一種材料摩擦磨損性能測(cè)試裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種材料摩擦磨損性能測(cè)試裝置，包括工作臺(tái)、水平杠桿、鉸支架、擺動(dòng)臂、擺動(dòng)臂支撐軸、試樣夾具和S型壓力傳感器；鉸支架、擺動(dòng)臂支撐軸和S型壓力傳感器分別固定設(shè)置在工作臺(tái)的臺(tái)面上；所述工作臺(tái)的臺(tái)面上設(shè)有可旋轉(zhuǎn)的主盤，該主盤的旋轉(zhuǎn)軸線與所述工作臺(tái)的臺(tái)面垂直設(shè)置；所述水平杠桿的一端通過鉸鏈與鉸支架連接；所述擺動(dòng)臂的一端與擺動(dòng)臂支撐軸連接，該擺動(dòng)臂可繞擺動(dòng)臂支撐軸水平旋轉(zhuǎn)，試樣夾具設(shè)置在所述擺動(dòng)臂的另一端上；S型壓力傳感器頂桿的桿端頭與所述試樣夾具的外側(cè)壁觸接。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)超硬涂層及超硬薄膜材料摩擦磨損性能的精確在線測(cè)試，對(duì)接觸載荷及溫升的適應(yīng)性強(qiáng)。
【專利說明】一種材料摩擦磨損性能測(cè)試裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種測(cè)試裝置，特別涉及一種材料摩擦磨損性能測(cè)試裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 人們從實(shí)用角度出發(fā)，總希望所用的工具具有良好的摩擦磨損性能以延長(zhǎng)其使用 壽命，因此從沒間斷過對(duì)超硬材料的研究。現(xiàn)代工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展對(duì)材料綜合性能的要求 越來越高。例如，刀具在切削加工過程中與切屑和已加工面發(fā)生相互作用，承受摩擦力和切 削熱的作用，因此作為刀具材料必須具有高硬度、低摩擦系數(shù)，同時(shí)還應(yīng)具有高的紅硬性， 有的甚至還需要有良好的抗高溫氧化、腐蝕、沖刷能力。利用超硬涂層進(jìn)行材料表面防護(hù)是 改進(jìn)材料性能的一條重要途徑。
[0003] 因此研制超硬涂層材料摩擦磨損性能的測(cè)試裝置，解決超硬涂層或超硬薄膜材料 摩擦磨損性能測(cè)量過程中接觸應(yīng)力較大、摩擦溫升較高這一工程實(shí)際問題就尤為重要。
[0004] 各類二元及三元硬質(zhì)薄膜常用作刀具和模具的防護(hù)層，用于延長(zhǎng)刀具及模具的使 用壽命。薄膜作為二維材料，其厚度一般在亞微米甚至納米量級(jí)，薄膜的力學(xué)性能測(cè)試過程 極易受基材的影響，因此，薄膜的硬度、彈性模量及膜基結(jié)合強(qiáng)度等力學(xué)性能的測(cè)量都要有 相應(yīng)的高精度測(cè)量手段，如納米硬度計(jì)、納米劃痕儀等。硬質(zhì)薄膜材料摩擦磨損特性測(cè)試同 樣也容易受到基材的影響。硬質(zhì)薄膜材料摩擦磨損特性測(cè)試時(shí)要求法向載荷穩(wěn)定，從而保 證對(duì)磨副之間接觸應(yīng)力穩(wěn)定，同時(shí)，由于摩擦力絕對(duì)值一般較小，傳統(tǒng)方式不易精確測(cè)量， 因此，研制硬質(zhì)能夠精確評(píng)價(jià)薄膜材料摩擦磨損性能專用測(cè)試裝置，將具有較好的工程應(yīng) 用前景。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種材料摩擦磨損性能測(cè)試裝置；該裝置能夠?qū)?現(xiàn)對(duì)超硬涂層及超硬薄膜材料摩擦磨損性能的精確在線測(cè)試，且能夠滿足薄膜材料摩擦磨 損特性測(cè)試時(shí)對(duì)磨副之間接觸應(yīng)力小且穩(wěn)定的加載要求，同時(shí)利用高精度力傳感器直接測(cè) 量摩擦力，克服了在摩擦力絕對(duì)值較小的情況下傳統(tǒng)方式不易精確測(cè)量的難題。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
