * 2010-12-24 2011-10-05 厦门顺拓电子有限公司 摩擦试验机
CN205898601U (zh) * 2016-07-27 2017-01-18 国网江苏省电力公司连云港供电公司 一种带有伺服加载装置的高温摩擦试验机
CN206020203U (zh) * 2016-07-27 2017-03-15 国网江苏省电力公司连云港供电公司 一种带有弹簧加载装置的高温摩擦试验机
CN107179254A (zh) * 2017-05-02 2017-09-19 华中科技大学 一种面‑面接触扭动微动摩擦磨损试验***及其控制方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10148608A (ja) * 1996-11-20 1998-06-02 Hitachi Ltd 摩擦摩耗試験装置
CN102116722A (zh) * 2009-12-31 2011-07-06 中国科学院金属研究所 一种高速高温多功能摩擦磨损试验机
CN202002859U (zh) * 2010-12-24 2011-10-05 厦门顺拓电子有限公司 摩擦试验机
CN205898601U (zh) * 2016-07-27 2017-01-18 国网江苏省电力公司连云港供电公司 一种带有伺服加载装置的高温摩擦试验机
CN206020203U (zh) * 2016-07-27 2017-03-15 国网江苏省电力公司连云港供电公司 一种带有弹簧加载装置的高温摩擦试验机
CN107179254A (zh) * 2017-05-02 2017-09-19 华中科技大学 一种面‑面接触扭动微动摩擦磨损试验***及其控制方法

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109100249A (zh) * 2018-10-24 2018-12-28 西南交通大学 一种成品刀具涂层耐磨性能测试装置
CN109100249B (zh) * 2018-10-24 2024-02-09 西南交通大学 一种成品刀具涂层耐磨性能测试装置
CN110779752A (zh) * 2019-12-10 2020-02-11 吉林大学 适用于多种材料的多样本珩磨机可靠性实验装置
CN110779752B (zh) * 2019-12-10 2024-05-03 吉林大学 适用于多种材料的多样本珩磨机可靠性实验装置
CN111272596A (zh) * 2020-01-21 2020-06-12 兰州科润特仪器开发有限公司 一种冲击、刮擦、磨损试验机
WO2022027928A1 (zh) * 2020-08-04 2022-02-10 西华大学 一种多功能销盘式磨损模拟实验装置
US20220349794A1 (en) * 2020-08-26 2022-11-03 Jiangsu University Friction and wear test device with pin-on-plate differential temperature distribution and self-adaptive adjustment
US11686658B2 (en) * 2020-08-26 2023-06-27 Jiangsu University Friction and wear test device with pin-on-plate differential temperature distribution and self-adaptive adjustment
CN112378844A (zh) * 2020-11-25 2021-02-19 长春一东离合器股份有限公司 定速摩擦材料试验装置
CN112903500A (zh) * 2021-01-20 2021-06-04 杭州九鼎汽车部件有限公司 全自动摩擦性能快速测试装置及工艺
CN117191421A (zh) * 2023-08-29 2023-12-08 中汽研汽车检验中心（天津）有限公司 用于制动磨损颗粒物排放测试的装置和方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108318365A (zh) 一种高温高速销盘摩擦试验机
CN108318364A (zh) 一种湿度可控的高温高速销盘摩擦试验机
CN208520705U (zh) 一种湿度可控的高温高速销盘摩擦试验机
CN101135606B (zh) 密封轴承多功能试验机
CN105973740B (zh) 高差速旋转“面-面”接触磨损试验装置及试验方法
CN108240945A (zh) 一种适用于转动副的控温摩擦磨损试验机
CN112161803A (zh) 联合载荷下滚动轴承全寿命能耗测试试验机
CN108627341A (zh) 一种轴承高速性能试验机
CN102798527B (zh) 一种用于检测含油轴承性能的试验机及其径向加载机构
CN109342244A (zh) 轴瓦摩擦磨损测试试验机及其测试方法
CN112345395B (zh) 一种低频重载冲击滑动摩擦磨损试验装置
CN203396525U (zh) 汽车轮毂轴承摩擦力矩试验机
CN109341509A (zh) 一种滚动轴承润滑膜厚的测量装置及其测试方法
Fellenstein et al. A new tribological test for candidate brush seal materials evaluation
CN111060047B (zh) 一种直线轴承加工和螺纹检验装置
CN105547996B (zh) 一种预修摩擦副的高速摩擦试验机及其应用
CN202886099U (zh) 航空发动机主轴轴承试验机
CN1318836C (zh) 活塞环－缸套材料摩擦磨损性能测试装置
CN110174207A (zh) 一种高速滚珠丝杠进给测试用丝杠预紧力检测装置
CN205826306U (zh) 一种高分子材料表面织构水润滑尾轴承试验台
CN209197663U (zh) 一种滚动轴承润滑膜厚的测量装置
GB2183347A (en) Lubricant testing apparatus
JP3572334B2 (ja) 熱間ロール摩耗試験装置
CN209069587U (zh) 一种轴承寿命测试设备
CN207866495U (zh) 丝杠传动加载交变载荷的滚动轴承疲劳寿命试验***

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination