专利名称：四球机专用的面-面摩擦副实验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种四球机专用的面-面摩擦副实验装置，能在四球机上进行模拟面-面 接触摩擦副试验，特别适用于磨损自补偿润滑添加剂的试验研究。
技术背景目前，公知的四球试验机的核心部位如附图3所示，它为一只上试球和三只下试球，四 球直径为12.7mm，材料为GCrl5钢。实验时上试球旋转，下试球静止，四球相摩擦，只能模 拟钢-钢的点接触摩擦副的试验。若要模拟钢-钢或钢-铜的面接触摩擦副试验，只能在另一种 销盘试验机上进行。在磨损自补偿润滑添加剂的研究中，四球试验机主要用于考察润滑添加 剂的摩擦学效应，而对润滑添加剂的自修复效应的考察只能在另一种销盘试验机上进行。因 为四球试验机的上试球和三个下试球摩擦的磨痕为圆弧面，给后期的组织结构分析带来很大 困难，而销盘试验机能很好地解决这个问题，可以获得平面的磨痕。另外磨损自补偿润滑添 加剂很难在点接触摩擦副上形成自修复涂层。这给研究人员带来了极大的不方便，即不能满 足在同一台试验机上进行多种试验的要求。而且销盘试验机的价格非常昂贵，这给科研人员 带来了资金方面的难题。实用新型内容本实用新型的目的在于克服已有技术四球试验机只能模拟钢-钢的点接触摩擦副，不能模 拟钢-钢或钢-铜的面接触摩擦副试验，提供一种四球机专用的面-面摩擦副实验装置。该实验 装置可以在四球机上轻松模拟面接触摩擦副，而且还能比较方便地更换试验样品的材料和轻 松从夹具上取下或装上试样，使四球机的应用范围扩大。为达到上述目的，本实用新型的构思是上试样夹具(1)下面设有一个凸台，用来定位 上试样(4)(见附图l)。上试样夹具的上半部分是圆锥形结构，与电机主轴相联接。上试样 夹具的下侧面设有一个方形销(2)，该销用来定位上试样以及带动上试样与电机主轴同步旋 转。油盒槽是一平面结构，圆片形的下试样放置于油盒槽内，通过压环和螺帽将其锁紧。这样 就实现了圆环形的上试样在电机的带动下在下试样表面上做旋转运动，实现了在四球机上模 拟面接触摩擦副的目的。根据上述实用新型构思，本实用新型采用下述技术方案一种四球机专用的面-面摩擦副实验装置，包括一个与电机主轴相联接的上试样夹具、一 个安置下试样的油盒、 一个固定下试样的压环和一个带有外伸手柄的螺帽，所述螺帽下端内 螺纹与所述油盒的外螺纹旋配，而上端内凸肩压住所述压环的上表面，其特征在于上试样为圆环形，下试样为圆片形，所述上试样夹具的下端有凸台与上试样的内孔匹配，该凸台侧面 有方形销与上试样上的"L"形凹槽匹配；所述油盒的内底面为平面与下试样匹配。
本实用新型与现有技术相比较，具有如下显而易见的实质性特点和优点在保留四球试 验机原有的多种功能的同时，只要换上该实验装置，就可以在四球试验机上进行模拟面接触 摩擦副的试验，且该装置结构简单，安装更换试样非常方便。
图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。 图2是图1示例中上试样4的结构示意图。
图3是已有技术四球机的点接触摩擦副实验装置结构示意图。图中1.上试样夹具，2.方 形销，3.螺帽，4.上试样，5.压环，6.下试样，7.油盒，8.手柄。
具体实施方式
本实用新型的优选实施例结合附图详述如下
参见图l，本四球机专用的面-面摩擦副实验装置，包括一个与电机主轴相联接的上试样
夹具1、 一个安置下试样6的油盒7、 一个固定下试样6的压环5和一个带有外伸手柄8的螺 帽3，所述螺帽3下端内螺纹与所述油盒7的外螺纹旋配，而上端内凸肩压住所述压环5的 上表面，其特征在于上试样4为圆环形，下试样6为圆片形，所述上试样夹具1的下端有凸 台与上试样4的内孔匹配，该凸台侧面有方形销与上试样4上的"L"形凹槽匹配；所述油盒 7的内底面为平面与下试样6匹配。
工作原理在图1中，上试样夹具l上半部为锥形结构，与四球机上的电机主轴相联接。 如图2所示的带L形槽的圆环形上试样4通过上试样夹具1上的凸台和方形销2将其定位， 另外上试样4只要轻轻逆时针旋转一小弧度就可方便取出。圆片形的下试样6置于平面结构 的油盒7槽内，通过压环5和螺帽3将其锁紧。方形销2带动上试样4与电机主轴同步旋转， 上试样4和下试样6之间的摩擦力通过手柄8传递给四球机上的力矩传感器。 图3示出已有技术四球机的四球摩擦副实验装置的结构。
权利要求1.一种四球机专用的面-面摩擦副实验装置，包括一个与电机主轴相联接的上试样夹具(1)、一个安置下试样(6)的油盒(7)、一个固定下试样(6)的压环(5)和一个带有外伸手柄(8)的螺帽(3)，所述螺帽(3)下端内螺纹与所述油盒(7)的外螺纹旋配，而上端内凸肩压住所述压环(5)的上表面，其特征在于上试样(4)为圆环形，下试样(6)为圆片形，所述上试样夹具(1)的下端有凸台与上试样(4)的内孔匹配，该凸台侧面有方形销与上试样(4)上的“L”形凹槽匹配；所述油盒(7)的内底面为平面与下试样(6)匹配。
专利摘要本实用新型涉及一种四球机专用的面-面摩擦副实验装置。它包括上试样夹具、油盒、压环和螺帽，螺帽下端内螺纹与油盒的外螺纹旋配，而上端内凸肩压住压环的上表面，上试样为圆环形，下试样为圆片形，上试样夹具的下端有凸台与上试样的内孔匹配，该凸台侧面有方形销与上试样上的“L”形凹槽匹配，油盒的内底面为平面与下试样匹配。本实用新型保留四球机原有的试验功能，换上本实用新型的摩擦副实验装置，则可进行模拟面接触摩擦副试验。该装置结构简单，安装更换方便。
文档编号G01N3/56GK201402243SQ200920071408
公开日2010年2月10日 申请日期2009年4月30日 优先权日2009年4月30日
发明者张黎明, 磊 曹, 王帅宝, 莫云辉, 陶德华 申请人:上海大学