立式端面接触摩擦磨损试验机

本技术涉及摩擦学研究与实验测试，特别是涉及立式端面接触摩擦磨损试验机。

背景技术：

1、机械设备的相对运动零部件之间总会存在摩擦磨损现象，而摩擦磨损不仅是机械设备效率低下的原因，而且也是致使设备失效的主要形式。因此，对摩擦磨损机理、材料的摩擦学性能进行研究至关重要，而材料的摩擦磨损性能指标主要是通过摩擦磨损试验机来进行检测，所以摩擦磨损试验机成了摩擦学试验研究必不可少的实验设备。

2、摩擦磨损试验机按照运动试件的分布形式可分为立式摩擦磨损试验机和卧式摩擦磨损试验机，而不管何种形式的摩擦磨损试验机中都需要配备加载装置来为待测件提供加载压力。

3、现有技术中的加载装置一般设置弹簧机构，如中国专利cn 117451558 a重载多感知摩擦磨损试验机中通过弹簧缓冲机构带动推力板进行上下移动，推力板向上顶住加工轴，通过固定在桌面板上的直线轴承，向上加载载荷，并且通过直线轴承上下带动试样夹具与上部分旋转机构接触。在上述设计中，由于弹簧在推动推力板的过程中会产生一定的缓冲力，且长期使用会产生弹簧老化等问题，从而导致压力传感器的受力不稳定，进而导致加载系统的载荷值存在不稳定的现象。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是设计一款新型的立式端面接触摩擦磨损试验机，该试验机的加载系统可以保证试样间的载荷达到预设值并稳定，从而实现载荷控制。

2、为了解决上述技术问题，本实用新型采取了以下技术方案：立式端面接触摩擦磨损试验机，包括基座，固定于基座上的安装架，所述安装架的上端部设置上安装座、下端部设置下安装座，所述下安装座与基座固定连接，所述安装架内部安装加载机构和测量结构，所述加载机构包括螺母随动块，所述螺母随动块上设置若干个通孔，所述通孔中分别安装导轨、滚珠丝杠和测量结构，所述滚珠丝杠的顶部与伺服电机连接。

3、进一步地，所述滚珠丝杠包括固定于下安装座上的支撑座，所述支撑座上部螺纹连接螺杆，所述螺杆的顶部通过联轴器连接伺服电机。

4、进一步地，所述导轨的两端分别设置支撑座与上安装座和下安装座固定连接，所述导轨的轨道为光轴结构。

5、进一步地，所述测量结构包括压力传感器模块。

6、优选地，所述压力传感器模块包括传力构件和位于传力构件下部的传感器放置盒，所述传力构件与螺母随动块连接，所述传感器放置盒中放置压力传感器。

7、进一步地，所述压力传感器模块和伺服电机分别与加载控制器的输入端和输出端相连。

8、进一步地，所述压力传感器模块的下端固定连接扭矩传感器模块，所述扭矩传感器模块的输出端与数据采集系统相连。

9、进一步地，所述测量结构包括试样夹具模块，所述试样夹具模块的上部通过法兰和万向节与扭矩传感器模块连接，所述试样夹具模块的下部通过行星减速器与电机连接。

10、进一步地，所述试样夹具模块包括两个上下对称设置的试样夹具。

11、进一步地，所述试样夹具包括夹具腔，夹具腔的一侧设置夹具腔锁紧螺栓，夹具腔的一端面设置转动轴，所述转动轴与夹具腔的连接处设置传动轴锁紧螺栓。

12、有益效果：本申请的立式端面接触摩擦磨损试验机的加载系统以闭环控制方式控制伺服电机带动滚珠丝杠运动使上、下试样间产生载荷，载荷的大小控制由压力传感器模块检测，然后反馈给加载控制器，加载控制器会实时检测压力传感器模块上检测到的数据，并发出控制信号控制伺服电机做调整，通过闭环控制系统来实现载荷控制，保证了试样间的负载大小达到预设值并稳定，实现了载荷控制。

