多功能力热振动耦合摩擦磨损实验平台的制作方法

本发明属于摩擦磨损实验技术领域，具体涉及一种多功能力热振动耦合摩擦磨损实验平台。

背景技术：

机械设备的相对运动部件之间都存在摩擦，由于润滑不当而造成的非正常摩擦磨损，在影响社会生产活动的同时也造成社会财富的巨大浪费。为了对摩擦磨损现象及其本质进行研究，正确评价材料受温度、振动等因素对摩擦磨损的影响，摩擦磨损试验机是必不可少的试验设备。

按摩擦副接触及运动形式，可将摩擦磨损试验机分为四球、环块、端面及销盘摩擦磨损试验机等几类。这些试验机都是功能单一形式摩擦副的摩擦磨损试验机。然而，面对摩擦副接触及运动形式的多样性，经常需要多台摩擦副接触及运动形式不同的试验机以满足不同实验要求，这就增加了设备投入成本，也造成了实验资源的浪费。

在已公开的技术中，虽然有多种接触及运动形式摩擦副试验的摩擦磨损试验机，如美国rtec公司生产的mft-3000多功能摩擦磨损试验机可进行球盘、销盘、四球模式等多种形式摩擦副的摩擦学试验，该试验机通过同一套测试及加载装置与多种下摩擦副运动模块的不同组合实现相应形式摩擦副的摩擦学试验。然而该试验机的每一套下摩擦副运动模块均有包括电机等零部件在内的运动装置以实现相应运动形式，结构复杂、成本高。综合考虑摩擦磨损试验机的发展现状，有必要开发一种结构简单、价格低廉，可实现多种接触及运动形式摩擦副试验的多功能摩擦磨损试验机。例如（1）授权公告号为cn204594819u，名称为一种多功能摩擦磨损试验机，只能通过销或球上摩擦副与往复下摩擦副、端面上摩擦副与端面下摩擦副、销或球上摩擦副与旋转盘下摩擦副三个方向上进行摩擦磨损试验，这种设计忽略了温度和各个方向振动对标准试件的影响。目前，还没有一种考虑加热、振动等多因素耦合摩擦磨损振动实验装置；例如（2）申请公布号为cn107036923a，名称为一种用于硬质合金或耐磨涂层的摩擦磨损试验机及摩擦磨损测试方法，只能通过改变加载弹簧的伸长量来调节压力的大小，只能单一做扭转方向的实验，没有考虑振动和温度的影响。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种多功能力热振动耦合摩擦磨损实验平台；可实现摩擦球与标准试样在旋转方向上以对磨方式完成摩擦磨损实验，并在径向和轴向方向各布置有模态激振装置，可实现x、y、z三维方向振动条件下，对标准试样的摩擦磨损耦合的工作模式。其中，x、y、z三维方向及扭转振动等任何一类振动都能与单一的摩擦磨损实验耦合，形成复合振动下的耦合摩擦磨损实验。此外，在试件夹持器内部布置有电阻加热丝，可实施对标准试件加热，考虑了温度升高的条件下，对摩擦磨损影响。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：多功能力热振动耦合摩擦磨损实验平台，包括箱体22和主轴20，箱体22顶部设置有支架29，支架29上端水平设置有台板50，台板50上表面设置有凹槽，凹槽内设置有若干个滚动体12，滚动体12上设置有试件夹持器10，试件夹持器10的上表面开设有用于夹持标准试件9的环形槽；

主轴20沿垂直方向设置，主轴20和环形槽的中心线重合，主轴20自下而上依次穿过箱体22内部、箱体22顶部、台板50和试件夹持器10，箱体22内设置有旋转驱动机构、磁粉制动器23和轴承定位支撑组件51，磁粉制动器23固定设置在箱体22下部，磁粉制动器23伸出端通过凸缘联轴器21与主轴20下端连接，轴承定位支撑组件51固定设置在箱体22上部，主轴20穿过并与轴承定位支撑组件51转动连接，旋转驱动机构与主轴20传动连接；

