專利名稱：一種摩擦磨損試驗儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種摩擦磨損試驗儀，具體地涉及用于材料表面研究的小型球-盤式摩 擦磨損試驗儀。
背景技術(shù)：
長久以來，材料表面的應(yīng)用研究涉及了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、科技等多方面領(lǐng)域。近十 多年來，離子鍍涂層在工具、模具、儀器部件、裝飾等方面的應(yīng)用，產(chǎn)生了很大的經(jīng)濟效益 和社會效益。而針對離子鍍涂層摩擦性能和耐磨強度的研究需要進行大量的摩擦磨損試驗。 目前市場上的摩擦磨損試驗機具有體積大、載荷大、測量精度不高、測量穩(wěn)定性差、使用成 本高、自動化程度較低、摩擦副相對運動形式單一、只有一種試驗?zāi)Ｊ?、不能實現(xiàn)對材料的 多種機械性能檢測的缺點。因此，需要一種小型化、自動化程度高、測量精度高、測量穩(wěn)定性好、能夠?qū)崿F(xiàn)對材 料多種機械性能檢測的的摩擦磨損試驗儀。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種摩擦磨損試驗儀，以克服現(xiàn)有技術(shù)試驗機所存在的上 述問題。本實用新型的一種小型可置于桌面的摩擦磨損試驗儀，包括砝碼、砝碼托盤、加載梁、 摩擦副夾具、試樣固定螺釘、測試臺、加載梁平衡砝碼、加載梁平衡砝碼鎖、旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)旋鈕、旋轉(zhuǎn)半徑固定螺釘、加載內(nèi)梁、加載桿、摩擦力測力銷、摩擦力傳感器、耳軸、滑塊;其特征在于試樣被試樣固定螺釘固定在測試臺上，加載梁內(nèi)設(shè)置有加載內(nèi)梁，加載 內(nèi)梁通過耳軸設(shè)置在滑塊的軸承上，加載內(nèi)梁一端上設(shè)置砝碼托盤，該砝碼托盤承載砝碼， 砝碼托盤下端連接加載桿上端，加載桿下端設(shè)置有摩擦副夾具，加載內(nèi)梁另一端設(shè)置有加載 梁平衡砝碼和加載梁平衡砝碼鎖用于平衡加載內(nèi)梁，旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)旋鈕使滑塊移動以調(diào)節(jié)加 載內(nèi)梁沿其長度方向的相對位置可改變測量半徑，旋轉(zhuǎn)半徑固定螺釘用于固定加載內(nèi)梁沿其長度方向上的位置，摩擦力測力銷與摩擦力傳感器設(shè)置在加載內(nèi)梁下方靠近加載桿一端，測 試臺旋轉(zhuǎn)時，摩擦副夾具受摩擦力作用，使得加載內(nèi)梁整體相對于加載梁橫向移動，摩擦力 測力銷擠壓加載梁側(cè)壁，摩擦力傳感器感應(yīng)摩擦力測力銷產(chǎn)生壓力，輸出摩擦力信號至工控 機接口。與本實用新型的摩擦磨損試驗儀配套的工控機，根據(jù)砝碼重量和摩擦力信號所表示的 摩擦力連續(xù)計箅試驗過程的摩擦系數(shù)，獲得連續(xù)摩擦系數(shù)曲線。由此可以自動完成摩擦力測 試并自動記錄試驗數(shù)據(jù)。
本實用新型的摩擦磨損試驗儀具有小型可安放在桌面上、自動化程度髙、測量精度高、 穩(wěn)定性好的優(yōu)點，特別適合于材料表面物理特性的研究。


圖1為本實用新型的摩擦磨損試驗儀主體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的摩擦磨損試驗儀加載梁內(nèi)部各部件結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型的摩擦磨損試驗儀加載梁內(nèi)部摩擦力測試各部件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型的摩擦磨損試驗儀測試臺運動方式示意圖；圖5為本實用新型的摩擦磨損試驗儀與配套的工控機連接方式的示意圖。
具體實施方式
