一种冲击/切向复合运动微幅磨损试验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微动磨损试验装置，具体涉及一种从两个方向进行复合运动的多功能微幅磨损的试验装置。
【背景技术】
[0002]冲击磨损是两个固体表面之间犹豫反复动态接触、撞击所造成的表面损伤。在各类机械中，许多零部件都承受着不同程度的冲击磨损，而由冲击微动磨损所引发的机械零部件失效广泛存在于电力、石化、矿山机械、海洋机械、航空航天等领域，从带来了较大的能源浪费，给人民财产安全及国民经济带来了巨大的损失。冲击载荷会造成接触表面破坏，严重时将导致机械零部件失效。在磨损失效的类型中，冲击磨损可能是对材料最为不利、了解最少的一类磨损。为了研究这种磨损，到目前为止，国内外已研制出多类型的试验机。
[0003]在实际工况中，零部件结构不仅仅只受一个方向的冲击力，同时也会因为切向的微幅运动而加剧磨损过程。目前，现有的冲击磨损试验机自动化程度低，一般只是施加单一方向的冲击力，而绝大部分冲击磨损是一个多方向耦合损伤过程，因此，现有的此类装置不能全面的来研究冲击磨损行为。此外，实际工况中零部件的服役环境是复杂的，如高温、高压和真空环境等，而现有试验机的试验条件有效。
【发明内容】
[0004]为了改善上述问题，本发明提供了一种可实现冲击/切向复合运动的微幅磨损试验装置。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
一种冲击/切向复合运动微幅磨损试验装置，包括机架，设置于机架上的密封装置;所述机架上设有位于密封装置上方的第一电机，所述第一电机上依次连接第一压力传感器和用于安装试样夹具的第一直杆，所述第一直杆的底端伸入密封装置内；所述机架上还设有位于密封装置一侧的第二电机，所述第二电机上依次连接有第二压力传感器、第二直杆，所述第二直杆远离第二压力传感器的一端伸入密封装置内；所述密封装置内设有与第二直杆相接触的切向运动装置。
[0006]具体地，所述第一电机和第二电机均采用音圈电机。
[0007]具体地，所述第一直杆和第二直杆均为圆柱状。
[0008]具体地，所述切向运动装置包括设置于密封装置底部的两个直线导轨，设置于直线导轨上方并能够相对直线导轨滑动的夹具安装底座，以及设置于夹具安装底座上方并与夹具安装底座相连的水容器;所述第二直杆与夹具安装底座一侧相接触。
[0009]具体地，所述夹具安装底座上还设有通孔，该通孔用于安装加热棒。
[0010]具体地，所述夹具安装底座通过滑块与直线导轨相连。
[0011]具体地，所述第一电机与第一压力传感器之间还设有阻尼冲头。
[0012]具体地，所述机架上还设有控制第一电机升降的升降装置。
[0013]具体地，所述升降装置包括固定于机架上的伺服电机，与伺服电机相连的波纹联轴器，与波纹联轴器相连的滚珠丝杆副，以及设置于机架上的两个直行导轨，所述第一电机通过第一电机安装板滑动连接于两个直行导轨上;所述第一电机安装板还与滚珠丝杆副相连。
[0014]具体地，所述伺服电机通过伺服电机固定板安装于机架上。
[0015]具体地，所述滚珠丝杠副由螺母和丝杆组成;所述丝杠通过双向轴承与波纹联轴器相相连，所述双向轴承通过轴承固定座与机架相连;所述螺母通过螺母固定座与第一电机安装板相连。
[0016]具体地，所述密封装置顶部设有供第一直杆穿过的第一动密封法兰，所述密封装置侧壁设有供第二直杆穿过的第二动密封法兰。
[0017]具体地，所述密封装置顶部还设有供第一圆柱体直杆穿过的法兰盘。
[0018]具体地，所述密封装置包括密封箱，以及安装于密封箱上的气压温度表、第一进出气阀、第二进出气阀。
[0019]具体地，所述密封箱一侧设有开口，在开口处设有密封箱门，且在开口处还设有橡胶圈，其作用是提高密封箱门和密封箱之间的密封效果。所述密封箱门上还设有观察窗。所述密封箱门的锁紧采用典型的手轮丝杆装置。
[0020]本发明的原理:通过两个电机分别带动两个伸入密封装置的直杆做竖直方向的冲击运动和水平方向的切向运动，实现冲-切耦合运动。试验中，冲击力可控制在1?300牛顿，切向往复运动幅值最小可达到5μπι。两个方向运行频率能达到50Hz以上。