主轴20上端设置有用于向下顶压标准试件9上表面的手动调节摩擦磨损机构。

手动调节摩擦磨损机构包括手动旋钮螺母1、加载弹簧2、加载挡板36、摩擦销端盖3、复位弹簧4、横梁5、摩擦销套筒6、摩擦销轴7和摩擦球8；

主轴20外圆在试件夹持器10上方设置有环形台阶，横梁5中部套设在主轴20上并与环形台阶接触，主轴20上螺纹连接有将横梁5与环形台阶压接固定的锁紧螺母34和扣紧螺母35，摩擦销套筒6设有两个，两个摩擦销套筒6垂直穿过横梁5并与横梁5固定连接，两个摩擦销套筒6关于主轴20的中心线对称设置，摩擦销套筒6内壁设置有环形凸台52，摩擦销轴7位于摩擦销套筒6内并穿过环形凸台52，摩擦销端盖3底部与摩擦销轴7上端固定连接，复位弹簧4套设在摩擦销轴7上，复位弹簧4上端和下端分别与摩擦销端盖3和环形凸台52顶压配合，摩擦球8设置在摩擦销套筒6内下端部，在复位弹簧4的作用下，摩擦销轴7下端顶压摩擦球8；两个摩擦球8下端之间的距离等于凹槽的直径；

加载挡板36呈向下敞口的槽钢形状，加载挡板36和加载弹簧2均套设在主轴20上，两个摩擦销端盖3的顶部均设置有插槽53，加载挡板36下端分别插接在两个摩擦销端盖3顶部的插槽53内，手动旋钮螺母1螺纹连接在主轴20的上端部，加载弹簧2上端和下端分别与手动旋钮螺母1和加载挡板36的顶部顶压配合。

以主轴20的中心线为z轴方向，与z轴方向垂直的前后方向为y轴方向，与z轴方向垂直的左右方向为x轴方向；台板50上设置有沿x轴方向的第一模态激振装置，台板50上设置有沿y轴方向的第二模态激振装置，箱体22顶部设置有沿z轴方向的第三模态激振装置，第一模态激振装置、第二模态激振装置和第三模态激振装置均与试件夹持器10顶压接触。

第一模态激振装置位于试件夹持器10左侧，第一模态激振装置包括第一模态激振器32、第一导向筒54、第一压块55和第一激振弹簧56，第一导向筒54设置在滚动体12上，第一导向筒54的中心线与x轴方向平行且与主轴20的中心线交叉，第一压块55滑动设置在第一导向筒54内，第一压块55右侧和试件夹持器10左侧对应设置有第一限位柱57，第一激振弹簧56两端套设在两个第一限位柱57上且分别与第一压块55和试件夹持器10顶压配合，第一模态激振器32的顶杆与第一压块55左侧面顶压接触。

第二模态激振装置位于试件夹持器10后侧，第二模态激振装置包括第二模态激振器39、第二导向筒58、第二压块59和第二激振弹簧60，第二导向筒58设置在滚动体12上，第二导向筒58的中心线与y轴方向平行且与主轴20的中心线交叉，第二压块59滑动设置在第二导向筒58内，第二压块59前侧和试件夹持器10后侧对应设置有第二限位柱61，第二激振弹簧60两端套设在两个第二限位柱61上且分别与第二压块59和试件夹持器10顶压配合，第二模态激振器39的顶杆与第二压块59后侧面顶压接触。

第三模态激振装置左右对称设有两个，两个第三模态激振装置的结构相同，台板50上开设有关于主轴20左右对称的两个通孔；

第三模态激振装置包括第三模态激振器15、第三导向筒62、第三压块63和第三激振弹簧64，第三导向筒62的中心线与z轴方向平行且与通孔的中心线重合，第三导向筒62上端设置有顶板65，第三压块63滑动设置在第三导向筒62内，第三压块63上侧和顶板65底部对应设置有第三限位柱66，第三激振弹簧64两端套设在两个第三限位柱66上且分别与第三压块63和顶板65顶压配合，第三模态激振器15的顶杆与第三压块63下侧面顶压接触，在第三激振弹簧64的作用下，顶板65上侧面与试件夹持器10底部顶压配合。

试件夹持器10内部设置有用于加热标准试件9的电热丝11。

旋转驱动机构包括变频电机24，变频电机24通过同步带传动机构25与主轴20传动连接。

轴承定位支撑组件51包括轴承座67、推力轴承16、滚动轴承17、轴承端盖27和套筒28，轴承座67固定设在箱体22内部，推力轴承16、套筒28和滚动轴承17自上而下安装在轴承座67内，推力轴承16和滚动轴承17的内圈均过盈装配在主轴20上，轴承端盖27通过开头盘头螺钉26安装在轴承座67下端。