[0007] -種材料摩擦磨損性能測(cè)試裝置，所述測(cè)試裝置包括工作臺(tái)、水平杠桿、鉸支架、 擺動(dòng)臂、擺動(dòng)臂支撐軸、試樣夾具和S型壓力傳感器；所述鉸支架、擺動(dòng)臂支撐軸和S型壓力 傳感器分別固定設(shè)置在所述工作臺(tái)的臺(tái)面上；
[0008] 所述工作臺(tái)的臺(tái)面上設(shè)有可旋轉(zhuǎn)的主盤，該主盤的旋轉(zhuǎn)軸線與所述工作臺(tái)的臺(tái)面 垂直設(shè)置；
[0009] 所述水平杠桿的一端通過鉸鏈與鉸支架連接，且該水平杠桿可繞鉸支架的鉸鏈軸 上下擺動(dòng)；
[0010] 所述擺動(dòng)臂的一端與擺動(dòng)臂支撐軸連接，該擺動(dòng)臂可繞擺動(dòng)臂支撐軸水平旋轉(zhuǎn)； [0011] 所述擺動(dòng)臂與擺動(dòng)臂支撐軸之間設(shè)置有滾動(dòng)軸承，滾動(dòng)軸承起到固定擺動(dòng)臂與擺 動(dòng)臂支撐軸、并減少擺動(dòng)臂與擺動(dòng)臂支撐軸之間摩擦的作用。
[0012] 所述試樣夾具可上下平動(dòng)的設(shè)置在所述擺動(dòng)臂的另一端上，且該試樣夾具的頂端 凸設(shè)于擺動(dòng)臂的頂面，試樣夾具的底端凸設(shè)于所述擺動(dòng)臂的底面；
[0013] 所述水平杠桿的底面壓接在所述試樣夾具的頂端上，且所述試樣夾具的底端設(shè)置 在主盤上方；設(shè)置水平杠桿的目的在于利用杠桿原理為磨損試樣增加法向正壓力。
[0014] S型壓力傳感器頂桿的桿端頭與所述試樣夾具的外側(cè)壁觸接；
[0015] 所述主盤的旋轉(zhuǎn)軸線、擺動(dòng)臂支撐軸的軸線和試樣夾具的堅(jiān)向軸線處在同一第一 堅(jiān)向平面內(nèi)；
[0016] S型壓力傳感器頂桿的軸線與所述試樣夾具的堅(jiān)向軸線處在同一第二堅(jiān)向平面 內(nèi)，該第二堅(jiān)向平面與第一堅(jiān)向平面呈垂直設(shè)置。
[0017] 進(jìn)一步的，所述主盤的上盤面上設(shè)置有可拆卸的副盤，所述副盤與主盤繞同一條 旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)；所述試樣夾具的底端設(shè)置在副盤上方。
[0018] 設(shè)計(jì)副盤的目的在于，針對(duì)不同材質(zhì)的磨損試樣，要有與之配副的材料及熱處理 狀態(tài)都要合適的副盤，所以采用在主盤的上盤面上設(shè)置有可拆卸的副盤的方式，以方便更 換不同材料及不同熱處理狀態(tài)的副盤，所述的副盤通過防轉(zhuǎn)銷與主盤固裝在一起。
[0019] 進(jìn)一步的，所述擺動(dòng)臂的另一端上設(shè)有堅(jiān)向固定孔，該固定孔的孔壁上設(shè)有一橫 向通孔，所述通孔內(nèi)設(shè)有止動(dòng)螺釘；
[0020] 所述試樣夾具設(shè)置在所述固定孔內(nèi)，且試樣夾具的外側(cè)壁上設(shè)有防轉(zhuǎn)凹槽，所述 止動(dòng)螺釘?shù)尼旑^設(shè)置在防轉(zhuǎn)凹槽內(nèi)，止動(dòng)螺釘可使試樣夾具只能在擺動(dòng)臂的另一端中上下 平動(dòng)，不能轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0021] 進(jìn)一步的，在主盤周向外側(cè)壁上或者在副盤周向外側(cè)壁上套設(shè)有計(jì)數(shù)環(huán)套，該計(jì) 數(shù)環(huán)套的周向外側(cè)壁上設(shè)有反光紙；所述工作臺(tái)的臺(tái)面上設(shè)有用于測(cè)量主盤轉(zhuǎn)速的光敏傳 感器。
[0022] 進(jìn)行滑動(dòng)磨損實(shí)驗(yàn)，通常要考察相對(duì)滑動(dòng)速度對(duì)材料摩擦磨損性能的影響，此處， 使用光敏傳感器測(cè)量主盤或副盤的轉(zhuǎn)速，以計(jì)算相對(duì)滑動(dòng)速度。
[0023] 進(jìn)一步的，所述水平杠桿的另一端上設(shè)有用于增加水平杠桿法向正壓力的配重裝 置。
