旋转式摩擦磨损试验机.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202020140734.0 (22)申请日 2020.01.21 (73)专利权人 西安工程大学 地址 710048 陕西省西安市碑林区金花南 路19号 (72)发明人 郭飞飞任明基胥光申杨轶飞 (74)专利代理机构 西安弘理专利事务所 61214 代理人 张皎 (51)Int.Cl. G01N 3/56(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (54)实用新型名称 一种旋转式摩擦磨损试验机 (57)摘要 本实用新型提供了一种旋转式摩擦磨损试 验机， 包括试验台。

2、， 固定在试验台上方的试验台 面， 分别与试验台面固定连接的传动模块、 试验 力加载模块和旋转模块， 试验力加载模块包括固 定在试验台面上表面的下垫块， 固定连接在下垫 块上方的上垫块， 固定在上垫块上方的轴承座， 轴承座上连接有杠杆， 杠杆的第一端与轴承座铰 接， 杠杆的第一端端部连接有平衡螺母， 杠杆的 第二端连接有摩擦力调整组件， 摩擦力调整组件 与下摩擦试样安装盘接触， 杠杆的侧面还装有摩 擦力传感器。 通过将杠杆设置为固定部和活动 部， 并将固定部和活动部铰接， 使得杠杆在摩擦 力驱动下可自由转动， 有效解决了因杠杆自身刚 度导致传感器测力不准确的问题， 从而使得测量 数据更加准确。。

3、 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 CN 211904967 U 2020.11.10 CN 211904967 U 1.一种旋转式摩擦磨损试验机， 其特征在于， 包括试验台(25)， 固定在试验台(25)上方 的试验台面(21)， 分别与试验台面(21)固定连接的传动模块、 试验力加载模块和旋转模块， 所述传动模块与旋转模块连接， 旋转模块与试验力加载模块接触配合。 2.如权利要求1所述的一种旋转式摩擦磨损试验机， 其特征在于， 所述传动模块包括驱 动电机(24)， 所述驱动电机(24)设置在试验台面(21)的下方， 与试验台面(21)固定连接， 所 述驱动电机(24)的转轴沿竖直方向设。

4、置， 所述驱动电机(24)的转轴上安装有主动带轮 (23)， 所述主动带轮(23)通过同步带(1)与试验力加载模块连接。 3.如权利要求2所述的一种旋转式摩擦磨损试验机， 其特征在于， 所述旋转模块包括下 摩擦试样安装盘(7)和轴承固定座(6)， 所述轴承固定座(6)固定在试验台面(21)的上方， 所 述下摩擦试样安装盘(7)的下表面与旋转轴(3)的第一端连接， 所述旋转轴(3)的第二端依 次穿过下摩擦试样安装盘(7)和试验台面(21)， 且旋转轴(3)的第二端连接有从动带轮(2)， 所述旋转轴(3)的外周套设有轴承a(5)， 所述轴承a(5)固定在轴承固定座(6)上， 所述从动 带轮(2)通。

5、过同步带(1)与主动带轮(23)连接。 4.如权利要求3所述的一种旋转式摩擦磨损试验机， 其特征在于， 所述试验力加载模块 包括固定在试验台面(21)上表面的下垫块(20)， 固定连接在下垫块(20)上方的上垫块 (16)， 固定在上垫块(16)上方的轴承座(14)， 所述轴承座(14)上连接有杠杆(12)， 所述杠杆 (12)的第一端与轴承座(14)铰接， 杠杆(12)的第一端端部连接有平衡螺母(18)， 杠杆(12) 的第二端连接有摩擦力调整组件， 所述摩擦力调整组件与下摩擦试样安装盘(7)接触， 所述 杠杆(12)的侧面还装有摩擦力传感器(30)。 5.如权利要求4所述的一种旋转式摩擦磨。