采用上述技术方案，本发明的工作原理如下：

把标准试件9装于试件夹持器10中，旋紧手动旋钮螺母1的过程中，加载力会压缩加载弹簧2，使加载挡板36下移，继续压缩摩擦销端盖3，压缩力传递给摩擦销轴7，克服复位弹簧4的弹力使摩擦销轴7下移，压住摩擦球8，使摩擦球8与标准试件9接触，实现摩擦磨损对磨功能。其中摩擦销套筒6中环形凸台52可阻止复位弹簧4下移，并使之压缩。在对手动旋钮螺母1放松后，使得加载弹簧2、摩擦销端盖3和加载挡板36上移，复位弹簧4也放松，使摩擦销轴7回弹，摩擦球8与标准试件9脱开。变频电机24通过同步带传动机构25驱动主轴20转动，主轴20的转动带动加载挡板36一起旋转，使加载挡板36的力作用于摩擦销端盖3上，摩擦销端盖3上的旋转力作用在摩擦销套筒6和横梁5带动旋转的摩擦销轴7上，摩擦销轴7受到的力作用在摩擦球8，通过摩擦球8的旋转滑动，完成标准试件9在旋转方向上的摩擦磨损实验。磁粉制动器23与主轴20同步旋转中，可对主轴20施加负荷扭矩，使主轴产生制动力矩，产生扭转振动效果。此外，沿x轴方向的第一模态激振装置、沿y轴方向的第二模态激振装置和沿z轴方向的第三模态激振装置，可以实现三维方向的振动与摩擦磨损耦合。在试件夹持器10内部设置有电热丝11，可以完成对标准试件9的加热。

本发明具有以下工作模式：⑴单一摩擦磨损工作模式；⑵径向振动﹢摩擦磨损耦合工作模式；⑶轴向振动﹢摩擦磨损耦合工作模式；⑷扭转振动﹢摩擦磨损耦合工作模式；⑸加热﹢摩擦磨损耦合工作模式；⑹径向振动﹢轴向振动﹢摩擦磨损耦合工作模式；⑺径向振动﹢扭转振动﹢摩擦磨损耦合工作模式；⑻径向振动﹢加热﹢摩擦磨损耦合工作模式；⑼轴向振动﹢扭转振动﹢摩擦磨损耦合工作模式；⑽轴向振动﹢加热﹢摩擦磨损耦合工作模式；⑾扭转振动﹢加热﹢摩擦磨损耦合工作模式；⑿径向振动﹢轴向振动﹢扭转振动﹢摩擦磨损耦合工作模式；⒀径向振动﹢轴向振动﹢加热﹢摩擦磨损耦合工作模式；⒁轴向振动﹢扭转振动﹢加热﹢摩擦磨损耦合工作模式；⒂径向振动﹢轴向振动﹢扭转振动﹢加热﹢摩擦磨损耦合工作模式。上述轴向即为垂直方向，径向即为x轴方向和y轴方向。

摩擦球8经过一段时间磨损后，由弹簧4自适应调整摩擦销轴7，从而实现摩擦销轴z方向上自动补偿。试件夹持器10通过滚动体12作用在台板50上，摩擦销套筒6的定位是通过横梁5来实现，横梁5的固定是通过锁紧螺母34和扣紧螺母35来实现。工作时，主轴20旋转，手动旋钮螺母旋转→加载弹簧旋转→加载挡板旋转→摩擦销端盖旋转→横梁旋转→摩擦销套筒旋转→摩擦销轴旋转→摩擦球旋转；试件夹持器不转→标准试件不转。

对x轴方向进行激振时，变频电机24通电后，主轴20旋转，等到摩擦球8对标准试件9能够平稳进行对磨后，然后对第一模态激振器32通电，第一模态激振器32通过压缩第一压块55，第一压块55驱动第一激振弹簧56，第一激振弹簧56对试验装置施加x轴方向的径向振动，从而实现在x轴方向振动。第一模态激振器32通过螺栓与台板50相连。当第一模态激振器32突然断电，由于第一激振弹簧56的弹性不会立即消失，从而第一激振弹簧56继续对标准试件9进行振动。