[0024] 進(jìn)一步的，所述配重裝置包括托盤和托盤連接桿，所述托盤與托盤連接桿的下端 相連接，所述托盤連接桿的上端通過緩沖彈簧與所述水平杠桿的另一端相連接。
[0025] 托盤用于放置砝碼，以便增加水平杠桿法向正壓力。
[0026] 緩沖彈簧可以減小實(shí)驗(yàn)過程中因取放砝碼及裝置振動(dòng)對(duì)法向正壓力的影響，并減 小更換砝碼時(shí)對(duì)試樣夾具半球形頂部與水平杠桿接觸部位的沖擊；砝碼可更換保證了可以 測(cè)量不同正壓力下的摩擦力。
[0027] 進(jìn)一步的，所述固定孔的內(nèi)側(cè)壁與試樣夾具的外側(cè)壁之間設(shè)有減摩襯套，該減摩 襯套固設(shè)在所述固定孔的內(nèi)側(cè)壁上；所述減摩襯套的周向內(nèi)側(cè)壁上嵌設(shè)有石墨柱。
[0028] 減摩襯套是為了減少試樣夾具外壁與擺動(dòng)臂另一端上所設(shè)堅(jiān)向固定孔孔內(nèi)壁之 間在堅(jiān)直方向上的摩擦，以降低加載誤差。
[0029] 進(jìn)一步的，所述工作臺(tái)內(nèi)設(shè)置有主控制器和伺服電機(jī)；所述伺服電機(jī)、S型壓力傳 感器、光敏傳感器分別與主控制器電性連接，所述伺服電機(jī)的輸出軸與主盤固接；
[0030] 所述工作臺(tái)的臺(tái)面上還設(shè)置有分別與主控制器電性連接的伺服電機(jī)狀態(tài)顯示屏 和摩擦數(shù)據(jù)顯示屏。
[0031] 光敏傳感器與主軸測(cè)速電路及數(shù)據(jù)采集電路相連，數(shù)據(jù)采集電路連接到工作臺(tái)內(nèi) 的主控制器上，副盤轉(zhuǎn)速顯示在伺服電機(jī)狀態(tài)顯示屏上，并過數(shù)模轉(zhuǎn)換傳輸?shù)诫娔X上；S型 壓力傳感器與數(shù)據(jù)采集電路相連，數(shù)據(jù)采集電路連接到工作臺(tái)內(nèi)的主控制器上，摩擦數(shù)據(jù) 顯示在摩擦數(shù)據(jù)顯示屏上，通過數(shù)模轉(zhuǎn)換傳輸?shù)诫娔X上。
[0032] 電腦通過數(shù)據(jù)處理，將不同試驗(yàn)條件下所測(cè)磨損試樣的摩擦磨損情況，如摩擦力 與測(cè)試時(shí)間（F_t)關(guān)系曲線，摩擦系數(shù)與測(cè)試時(shí)間（μ _t)關(guān)系曲線，實(shí)時(shí)的顯現(xiàn)在電腦上， 并將數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫中；實(shí)時(shí)的摩擦力值及副盤轉(zhuǎn)速分別顯示在安裝在控制箱上的摩擦 數(shù)據(jù)顯示屏和伺服電機(jī)狀態(tài)顯示屏上。
[0033] 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，可將所測(cè)磨損試樣取下，測(cè)量其磨損量。
[0034] 進(jìn)一步的，所述工作臺(tái)的臺(tái)面上設(shè)有定位槽，該定位槽與S型壓力傳感器同側(cè)，所 述定位槽內(nèi)設(shè)有用于保證所述主盤的旋轉(zhuǎn)軸線、擺動(dòng)臂支撐軸的軸線和試樣夾具的堅(jiān)向軸 線處在同一第一堅(jiān)向平面內(nèi)的定位擋塊。
[0035] 定位擋塊的作用是起到限位作用，保證了擺動(dòng)臂轉(zhuǎn)動(dòng)后，能夠快速復(fù)位，即使主盤 的旋轉(zhuǎn)軸線、擺動(dòng)臂支撐軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線和試樣夾具的堅(jiān)向軸線處在同一第一堅(jiān)向平面內(nèi)。
[0036] 本發(fā)明的工作步驟如下：
[0037] 1、抬起水平杠桿，轉(zhuǎn)動(dòng)擺動(dòng)臂，使試樣夾具脫離副盤上方，然后放下水平杠桿，使 水平杠桿搭在擺動(dòng)臂支撐軸的頂端。如需更換副盤，可在此時(shí)沿堅(jiān)直方向向上取出副盤，然 后放置需更換的副盤，使副盤的凹槽與主盤上的防轉(zhuǎn)銷配合到位。
[0038] 2、將所需測(cè)試的磨損試樣從試樣夾具的底端裝入試樣夾具，并固定。