6、损试验机， 其特征在于， 所述杠杆(12)包括固 定部和活动部， 所述固定部靠近杠杆(12)的第一端， 活动部靠近杠杆(12)的第二端， 所述固 定部和活动部铰接， 活动部以铰接处为中心， 沿水平方向转动， 所述摩擦力传感器(30)的第 一端靠近杠杆(12)的固定部， 摩擦力传感器(30)的第二端靠近杠杆(12)的活动部， 所述摩 擦力传感器(30)的第一端与杠杆(12)的固定部固定连接， 摩擦力传感器(30)的第二端与杠 杆(12)的活动部之间留有间隙。 6.如权利要求4所述的一种旋转式摩擦磨损试验机， 其特征在于， 所述摩擦力调整组件 包括连接在杠杆(12)第二端端部的连接杆(10)， 所。

7、述连接杆(10)沿竖直方向设置， 连接杆 (10)的上端固定连接有托盘(11)， 所述托盘(11)位于杠杆(12)的上方， 所述连接杆(10)的 下端端部连接有上摩擦试样固定装置。 7.如权利要求6所述的一种旋转式摩擦磨损试验机， 其特征在于， 所述上垫块(16)上设 有若干从上到下贯穿上垫块(16)的通槽(31)， 上垫块(16)通过若干螺栓(32)与下垫块(20) 连接， 若干所述螺栓(32)的螺杆部位于通槽(31)内， 螺杆部的下端与下垫块(20)螺纹连接， 螺栓(32)的头部位于通槽(31)的上方， 螺栓(32)头部的直径大小大于通槽(31)的宽度大 小。 8.如权利要求7所述的一种旋。

8、转式摩擦磨损试验机， 其特征在于， 所述上摩擦试样固定 装置包括夹紧螺帽(8)， 所述夹紧螺帽(8)套设在连接杆(10)的下端， 与连接杆(10)螺纹连 接， 所述夹紧螺帽(8)的下端设有安装孔， 所述安装孔内安装有上摩擦试样(9)。 9.如权利要求8所述的一种旋转式摩擦磨损试验机， 其特征在于， 所述上摩擦试样(9) 为球形或圆柱形。 权利要求书 1/1 页 2 CN 211904967 U 2 一种旋转式摩擦磨损试验机 技术领域 0001 本实用新型属于实验设备技术领域， 涉及一种旋转式摩擦磨损试验机。 背景技术 0002 摩擦在我们的生活中无处不在， 由其带来的便利随处可见， 然而摩擦带。

9、来的危害 也屡见不鲜， 任何物体只要接触运动就会产生摩擦进而出现磨损， 摩擦磨损状况与接触的 材料类型和润滑形式甚为密切。 探究材料类型和润滑剂对摩擦产生的影响显得尤为重要， 目前常用摩擦磨损试验机来探究摩擦学性能， 而摩擦磨损试验机的结构形式对实验的准确 性起着至关重要的作用。 0003 目前旋转式摩擦磨损试验机大部分采用杠杆-砝码方式进行加载， 用压力传感器 采集摩擦力， 但都有因杠杆自身刚度导致摩擦力测量不准确的问题。 因此需要设计一种加 载结构克服杠杆自身的刚度问题。 另外本实用新型可用于销-盘和球-盘两种接触方式下摩 擦性能的检测， 具有装夹简单、 操作方便等优势。 发明内容 000。

10、4 本实用新型的目的是提供一种旋转式摩擦磨损试验机， 解决了现有技术中存在的 因杠杆自身刚度导致的摩擦力测量不准确的问题。 0005 本实用新型所采用的技术方案是， 0006 一种旋转式摩擦磨损试验机， 包括试验台， 固定在试验台上方的试验台面， 分别与 试验台面固定连接的传动模块、 试验力加载模块和旋转模块， 传动模块与旋转模块连接， 旋 转模块与试验力加载模块接触配合。 0007 传动模块包括驱动电机， 驱动电机设置在试验台面的下方， 与试验台面固定连接， 驱动电机的转轴沿竖直方向设置， 驱动电机的转轴上安装有主动带轮， 主动带轮通过同步 带与试验力加载模块连接。 0008 旋转模块包括下。