对y轴方向进行激振时，变频电机24通电后，主轴20旋转，等到摩擦球8对标准试件9能够平稳进行对磨后，然后对第二模态激振器39通电，第二模态激振器39通过压缩第二压块59，第二压块59驱动第二激振弹簧60，第二激振弹簧60对试验装置施加y轴方向的径向振动，从而实现在y轴方向振动。第二模态激振器39通过螺栓与台板50相连。当第二模态激振器39突然断电，由于第二激振弹簧60的弹性不会立即消失，从而第二激振弹簧60继续对标准试件9进行振动。

对z轴方向进行激振时，变频电机24通电后，主轴20旋转，等到摩擦球8对标准试件9能够平稳进行对磨后，然后对两个第三模态激振器15通电，第三模态激振器15通过压缩第三压块63，第三压块63驱动第三激振弹簧64，第三激振弹簧64对顶板65施加z轴方向的轴向振动，顶板65向上振动试件夹持器10底部，从而实现在z轴方向振动。第三模态激振器15通过螺栓与箱体22相连。当第三模态激振器15突然断电，由于第三激振弹簧64的弹性不会立即消失，从而第三激振弹簧64继续对标准试件9进行振动。

为了避免电热丝11旋转时出现线路缠绕问题，将电热丝11放置在试件夹持器10内。因为，主轴20只带动摩擦销套筒6内的摩擦销轴7转动，试件夹持器10不动。

综上所述，本发明通过主轴带动加载挡板旋转，进而带动摩擦销轴下部的摩擦球进行旋转方向上的摩擦磨损实验。另外该实验装置还考虑了x、y、z轴方向的振动和温度变化多种因素影响下，摩擦球与标准试样在旋转方向上所做的摩擦磨损实验。

本发明具有的优点和积极效果是市场上大部分摩擦磨损试验机只可进行单一形式摩擦副的摩擦学试验，少数可进行多种形式摩擦副试验的试验机结构复杂、价格昂贵。本实验装置可以在x、y、z轴方向进行振动，考虑旋转和温度变化等多因素条件影响下进行摩擦磨损实验。

附图说明

图1为本发明的结构主视图；

图2为图1中a处的局部放大图；

图3为图1中b处的局部放大图；

图4为图1中c处的局部放大图；

图5为图1中d处的局部放大图；

图6为本发明的俯视图；

图7为图1中模态激振器和试件夹持器的安装示意图。

具体实施方式

如图1-图7所示，本发明的多功能力热振动耦合摩擦磨损实验平台，包括箱体22和主轴20，箱体22顶部设置有支架29，支架29上端水平设置有台板50，台板50上表面设置有凹槽，凹槽内设置有若干个滚动体12，滚动体12上设置有试件夹持器10，试件夹持器10的上表面开设有用于夹持标准试件9的环形槽；

主轴20沿垂直方向设置，主轴20和环形槽的中心线重合，主轴20自下而上依次穿过箱体22内部、箱体22顶部、台板50和试件夹持器10，箱体22内设置有旋转驱动机构、磁粉制动器23和轴承定位支撑组件51，磁粉制动器23固定设置在箱体22下部，磁粉制动器23伸出端通过凸缘联轴器21与主轴20下端连接，轴承定位支撑组件51固定设置在箱体22上部，主轴20穿过并与轴承定位支撑组件51转动连接，旋转驱动机构与主轴20传动连接；

主轴20上端设置有用于向下顶压标准试件9上表面的手动调节摩擦磨损机构。

手动调节摩擦磨损机构包括手动旋钮螺母1、加载弹簧2、加载挡板36、摩擦销端盖3、复位弹簧4、横梁5、摩擦销套筒6、摩擦销轴7和摩擦球8；

主轴20外圆在试件夹持器10上方设置有环形台阶，横梁5中部套设在主轴20上并与环形台阶接触，主轴20上螺纹连接有将横梁5与环形台阶压接固定的锁紧螺母34和扣紧螺母35，摩擦销套筒6设有两个，两个摩擦销套筒6垂直穿过横梁5并与横梁5固定连接，两个摩擦销套筒6关于主轴20的中心线对称设置，摩擦销套筒6内壁设置有环形凸台52，摩擦销轴7位于摩擦销套筒6内并穿过环形凸台52，摩擦销端盖3底部与摩擦销轴7上端固定连接，复位弹簧4套设在摩擦销轴7上，复位弹簧4上端和下端分别与摩擦销端盖3和环形凸台52顶压配合，在复位弹簧的作用下，摩擦球8设置在摩擦销轴7下端；两个摩擦球8下端之间的距离等于凹槽的直径；

