一种摩擦性能测试平台

技术领域

本发明涉及摩擦性能测试设备技术领域，特别涉及一种摩擦性能测试平台。

背景技术

在销的设计、制造中，销的摩擦性能是一项重要的参数，表征销在摩擦场景下的力学性能以及寿命等物理量。为了提高销的性能，现在，大多数销的材料内都添加有有色金属材料，不同材料的销都需要摩擦试样收集摩擦参数，以获得销的摩擦性能。但现有技术中，对销的摩擦性能测试手段还比较单一，通常一次测试只能获得一到两项数据却花费大量的时间，这大大增加销制造过程中的测试周期。

此外，考虑到销有时候需要在导电场景下使用，因此，测试销在载流状态下的摩擦参数以及电流损耗也是必要的，但现有技术中的销摩擦测试设备欠缺该功能。

发明内容

本发明提供了一种摩擦性能测试平台，其优点是方便对销试样进行摩擦测试，并获得摩擦测试过程中的力学数据，同时，具备给销试样通电的能力，以对销试样进行载流状态下的摩擦测试，获得力学数据的同时获得通过销试样的电流损耗数据，为获得更为全面的销试样摩擦性能提供数据支持。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的，一种摩擦性能测试平台，包括安装平台、旋转模块、加载模块以及真空箱；

所述真空箱安装在所述安装平台上，所述真空箱连接有真空泵；

所述旋转模块包括第一安装架、主轴、第一电机以及摩擦板，第一安装架安装在所述安装平台上，所述主轴和第一电机安装在第一安装架上，第一电机用于驱动主轴转动，主轴的一端伸入真空箱中，所述摩擦板设置在主轴位于真空箱内的一端，所述摩擦板连接有电极，所述电极从主轴中穿过；

所述加载模块包括第二安装架、第二电机、安装板、滑台以及安装台，所述安装板安装在真空箱内，所述滑台水平滑动连接在安装板上，第二安装架安装在所述安装平台上，所述第二电机安装在第二安装架上并且用于驱动滑台移动，所述安装台安装在滑台上，所述安装台上设有试样基座，试样基座用于安装销试样，试样基座和安装台之间设有力传感器；

所述摩擦性能测试平台工作时，加载模块中的滑台带动安装台向摩擦板靠近，试样基座上安装的销试样接触安装在摩擦板上盘试样。

本发明进一步设置为，所述电极上连接有绝缘法兰，所述绝缘法兰安装在主轴和摩擦板之间；

所述主轴中设有供电极穿过的孔，所述电极上套有绝缘套管。

本发明进一步设置为，所述第一安装架上通过绝缘架安装有导电滑环，所述电极穿过绝缘架并与导电滑环连接。

本发明进一步设置为，所述第一安装架上设有第一轴套，所述第一轴套的一端与真空箱连接，所述主轴安装在第一轴套内。

本发明进一步设置为，所述第一电机通过同步带与主轴连接；

所述第一安装架上设有电机安装架用于安装第一电机，所述电机安装架设有多个腰型槽，所述电机安装架通过穿过腰型槽的紧固螺栓固定在第一安装架上，所述第一安装架上设有定位板，所述定位板上有孔且该孔中具有与所述电机安装架螺纹连接的张紧螺栓。

本发明进一步设置为，所述安装板上设有水平滑轨，所述滑台安装在水平滑轨上，所述安装板上设有滚珠丝杠，所述滑台安装在滚珠丝杠的移动副上，所述第二电机通过联轴器和连接轴与滚珠丝杠连接；

所述第二安装架上设有第二轴套，所述第二轴套的一端与真空箱连接，连接轴安装在第二轴套内。

本发明进一步设置为，所述滑台上设有竖直导轨，所述安装台安装在竖直导轨上并可在竖直导轨上上下移动，所述滑台上设有调节螺栓，该调节螺栓与所述安装台螺纹连接用于驱动安装台沿着竖直导轨滑动。