11、摩擦试样安装盘和轴承固定座， 轴承固定座固定在试验台面的上 方， 下摩擦试样安装盘的下表面与旋转轴的第一端连接， 旋转轴的第二端依次穿过下摩擦 试样安装盘和试验台面， 且旋转轴的第二端连接有从动带轮， 旋转轴的外周套设有轴承a， 轴承a固定在轴承固定座上， 从动带轮通过同步带与主动带轮连接。 0009 试验力加载模块包括固定在试验台面上表面的下垫块， 固定连接在下垫块上方的 上垫块， 固定在上垫块上方的轴承座， 轴承座上连接有杠杆， 杠杆的第一端与轴承座铰接， 杠杆的第一端端部连接有平衡螺母， 杠杆的第二端连接有摩擦力调整组件， 摩擦力调整组 件与下摩擦试样安装盘接触， 杠杆的侧面还装有摩擦力。

12、传感器。 0010 杠杆包括固定部和活动部， 固定部靠近杠杆的第一端， 活动部靠近杠杆的第二端， 固定部和活动部铰接， 活动部以铰接处为中心， 沿水平方向转动， 摩擦力传感器的第一端靠 近杠杆的固定部， 摩擦力传感器的第二端靠近杠杆的活动部， 摩擦力传感器的第一端与杠 杆的固定部固定连接， 摩擦力传感器的第二端与杠杆的活动部之间留有间隙。 说明书 1/4 页 3 CN 211904967 U 3 0011 摩擦力调整组件包括连接在杠杆第二端端部的连接杆， 连接杆沿竖直方向设置， 连接杆的上端固定连接有托盘， 托盘位于杠杆的上方， 连接杆的下端端部连接有上摩擦试 样固定装置。 0012 上垫块上。

13、设有若干从上到下贯穿上垫块的通槽， 上垫块通过若干螺栓与下垫块连 接， 若干螺栓的螺杆部位于通槽内， 螺杆部的下端与下垫块螺纹连接， 螺栓的头部位于通槽 的上方， 螺栓头部的直径大小大于通槽的宽度大小。 0013 上摩擦试样固定装置包括夹紧螺帽， 夹紧螺帽套设在连接杆的下端， 与连接杆螺 纹连接， 夹紧螺帽的下端设有安装孔， 安装孔内安装有上摩擦试样。 0014 上摩擦试样为球形或圆柱形。 0015 本实用新型的有益效果是， 通过将杠杆设置为固定部和活动部， 并将固定部和活 动部铰接， 使得杠杆在摩擦力驱动下可自由转动， 有效解决了因杠杆自身刚度导致传感器 测力不准确的问题， 从而使得测量数据。

14、更加准确。 传动模块中采用同步带传动， 其结构简 单、 传动平稳、 能缓冲吸振且造价低廉、 无需润滑、 容易维护。 本实用新型采用杠杆-砝码的 加载方式， 可直接根据加载砝码的重量确定出载荷的大小， 无需安装载荷传感器， 节省成 本。 附图说明 0016 图1是本实用新型一种旋转式摩擦磨损试验机的总体结构示意图； 0017 图2是本实用新型一种旋转式摩擦磨损试验机的传动模块结构图； 0018 图3是本实用新型一种旋转式摩擦磨损试验机的试验力加载模块结构图； 0019 图4是本实用新型一种旋转式摩擦磨损试验机的上摩擦试样固定装置结构图； 0020 图5是本实用新型一种旋转式摩擦磨损试验机的上摩擦。