加载挡板36呈向下敞口的槽钢形状，加载挡板36和加载弹簧2均套设在主轴20上，两个摩擦销端盖3的顶部均设置有插槽53，加载挡板36下端分别插接在两个摩擦销端盖3顶部的插槽53内，手动旋钮螺母1螺纹连接在主轴20的上端部，加载弹簧2上端和下端分别与手动旋钮螺母1和加载挡板36的顶部顶压配合。

以主轴20的中心线为z轴方向，与z轴方向垂直的前后方向为y轴方向，与z轴方向垂直的左右方向为x轴方向；台板50上设置有沿x轴方向的第一模态激振装置，台板50上设置有沿y轴方向的第二模态激振装置，箱体22顶部设置有沿z轴方向的第三模态激振装置，第一模态激振装置、第二模态激振装置和第三模态激振装置均与试件夹持器10顶压接触。

第一模态激振装置位于试件夹持器10左侧，第一模态激振装置包括第一模态激振器32、第一导向筒54、第一压块55和第一激振弹簧56，第一导向筒54设置在滚动体12上，第一导向筒54的中心线与x轴方向平行且与主轴20的中心线交叉，第一压块55滑动设置在第一导向筒54内，第一压块55右侧和试件夹持器10左侧对应设置有第一限位柱57，第一激振弹簧56两端套设在两个第一限位柱57上且分别与第一压块55和试件夹持器10顶压配合，第一模态激振器32的顶杆与第一压块55左侧面顶压接触。

第二模态激振装置位于试件夹持器10后侧，第二模态激振装置包括第二模态激振器39、第二导向筒58、第二压块59和第二激振弹簧60，第二导向筒58设置在滚动体12上，第二导向筒58的中心线与y轴方向平行且与主轴20的中心线交叉，第二压块59滑动设置在第二导向筒58内，第二压块59前侧和试件夹持器10后侧对应设置有第二限位柱61，第二激振弹簧60两端套设在两个第二限位柱61上且分别与第二压块59和试件夹持器10顶压配合，第二模态激振器39的顶杆与第二压块59后侧面顶压接触。

第三模态激振装置左右对称设有两个，两个第三模态激振装置的结构相同，台板50上开设有关于主轴20左右对称的两个通孔；

第三模态激振装置包括第三模态激振器15、第三导向筒62、第三压块63和第三激振弹簧64，第三导向筒62的中心线与z轴方向平行且与通孔的中心线重合，第三导向筒62上端设置有顶板65，第三压块63滑动设置在第三导向筒62内，第三压块63上侧和顶板65底部对应设置有第三限位柱66，第三激振弹簧64两端套设在两个第三限位柱66上且分别与第三压块63和顶板65顶压配合，第三模态激振器15的顶杆与第三压块63下侧面顶压接触，在第三激振弹簧64的作用下，顶板65上侧面与试件夹持器10底部顶压配合。

试件夹持器10内部设置有用于加热标准试件9的电热丝11。

旋转驱动机构包括变频电机24，变频电机24通过同步带传动机构25与主轴20传动连接。

轴承定位支撑组件51包括轴承座67、推力轴承16、滚动轴承17、轴承端盖27和套筒28，轴承座67固定设在箱体22内壁，推力轴承16、套筒28和滚动轴承17自上而下安装在轴承座67内，推力轴承16和滚动轴承17的内圈均过盈装配在主轴20上，轴承端盖27通过开头盘头螺钉26安装在轴承座67下端。