13、同时，该试验机在上试样夹具的上端安装一个万向节使上试样可以在摩擦时实时自微调角度，确保上、下试样相互旋转摩擦时两圆盘试样端面自适应耦合完全贴合、受力均匀，保证试样间的摩擦稳定。

14、综上所述，本试验机设计灵巧，可用来进行上、下试样端面接触的干摩擦及润滑摩擦试验，初步检测试样的摩擦磨损特性。

技术特征：

1.立式端面接触摩擦磨损试验机，包括基座（1），固定于基座上的安装架（2），所述安装架（2）的上端部设置上安装座（3）、下端部设置下安装座（4），所述下安装座（4）与基座（1）固定连接，其特征在于，所述安装架（2）内部安装加载机构和测量结构，所述加载机构包括螺母随动块（5），所述螺母随动块（5）上设置若干个通孔，所述通孔中分别安装导轨（6）、滚珠丝杠（7）和测量结构，所述滚珠丝杠（7）的顶部与伺服电机（8）连接。

2.根据权利要求1所述的立式端面接触摩擦磨损试验机，其特征在于，所述滚珠丝杠（7）包括固定于下安装座上的支撑座，所述支撑座上部螺纹连接螺杆，所述螺杆的顶部通过联轴器连接伺服电机（8）。

3.根据权利要求1所述的立式端面接触摩擦磨损试验机，其特征在于，所述导轨（6）的两端分别设置支撑座与上安装座（3）和下安装座（4）固定连接，所述导轨的轨道为光轴结构。

4.根据权利要求1所述的立式端面接触摩擦磨损试验机，其特征在于，所述测量结构包括压力传感器模块（9）。

5.根据权利要求4所述的立式端面接触摩擦磨损试验机，其特征在于，所述压力传感器模块（9）包括传力构件（91）和位于传力构件（91）下部的传感器放置盒（92），所述传力构件（91）与螺母随动块（5）连接，所述传感器放置盒（92）中放置压力传感器。

6.根据权利要求4所述的立式端面接触摩擦磨损试验机，其特征在于，所述压力传感器模块（9）和伺服电机（8）分别与加载控制器的输入端和输出端相连。

7.根据权利要求4所述的立式端面接触摩擦磨损试验机，其特征在于，所述压力传感器模块（9）的下端固定连接扭矩传感器模块（10），所述扭矩传感器模块（10）的输出端与数据采集系统相连。

8.根据权利要求7所述的立式端面接触摩擦磨损试验机，其特征在于，所述测量结构包括试样夹具模块，所述试样夹具模块的上部通过法兰（11）和万向节（12）与扭矩传感器模块（10）连接，所述试样夹具模块的下部通过行星减速器（14）与电机（15）连接。

9.根据权利要求8所述的立式端面接触摩擦磨损试验机，其特征在于，所述试样夹具模块包括两个上下对称设置的试样夹具（13）。

10.根据权利要求9所述的立式端面接触摩擦磨损试验机，其特征在于，所述试样夹具（13）包括夹具腔（131），夹具腔（131）的一侧设置夹具腔锁紧螺栓（132），夹具腔（131）的一端面设置转动轴（134），所述转动轴（134）与夹具腔（131）的连接处设置传动轴锁紧螺栓（133）。

技术总结
本技术公开了立式端面接触摩擦磨损试验机，属于摩擦学研究与实验测试技术领域，包括基座，固定于基座上的安装架，所述安装架的上端部设置上安装座、下端部设置下安装座，所述下安装座与基座固定连接，所述安装架内部安装加载机构和测量结构，所述加载机构包括螺母随动块，所述螺母随动块上设置若干个通孔，所述通孔中分别安装导轨、滚珠丝杠和测量结构，所述滚珠丝杠的顶部与伺服电机连接。本技术的立式端面接触摩擦磨损试验机可以保证试样间的载荷达到预设值并稳定，从而实现载荷控制。

技术研发人员：瞿志俊,温宏愿,王荣林,孙松丽,陈金龙
受保护的技术使用者：南京理工大学泰州科技学院
技术研发日：20240318
技术公布日：2024/12/17