上述附圖中所使用的附圖標記如下l砝碼定位桿，2砝碼，3砝碼托盤，4加載梁，5 摩擦副夾具，6試樣固定螺釘，7試樣，8測試臺，9加載梁平衡砝碼，IO加載梁平衡砝碼 鎖，ll加載梁升降調(diào)整轉(zhuǎn)輪，12加載梁第一定位螺釘，13調(diào)平底腳，14旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)旋鈕， 15加載梁第二定位螺釘，16旋轉(zhuǎn)半徑固定螺釘，17加載梁固定支架，18加載梁第三定位螺 釘，19加載內(nèi)梁，20加載桿，21摩擦力測力銷，22摩擦力傳感器，23滑塊，24耳軸。圖1至4，本實用新型的摩擦磨損試驗儀由1砝碼定位桿，2砝碼，3砝碼托盤，4加 載梁，5摩擦副夾具，6試樣固定螺釘，7試樣，8測試臺，9加載梁平衡砝碼，IO加載梁平 衡砝碼鎖，ll加載梁升降調(diào)整轉(zhuǎn)輪，12加載梁第一定位螺釘，13調(diào)平底腳，14旋轉(zhuǎn)半徑調(diào) 節(jié)旋鈕，15加載梁第二定位螺釘，16旋轉(zhuǎn)半徑固定螺釘，17加載梁固定支架，18加載梁第 三定位螺釘，19加載內(nèi)梁，20加載桿，21摩擦力測力銷，22摩擦力傳感器，23滑塊，24 耳軸組成。圖I所示，試樣7由試樣固定螺釘6固定在測試臺8上。安裝在摩擦副夾具5下端的 鋼珠，受到砝碼2重力作用，壓在試樣7表面。測試臺8按照試驗要求所選擇的速度旋轉(zhuǎn)， 使鋼球摩擦試樣7的涂層表面。用于摩擦試驗的砝碼重量為10克至2000克，精度0.1克。圖4為測試臺的俯視圖。如圖4所示鋼球與試樣7相對運動方式，其中鋼球受砝碼2 重力作用在試樣7表面偏離測試臺8旋轉(zhuǎn)圓心的位置，由此使得鋼球在試樣7表面產(chǎn)生圓形 摩擦痕跡。本實用新型的摩擦磨損試驗儀中，鋼球直徑2至6毫米，也可以使直徑2到4毫 米的圓鋼柱替代。測試臺8的轉(zhuǎn)速范圍為1轉(zhuǎn)/分鐘至3000轉(zhuǎn)/min，精度±1轉(zhuǎn)/分鐘。測試臺 8升降高度范圍0至20mm。所適用的試樣7材料厚度lm至10mm，測試所選擇摩擦痕跡旋 轉(zhuǎn)半徑范圍3mm到lOmm。圖2、 3所示，試樣7相對摩擦副夾具5旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的摩擦力，通過加載桿20傳遞給加 載內(nèi)梁19，加載內(nèi)梁19上固定安裝有摩擦力測力銷21和摩擦力傳感器22。當加載內(nèi)梁19 因摩擦力相對于加載梁4偏轉(zhuǎn)，摩擦力測力銷21抵觸加載梁4側(cè)壁，摩擦力傳感器22感應(yīng) 摩擦力測力銷21所受壓力，產(chǎn)生摩擦力信號輸出。圖5所示，通過摩擦力傳感器22產(chǎn)生的摩擦力信號被連續(xù)輸出給工控機，經(jīng)工控機放 大、A/D轉(zhuǎn)換，計算出摩擦系數(shù)變化曲線。對試驗參數(shù)例如測試臺旋轉(zhuǎn)速度、測試時間、摩 擦力傳感器信號校準等操作通過工控機進行。如圖1、 2所示本實用新型的摩擦磨損試驗儀，在使用時，首先利用調(diào)平底腳13將試 驗儀調(diào)整為水平放置。按照試驗所選擇的摩擦痕跡半徑，通過調(diào)整旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)旋鈕14使 得滑塊23沿加載內(nèi)梁長度方向移動，加載內(nèi)梁通過耳軸設(shè)置在滑塊上的軸承上，摩擦痕跡 的半徑可以調(diào)整，調(diào)節(jié)摩擦副夾具5相對于試樣7的相對位置，利用旋轉(zhuǎn)半徑固定螺釘16 固定加載內(nèi)梁位置，利用加載梁升降調(diào)整轉(zhuǎn)輪調(diào)整加載梁在高度方向的位置，利用加載梁第 一定位螺釘12、加載梁第二定位螺釘15、加載梁第三定位螺釘18和加載梁固定支架17固 定加載梁位置。利用加載梁平衡砝碼9和加載梁平衡砝碼鎖10調(diào)整加載內(nèi)梁19相對于耳軸 24兩側(cè)力矩平衡，從而使加載內(nèi)梁19處于水平狀態(tài)。通過砝碼定位桿1將砝碼2固定在砝 碼托盤3上，砝碼2重量通過加載桿20、摩擦副夾具5作用在鋼球上，鋼球受砝碼重力作 用被壓在試樣7表面。在與本實用新型的摩擦磨損試驗儀所連接的工控機上，按照試驗需要 選擇測試臺8的轉(zhuǎn)速、測試時間，并在實際測試前校準摩擦力傳感器22的輸出信號。由于 砝碼的重力既為鋼球與試樣表面之間的正壓力，工控機在計算處理過程中，將摩擦力傳感器 所獲得的實時摩擦力數(shù)據(jù)除以上述正壓力就可以計算出試驗過程的連續(xù)摩擦系數(shù)數(shù)據(jù)。