15、试样固定装置另一结构 图。 0021 图中， 1.同步带， 2.从动带轮， 3.旋转轴， 4.紧固螺栓， 5.轴承a， 6.轴承固定座， 7. 下摩擦试样安装盘， 8.夹紧螺帽， 9.上摩擦试样， 10.连接杆， 11. 托盘， 12.杠杆， 13.铰链， 14.轴承座， 15.轴承b， 16.上垫块， 17.紧固螺栓， 18.平衡螺母， 19.紧固螺栓， 20.下垫块， 21.试验台面， 22.电机连接杆， 23. 主动带轮， 24.驱动电机， 25.试验台， 26.方头螺栓， 27. 定位螺栓， 28.夹具， 29.紧固螺栓， 30.摩擦力传感器， 31.通槽， 32.紧固螺栓。 具体实施。

16、方式 0022 下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。 0023 本实用新型提供了一种旋转式摩擦磨损试验机， 如图1所示， 包括试验台25， 固定 在试验台25上方的试验台面21， 分别与试验台面21固定连接的传动模块、 试验力加载模块 和旋转模块， 传动模块与旋转模块连接， 旋转模块与试验力加载模块接触配合。 0024 如图1所示， 传动模块包括驱动电机24， 驱动电机24设置在试验台面 21的下方， 与 试验台面21固定连接， 驱动电机24的转轴沿竖直方向设置， 驱动电机24的转轴上安装有主 动带轮23， 主动带轮23通过同步带1与试验力加载模块连接。 0025 旋转模块包括。

17、下摩擦试样安装盘7和轴承固定座6， 轴承固定座6固定在试验台面 21的上方， 下摩擦试样安装盘7的下表面与旋转轴3的第一端连接， 旋转轴3的第二端依次穿 说明书 2/4 页 4 CN 211904967 U 4 过下摩擦试样安装盘7和试验台面21， 且旋转轴3的第二端连接有从动带轮2， 旋转轴3的外 周套设有轴承a5， 轴承a5 固定在轴承固定座6上， 从动带轮2通过同步带1与主动带轮23连 接。 0026 如图2所示， 试验力加载模块包括固定在试验台面21上表面的下垫块 20， 固定连 接在下垫块20上方的上垫块16， 固定在上垫块16上方的轴承座 14， 轴承座14上连接有杠杆 12， 杠。

18、杆12的第一端与轴承座14铰接， 杠杆 12的第一端端部连接有平衡螺母18， 杠杆12的 第二端连接有摩擦力调整组件， 摩擦力调整组件与下摩擦试样安装盘7接触， 杠杆12的侧面 还装有摩擦力传感器30。 0027 如图3所示， 杠杆12包括固定部和活动部， 固定部靠近杠杆12的第一端， 活动部靠 近杠杆12的第二端， 固定部和活动部铰接， 活动部以铰接处为中心， 沿水平方向转动， 摩擦 力传感器30的第一端靠近杠杆12的固定部， 摩擦力传感器30的第二端靠近杠杆12的活动 部， 摩擦力传感器30的第一端与杠杆12的固定部固定连接， 摩擦力传感器30的第二端与杠 杆12的活动部之间留有间隙。 0。

19、028 如图1所示， 摩擦力调整组件包括连接在杠杆12第二端端部的连接杆 10， 连接杆 10沿竖直方向设置， 连接杆10的上端固定连接有托盘11， 托盘 11位于杠杆12的上方， 连接 杆10的下端端部连接有上摩擦试样固定装置。 0029 如图4所示， 上摩擦试样固定装置包括夹紧螺帽8， 夹紧螺帽8套设在连接杆10的下 端， 与连接杆10螺纹连接， 夹紧螺帽8的下端设有安装孔， 安装孔内安装有上摩擦试样9。 上 摩擦试样9为球形或圆柱形。 0030 如图3所示， 上垫块16上设有若干从上到下贯穿上垫块16的通槽31， 上垫块16通过 若干螺栓32与下垫块20连接， 若干螺栓32的螺杆部位于通。