采用上述技术方案，本发明的工作原理如下：

把标准试件9装于试件夹持器10中，旋紧手动旋钮螺母1的过程中，加载力会压缩加载弹簧2，使加载挡板36下移，继续压缩摩擦销端盖3，压缩力传递给摩擦销轴7，克服复位弹簧4的弹力使摩擦销轴7下移，压住摩擦球8，使摩擦球8与标准试件9接触，实现摩擦磨损对磨功能。其中摩擦销套筒6中环形凸台52可阻止复位弹簧4下移，并使之压缩。在对手动旋钮螺母1放松后，使得加载弹簧2、摩擦销端盖3和加载挡板36上移，复位弹簧4也放松，使摩擦销轴7回弹，摩擦球8与标准试件9脱开。变频电机24通过同步带传动机构25驱动主轴20转动，主轴20的转动带动加载挡板36一起旋转，使加载挡板36的力作用于摩擦销端盖3上，摩擦销端盖3上的旋转力作用在摩擦销套筒6和横梁5带动旋转的摩擦销轴7上，摩擦销轴7受到的力作用在摩擦球8，通过摩擦球8的旋转滑动，完成标准试件9在旋转方向上的摩擦磨损实验。磁粉制动器23与主轴20同步旋转中，可对主轴20施加负荷扭矩，使主轴产生制动力矩，产生扭转振动效果。此外，沿x轴方向的第一模态激振装置、沿y轴方向的第二模态激振装置和沿z轴方向的第三模态激振装置，可以实现三维方向的振动与摩擦磨损耦合。在试件夹持器10内部设置有电热丝11，可以完成对标准试件9的加热。

本发明具有以下工作模式：⑴单一摩擦磨损工作模式；⑵径向振动﹢摩擦磨损耦合工作模式；⑶轴向振动﹢摩擦磨损耦合工作模式；⑷扭转振动﹢摩擦磨损耦合工作模式；⑸加热﹢摩擦磨损耦合工作模式；⑹径向振动﹢轴向振动﹢摩擦磨损耦合工作模式；⑺径向振动﹢扭转振动﹢摩擦磨损耦合工作模式；⑻径向振动﹢加热﹢摩擦磨损耦合工作模式；⑼轴向振动﹢扭转振动﹢摩擦磨损耦合工作模式；⑽轴向振动﹢加热﹢摩擦磨损耦合工作模式；⑾扭转振动﹢加热﹢摩擦磨损耦合工作模式；⑿径向振动﹢轴向振动﹢扭转振动﹢摩擦磨损耦合工作模式；⒀径向振动﹢轴向振动﹢加热﹢摩擦磨损耦合工作模式；⒁轴向振动﹢扭转振动﹢加热﹢摩擦磨损耦合工作模式；⒂径向振动﹢轴向振动﹢扭转振动﹢加热﹢摩擦磨损耦合工作模式。上述轴向即为垂直方向，径向即为x轴方向和y轴方向。

摩擦球8经过一段时间磨损后，由弹簧4自适应调整摩擦销轴7，从而实现摩擦销轴z方向上自动补偿。试件夹持器10通过滚动体12作用在台板50上，摩擦销套筒6的定位是通过横梁5来实现，横梁5的固定是通过锁紧螺母34和扣紧螺母35来实现。工作时，主轴20旋转，手动旋钮螺母旋转→加载弹簧旋转→加载挡板旋转→摩擦销端盖旋转→横梁旋转→摩擦销套筒旋转→摩擦销轴旋转→摩擦球旋转；试件夹持器不转→标准试件不转。

对x轴方向进行激振时，变频电机24通电后，主轴20旋转，等到摩擦球8对标准试件9能够平稳进行对磨后，然后对第一模态激振器32通电，第一模态激振器32通过压缩第一压块55，第一压块55驱动第一激振弹簧56，第一激振弹簧56对试验装置施加x轴方向的径向振动，从而实现在x轴方向振动。第一模态激振器32通过螺栓与台板50相连。当第一模态激振器32突然断电，由于第一激振弹簧56的弹性不会立即消失，从而第一激振弹簧56继续对标准试件9进行振动。

对y轴方向进行激振时，变频电机24通电后，主轴20旋转，等到摩擦球8对标准试件9能够平稳进行对磨后，然后对第二模态激振器39通电，第二模态激振器39通过压缩第二压块59，第二压块59驱动第二激振弹簧60，第二激振弹簧60对试验装置施加y轴方向的径向振动，从而实现在y轴方向振动。第二模态激振器39通过螺栓与台板50相连。当第二模态激振器39突然断电，由于第二激振弹簧60的弹性不会立即消失，从而第二激振弹簧60继续对标准试件9进行振动。