[0021]本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
本发明采用冲-切耦合的运动方式来实现冲击磨损和切向磨损的复合式磨损。
【附图说明】
[0022]图1为本发明的结构示意图。
[0023]图2为本发明的正视图。
[0024]图3为本发明的侧视图。
[0025]图4为本发明中升降装置的结构示意图。
[0026]图5为本发明中切向运动装置的结构示意图。
[0027]其中，附图中标记对应的零部件名称为:1_伺服电机，2-伺服电机固定板，3-阻尼冲头，4-第一电机安装板，5-第一压力传感器，6-第一直杆，7-气压温度表，8-密封箱，9-第二电机，10-第二直杆，11-第二动密封法兰，12-手轮，13-第一动密封法兰，14-观察窗，15-密封箱门，16-第一进出气阀，17-第二进出气阀，18-法兰盘，19-第一电机，20-机架，21-第二压力传感器，22-橡胶圈，23-波纹联轴器，24-直行轨道，25-轴承固定座，26-螺母，27-螺母固定座，28-丝杆，29-水容器，30-夹具安装底座，31-通孔，32-直线导轨。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。实施例
[0029]如图1?5所示，一种冲击/切向复合运动微幅磨损试验装置，包括机架20，设置于机架上的密封装置;所述机架上设有位于密封装置上方的第一电机19，所述第一电机上依次连接第一压力传感器5和用于安装试样夹具的第一直杆6，所述第一直杆的底端伸入密封装置内；所述机架上还设有位于密封装置一侧的第二电机9，所述第二电机上依次连接有第二压力传感器21和第二直杆10，所述第二直杆远离第二压力传感器的一端伸入密封装置内；所述密封装置内设有与第二直杆相连接的切向运动装置。
[0030]作为一种优选，所述机架为“L”型，所述密封装置和第二电机设置于机架的横向板上，所述第一电机设置于机架的竖向板上。而且机架采用延性铸铁整体浇铸，强度高，从而可保证高频测试下最优阻尼性能和宽温度范围内的尺寸稳定性。
[0031]具体地，在实际使用时，可采用电机控制系统控制第一电机和第二电机的加载频率、加载幅值及加载曲线类型；第一压力传感器和第二压力传感器分别对冲击力和切向摩擦力进行测量，本发明采用采集系统收集第一压力传感器和第二压力传感器所采集的模拟数据。
[0032]在实际生产过程中，第一压力传感器和第一直杆采用螺纹连接，第二压力传感器和第二直杆采用螺纹连接，这样设置可以方便安装和拆卸。作为一种优选，第一直杆和第二直杆采用圆柱状的直杆。
[0033]为了能够更加方便的安装和拆卸第一直杆，可将第一直杆的底端加工成矩形，便于用螺母扳手夹紧拆卸或安装。
[0034]为了更加方便的将试样夹具安装在第一直杆上，故而在第一直杆底端设有内螺纹，这样安装拆卸试样夹具及其方便。
[0035]为了减小切向运动过程中第二直杆的变形，第二直杆采用高强度钢制造而成。
[0036]使用时，本发明是通过第一电机和第二电机分别带动两个伸入密封装置的直杆做竖直方向的冲击运动和水平方向的切向运动，实现冲-切耦合运动。
[0037]作为一种优选，所述第一电机和第二电机均采用音圈电机，具有高频响、高精度的特点，能够更好的实现冲一耦切耦合运动。第一压力传感器和第二压力传感器采用pcb压力传感器，其采集频率和精度高，可以进一步地提高本发明数据的准确性。
[0038]具体地，所述切向运动装置包括设置于密封装置底部的两个直线导轨32，设置于直线导轨上方并能够相对直线导轨滑动的夹具安装底座30，以及设置于夹具安装底座上方并与夹具安装底座相连的水容器29;所述第二直杆与夹具安装底座一侧相接触。其中，夹具安装底座通过滑块与直线导轨相连，且滑块可在直线轨道上自由的滑动，从而能够实现整个夹具安装底座和水容器在密封装置内滑动。
[0039]作为一种优选方式，所述夹具安装底座上还设有通孔31。所述通孔个数可根据实际情况进行设置，主要用于安装加热棒，从而实现对密封箱升温，以满足工况要求