20、槽31内， 螺杆部的下端与下垫块 20螺纹连接， 螺栓32的头部位于通槽31 的上方， 螺栓32头部的直径大小大于通槽31的宽度 大小。 0031 本实用新型中， 传动模块中驱动电机24通过电机连接杆22固定在试验台面21的下 方， 同步带1连接主动带轮23和从动带轮2， 轴承固定座6在试验台面21上的固定也是通过螺 栓连接， 旋转轴3中部装有轴承a5， 下摩擦试样安装盘7用定位螺栓27固定在旋转轴3的顶 端。 0032 本实用新型工作前需要先进行调平， 首先调节试验台25下端的方头螺栓26， 同时 用水平仪检测， 使得安装在试验台25上的试验台面21保持水平状态。 支撑平台调平之后， 在 不。

21、加砝码不放下摩擦试样的情况下， 杠杆12 靠近轴承座14的一端略高于加砝码的一端， 在 杠杆12上方放上小型水平仪， 通过转动平衡螺母18， 观察水平仪使杠杆12达到平衡， 杠杆12 平衡之后平衡螺母18保持不动， 然后在下摩擦试样安装盘上下摩擦试样并固定。 下摩擦试 样为圆盘形或方形， 试样厚度应保证当杠杆12调平之后能够使上下摩擦试样刚好接触为 宜， 固定方式可用双面胶带粘贴在下摩擦试样安装盘7的表面， 粘贴位置应保证下摩擦试样 在旋转的过程中始终与上摩擦试样固定装置接触。 此时由于杠杆12已经调平且托盘11与夹 具28在同一直线， 即可保证在托盘11上所加载荷为砝码自身质量。 0033 。

22、如图3所示， 本实用新型通过将杠杆12分为固定部和活动部， 并将固定部和活动部 用铰链13连接， 使杠杆12的活动部可以以铰接处为旋转轴， 沿水平方向旋转， 杠杆12上装有 摩擦力传感器30， 摩擦力传感器30为现有技术， 摩擦力传感器30的型号为： Model:DYX-306 说明书 3/4 页 5 CN 211904967 U 5 压力传感器， 用来检测实验过程中的摩擦力， 本实施例中让驱动电机24保持正转， 这保证摩 擦力将带动杠杆12偏向摩擦力传感器30一侧， 若摩擦力传感器30安装在杠杆 12的另一侧， 则驱动电机24保持反转。 驱动电机24带动主动带轮23通过同步带1驱动从动带轮2。

23、， 带动旋 转轴3和下摩擦试样安装盘7转动， 下摩擦试样和上摩擦试样之间的摩擦力使得杠杆12在铰 链13处发生转动， 使得杠杆12的活动端直接和摩擦力传感器30接触， 进而消除因杠杆自身 刚度导致传感器测力不准确的问题。 0034 本实施例中加载模块的上垫块16上还有至少设有两个通槽31， 通过松开紧固螺栓 32， 移动上垫块16便可使得整个试验力加载模块左右移动， 移动到合适位置后锁紧紧固螺 栓32， 再次进行试验， 此时摩擦轨迹与上次为同心圆， 满足在不更换下摩擦试样的情况下进 行同一试件不同位置的重复性试验， 同心圆保证了重复性试验的准确性。 0035 本实施例中， 通过更换上摩擦试样9可以改变接触方式， 如图5所示， 更换时打开夹 紧螺帽8， 将上摩擦试样9由球形头更换为圆柱型头， 装入夹紧螺帽8中， 然后将夹紧螺帽8旋 入连接杆10上锁紧， 即可完成上摩擦试样9的更换， 实现上摩擦试样与下摩擦试样接触方式 的改变。 说明书 4/4 页 6 CN 211904967 U 6 图1 说明书附图 1/4 页 7 CN 211904967 U 7 图2 说明书附图 2/4 页 8 CN 211904967 U 8 图3 说明书附图 3/4 页 9 CN 211904967 U 9 图4 图5 说明书附图 4/4 页 10 CN 211904967 U 10 。