本发明进一步设置为，所述滑台上设有竖直向的游标卡尺，所述游标卡尺的游标与安装台连接并跟随安装台移动。

本发明进一步设置为，所述安装台上通过力传感器设有夹具，试样基座安装在夹具上；

所述夹具包括基座以及通过多个簧板安装在夹具基座上的连接座，所述试样基座通过螺钉安装在连接座上。

本发明进一步设置为，所述试样基座上通过螺钉连接有压块，所述压块用于压紧销试样。

综上所述，本发明的有益效果有：

1．本发明中，通过摩擦板上安装的盘试样与销试样的摩擦模拟销在摩擦转态下的场景，通过力传感器收集压力数据，第二电机可带动销试样移动，以改变盘试样和销试样之间的压力，从而获得在不同压力下的力学数据；

2．本发明中通过设置电极，电极与摩擦板连接，从而将盘试样和销试样之间实现电导通，因此可以对销试样通入电流，实现对销试样进行载流状态下的摩擦测试，获得力学数据的同时通过电流损耗数据；此外，通过绝缘设计将电极与主轴端进行绝缘，提高电流检测的准确度；

3．本发明中的摩擦试验在真空箱中进行，降低氧气对试验的干扰。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明旋转模块的示意图；

图3是本发明旋转模块的俯视图；

图4是本发明旋转模块的内部结构示意图；

图5是本发明中电极的示意图；

图6是本发明中加载模块的部分结构示意图。

图中，100、安装平台；101、调节脚座；200、旋转模块；201、第一安装架；202、主轴；203、第一电机；204、摩擦板；205、第一轴套；206、电机安装架；207、定位板；208、张紧螺栓；209、电极；210、绝缘法兰；211、绝缘套管；212、导电滑环；213、绝缘架；300、真空箱；400、加载模块；401、第二安装架；402、第二电机；403、安装板；404、滑台；405、安装台；406、水平滑轨；407、滚珠丝杠；408、联轴器；409、连接轴；410、第二轴套；411、竖直导轨；412、调节螺栓；413、锁紧螺栓；414、游标卡尺；415、试样基座；416、夹具；417、力传感器；418、连接座；419、簧板；420、压块；500、销试样；600、盘试样。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。需要说明的是，本发明中，“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，也不表明其具体顺序。

实施例：参考图1-6，一种摩擦性能测试平台，包括安装平台100、旋转模块200、加载模块400以及真空箱300。安装平台100作为本发明的支撑结构，用于放置于地面上，安装平台100的底部设有若干调节脚座101，用于调整安装平台100的水平度，使之在地面上平稳放置。

所述真空箱300安装在所述安装平台100上，所述真空箱300连接有真空泵，用于给真空箱300抽真空。并且，真空箱300的真空度可抽至10-2-10-3Pa数量级。真空箱300的一侧设有可打开的门。此外，在其他一些实施例中，真空箱300通过阀门连接有供气口，该供气口可连接气瓶，用于向真空箱300内通入惰性气体。

旋转模块200包括第一安装架201、主轴202、第一电机203以及摩擦板204，第一安装架201安装在所述安装平台100上，所述主轴202和第一电机203安装在第一安装架201上，第一电机203用于驱动主轴202转动，主轴202的一端伸入真空箱300中，所述摩擦板204设置在主轴202位于真空箱300内的一端。

第一安装架201上设有第一轴套205，所述第一轴套205的一端与真空箱300连接，所述主轴202安装在第一轴套205内，第一轴套205采用磁流体密封，使之与真空箱300之间达到较好的密封性。

第一电机203通过同步带与主轴202连接；所述第一安装架201上设有电机安装架206用于安装第一电机203，所述电机安装架206设有多个腰型槽，所述电机安装架206通过穿过腰型槽的紧固螺栓固定在第一安装架201上，所述第一安装架201上设有定位板207，所述定位板207上有孔且该孔中具有与所述电机安装架206螺纹连接的张紧螺栓208。通过旋转张紧螺栓208，可拉动电机安装架206向定位板207移动以张紧同步带。