对z轴方向进行激振时，变频电机24通电后，主轴20旋转，等到摩擦球8对标准试件9能够平稳进行对磨后，然后对两个第三模态激振器15通电，第三模态激振器15通过压缩第三压块63，第三压块63驱动第三激振弹簧64，第三激振弹簧64对顶板65施加z轴方向的径向振动，顶板65向上振动试件夹持器10底部，从而实现在z轴方向振动。第三模态激振器15通过螺栓与箱体22相连。当第三模态激振器15突然断电，由于第三激振弹簧64的弹性不会立即消失，从而第三激振弹簧64继续对标准试件9进行振动。

标准试件9的安装与拆卸，首先，标准试件9的拆卸是通过力矩扳手逆时针旋转手动旋钮螺母1，使加载弹簧2逐渐恢复到无压缩自然状态，然后加载挡板36和摩擦销端盖3下的摩擦销轴7向上移动，手动旋钮螺母1向上移动到相对合理的位置（标准试件9能够从环形槽中较容易拆卸下来），然后用手堵住摩擦球8，进而把已进行过的摩擦磨损实验的标准试件9取下。标准试件9的安装指的是通过力矩扳手顺时针旋转手动旋钮达到相对合理的位置（摩擦球对标准试件9所达到的预定的压力），使加载弹簧（2）逐渐进行压缩，然后加载挡板36和摩擦销端盖3下的摩擦销轴7向下移动，进而摩擦球8与标准试样9逐渐接触。

磁粉制动器23的安装方式，把螺栓通过磁粉制动器23底座上预留的孔和箱体22进行连接。通过改变磁粉制动器23励磁线圈的电流，改变磁粉对与主轴20同轴凸缘联轴器21的制动力。凸缘联轴器21的一端与磁粉制动器23的伸出端相连，另一端与主轴20相连，凸缘联轴器21是通过键把主轴20下端、磁粉制动器23的伸出端相连。主轴20上的同步带带轮轴向固定一端通过轴肩定位，另一端用轴用弹性挡圈19定位。变频电机24的固定是通过螺栓把变频电机24上的法兰盘与箱体22上的横杆相连。变频电机24上的同步带带轮固定，一端是通过套筒来实现的，另一端是通过轴用挡板上的螺钉来进行加紧固定。主轴20上的轴承定位支撑组件51轴向固定是通过螺钉把轴承端盖27与箱体22上的横杆加紧固定，推力轴承16一端通过轴肩定位，，推力轴承16和滚动轴承17之间通过套筒28定位，主轴20上布置两个不同方向上的轴承因为既可以承受径向力又可以承受轴向力。横梁5的固定是通过力矩扳手旋紧锁紧螺母34和扣紧螺母35，锁紧螺母34和扣紧螺母35挤压弹性垫圈33来实现的。摩擦销轴7装在摩擦销套筒6中，摩擦销轴7中部有复位弹簧4，复位弹簧4起到的作用是摩擦球8在磨损一段时间后，通过复位弹簧4的弹性，自适应调整摩擦销轴7的长度。摩擦销轴7的另一端伸出与摩擦销端盖3相连，摩擦销端盖3加载是通过手动旋钮螺母1挤压加载弹簧2，加载弹簧2所受到载荷作用在加载挡板36上，加载挡板36作用在摩擦销端盖3上。主轴20安装，在主轴20下部依次安装轴承定位支撑组件51、同步带带轮、凸缘联轴器21、磁粉制动器23。箱体22内部零件安装完成后，然后依次安装箱体22上端的台板、安装支架29上部的台板50和试件夹持器10，主轴20上端依次安装横梁5、摩擦销套筒6、摩擦球8、摩擦销轴7、摩擦销端盖3、加载挡板36、加载弹簧2、手动按钮螺母1。

第一导向筒54和第二导向筒58均为矩形管结构，第一导向筒54和第二导向筒58的下部作用在滚动体12上，在径向激振时可以减小摩擦力。

为了避免电热丝11旋转时出现线路缠绕问题，电热丝11布置在试件夹持器10的内部，外部伸出两条引线与电源相连，这种布置方法：其一避免电热丝11旋转时出现线路缠绕问题，其二是提高了温度传导效率。主轴20只带动摩擦销套筒6内的摩擦销轴7转动，试件夹持器10不动。

本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。