經(jīng)過 對磨損試驗前后試樣片重量差的計量，可以獲得試樣片表面材料磨損數(shù)據(jù)。上述附圖僅為對本實用新型進行說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以結(jié)合具體應(yīng)用進行相應(yīng)改 動，而任何以本實用新型為基礎(chǔ)的修改，均屬于本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種小型可置于桌面的摩擦磨損試驗儀，包括砝碼、砝碼托盤、加載梁、摩擦副夾具、試樣固定螺釘、測試臺、加載梁平衡砝碼、加載梁平衡砝碼鎖、旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)旋鈕、旋轉(zhuǎn)半徑固定螺釘、加載內(nèi)梁、加載桿、摩擦力測力銷、摩擦力傳感器、耳軸、滑塊；其特征在于試樣被試樣固定螺釘固定在測試臺上，加載梁內(nèi)設(shè)置有加載內(nèi)梁，加載內(nèi)梁通過耳軸設(shè)置在滑塊的軸承上，加載內(nèi)梁一端上設(shè)置砝碼托盤，該砝碼托盤承載砝碼，砝碼托盤下端連接加載桿上端，加載桿下端設(shè)置有摩擦副夾具，加載內(nèi)梁另一端設(shè)置有加載梁平衡砝碼和加載梁平衡砝碼鎖用于平衡加載內(nèi)梁，旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)旋鈕使滑塊移動以調(diào)節(jié)加載內(nèi)梁沿其長度方向的相對位置可改變測量半徑，旋轉(zhuǎn)半徑固定螺釘用于固定加載內(nèi)梁沿其長度方向上的位置，摩擦力測力銷與摩擦力傳感器設(shè)置在加載內(nèi)梁下方靠近加載桿一端，測試臺旋轉(zhuǎn)時，摩擦副夾具受摩擦力作用，使得加載內(nèi)梁整體相對于加載梁橫向移動，摩擦力測力銷擠壓加載梁側(cè)壁，摩擦力傳感器感應(yīng)摩擦力測力銷產(chǎn)生壓力，輸出摩擦力信號至工控機接口。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的所述摩擦磨損試驗儀，其特征在于進一步包括砝碼定位桿用于 將砝碼固定在砝碼托盤上，加載梁升降調(diào)整轉(zhuǎn)輪用于調(diào)整加載梁在高度方向位置，加載梁第 一定位螺釘、加載梁第二定位螺釘、加載梁第三定位螺釘和加載梁固定支架固定加載梁位置， 調(diào)平底腳用于調(diào)整所述摩擦磨損試驗儀的水平狀態(tài)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的所述摩擦磨損試驗儀，其特征在于在摩擦副夾具下端固定鋼球 或圓，鋼球直徑2至6毫米，圓鋼柱直徑2到4毫米，測試臺的轉(zhuǎn)速范圍為1轉(zhuǎn)/分鐘至3000 轉(zhuǎn)/min，精度±1轉(zhuǎn)/分鐘，測試臺升降高度范圍0至20mm，所述試樣材料厚度范圍lm至 10mm，測試所選擇摩擦痕跡旋轉(zhuǎn)半徑范圍3mm到10mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的所述摩擦磨損試驗儀，其特征在于所述摩擦磨損試驗儀偏置工 控機，用于試驗參數(shù)設(shè)定并連續(xù)計算和記錄試驗數(shù)據(jù)。
專利摘要本實用新型涉及一種摩擦磨損試驗儀，具體地涉及用于材料表面研究的小型球-盤式摩擦磨損試驗儀。該摩擦磨損試驗儀配套有工控機，工控機根據(jù)砝碼重量和摩擦力信號所表示的摩擦力連續(xù)計算試驗過程的摩擦系數(shù)，獲得連續(xù)摩擦系數(shù)曲線和自動記錄試驗數(shù)據(jù)。該摩擦磨損試驗儀具有小型、自動化程度高、測量精度高、穩(wěn)定性好的優(yōu)點，特別適合于材料表面物理特性的研究。
文檔編號G01N3/56GK201034896SQ20072010413
公開日2008年3月12日 申請日期2007年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月5日
發(fā)明者張國珍 申請人:張國珍