第一电机203工作时通过主轴202带动摩擦板204转动，其转速设置在10-3000rpm范围内。

摩擦板204采用导电的金属材料制成，摩擦板204连接有电极209，电极209为直杆状的铜电极209，与摩擦板204导电连接，所述电极209从主轴202中穿过并引出。为了提高主轴202与电极209之间的绝缘性，所述电极209上连接有绝缘法兰210，所述绝缘法兰210安装在主轴202和摩擦板204之间；所述主轴202中设有供电极209穿过的孔，所述电极209上套有绝缘套管211。

第一安装架201上通过绝缘架213安装有导电滑环212，所述电极209穿过绝缘架213并与导电滑环212连接。导电滑环212具有引出导线。

所述加载模块400包括第二安装架401、第二电机402、安装板403、滑台404以及安装台405，所述安装板403安装在真空箱300内，安装板403为水平态，所述滑台404水平滑动连接在安装板403上，具体的，所述安装板403上设有水平滑轨406，所述滑台404安装在水平滑轨406上。所述安装板403上设有滚珠丝杠407，所述滑台404安装在滚珠丝杠407的移动副上。

第二安装架401安装在所述安装平台100上，所述第二电机402安装在第二安装架401上并且用于驱动滑台404移动，具体的，所述第二电机402通过联轴器408和连接轴409与滚珠丝杠407连接；所述第二安装架401上设有第二轴套410，所述第二轴套410的一端与真空箱300连接，连接轴409安装在第二轴套410内。与第一轴套205类似，第二轴套410也采用磁流体密封。第二电机402工作时，通过联轴器408、连接轴409带动滚珠丝杠407转动，滚珠丝杠407带动滑块在安装板403上滑动。

滑台404为L型结构，所述安装台405安装在滑台404上，具体的，滑台404侧面设有竖直导轨411，所述安装台405安装在竖直导轨411上并可在竖直导轨411上上下移动。所述滑台404上设有调节螺栓412，该调节螺栓412与所述安装台405螺纹连接用于驱动安装台405沿着竖直导轨411滑动。

在安装台405的侧面设有锁紧螺栓413，该锁紧螺栓413用于穿过安装台405并抵触滑台404，用于对安装台405在滑台404上的位置进行锁紧。

所述滑台404上设有竖直向的游标卡尺414，所述游标卡尺414的游标与安装台405连接并跟随安装台405移动。通过游标卡尺414的读数，可以定量判断安装台405的高度。

所述安装台405上设有试样基座415，试样基座415和安装台405之间设有力传感器417。具体的，所述安装台405上通过力传感器417设有夹具416，试样基座415安装在夹具416上；所述夹具416包括基座以及通过多个簧板419安装在夹具416基座上的连接座418，所述试样基座415通过螺钉安装在连接座418上。由于簧板419的设置，使得夹具416具有弹性，因此具备抗冲击能力。

试样基座415用于安装销试样500，所述试样基座415上通过螺钉连接有压块420，所述压块420用于压紧销试样500。压块420为铜材质制成。

所述摩擦性能测试平台工作时，加载模块400中的滑台404带动安装台405向摩擦板204靠近，试样基座415上安装的销试样500接触安装在摩擦板204上盘试样600。与转动的盘试样600进行摩擦。盘试样600与摩擦板204之间通过螺钉连接。

本发明中的力传感器417的数据接入到另设的计算机中。

在外，试样基座上设有接线端用于接线，在摩擦测试时，该接线端通过销试样、摩擦板以及电极形成回路，通过对电流量的测量可以获得销试样在载流状态下的摩擦参数，为判断销试样在导电场景下的摩擦性能判断提供数据支撑。

本发明的试验操作流程可主要包括以下步骤：

1.将销试样安装在试样基座上，然后用铜压块压紧；

2.将盘试样安装在摩擦板上；

3.通过调节调节螺栓，设置所需试验半径；

4.试验半径可以通过游标卡尺读取，调节完成后用锁紧螺栓锁紧；

5.然后将真空箱门关闭；

6.通过控制软件即可通知真空箱内真空度，并可以开始试验。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。