[0039] 3、再次抬起水平杠桿，轉(zhuǎn)動(dòng)擺動(dòng)臂，在定位槽中放入定位擋塊，使主盤的旋轉(zhuǎn)軸 線、擺動(dòng)臂支撐軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線和試樣夾具的堅(jiān)向軸線處在同一第一堅(jiān)向平面內(nèi)，且在水平 方向上S型壓力傳感器頂桿的軸線與所述第一堅(jiān)向平面垂直設(shè)置，放下水平杠桿，使水平 杠桿的底面壓接在所述試樣夾具的頂端上，取下定位擋塊。
[0040] 4、將重量合適的C型開口砝碼放在托盤上。
[0041] 5、將正壓力、采樣周期、測(cè)試時(shí)間、測(cè)量精度、文件名輸入電腦屏幕對(duì)應(yīng)的窗口內(nèi)。 測(cè)試摩擦力與磨損時(shí)間關(guān)系時(shí)，點(diǎn)擊F_t按鈕，測(cè)試摩擦系數(shù)與磨損時(shí)間關(guān)系時(shí)，點(diǎn)擊μ _t 按鈕。
[0042] 6、調(diào)整摩擦力初始值旋鈕，將摩擦力初始值調(diào)整為0。
[0043] 7、轉(zhuǎn)動(dòng)主控制器上的主軸轉(zhuǎn)速調(diào)速旋鈕，使副盤的轉(zhuǎn)速達(dá)到設(shè)定值（單位r/ min)。副盤與所需測(cè)試的磨損試樣摩擦面充分貼合后，點(diǎn)擊電腦屏幕"開始"按鈕，正式開 始采集數(shù)據(jù)。
[0044] 8、到達(dá)預(yù)定測(cè)試時(shí)間后點(diǎn)擊電腦屏幕"結(jié)束"按鈕，同時(shí)將主軸轉(zhuǎn)速（即副盤的轉(zhuǎn) 速）降為〇。
[0045] 9、點(diǎn)擊電腦屏幕"保存"按鈕，將F-t或μ -t關(guān)系存儲(chǔ)為excel數(shù)據(jù)格式或JPG圖 像格式。
[0046] 10、關(guān)閉控制箱主電源開關(guān)，結(jié)束實(shí)驗(yàn)。
[0047] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境溫度下硬質(zhì)薄膜材料摩擦磨損性能 的精確在線測(cè)試，能夠滿足薄膜材料摩擦磨損特性測(cè)試時(shí)對(duì)磨副之間接觸應(yīng)力小且穩(wěn)定的 加載要求，利用高精度力傳感器直接測(cè)量摩擦力，克服了摩擦力絕對(duì)值較小的情況下傳統(tǒng) 方式不易精確測(cè)量的難題；
[0048] 根據(jù)需要可靈活選擇與磨損試樣配副的副盤的制作材料及熱處理狀態(tài)，法向載 荷、主軸轉(zhuǎn)速以及磨損時(shí)間等參數(shù)可根據(jù)需要在一定范圍內(nèi)任意設(shè)定，主軸轉(zhuǎn)速及摩擦力 值可實(shí)時(shí)顯示在主機(jī)顯示屏上，摩擦力-磨損時(shí)間（F_t)變化關(guān)系曲線以及摩擦系數(shù)-磨 損時(shí)間（μ-t)變化關(guān)系曲線可實(shí)時(shí)顯現(xiàn)在電腦上，同時(shí)將數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0049] 圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0050] 圖2為圖1的A部放大示意圖。
[0051] 圖3為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0052] 圖4為本發(fā)明中主盤、擺動(dòng)臂支撐軸、試樣夾具和S型壓力傳感器的位置關(guān)系示意 圖。
[0053] 圖5為圖4的B部放大示意圖。
[0054] 圖6為本發(fā)明中主控制器與相關(guān)部件的連接關(guān)系示意圖。
[0055] 圖7為本發(fā)明的原理示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0056] 下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0057] 如圖1至7所示，一種材料摩擦磨損性能測(cè)試裝置，所述測(cè)試裝置包括工作臺(tái)1、水 平杠桿2、鉸支架3、擺動(dòng)臂4、擺動(dòng)臂支撐軸5、試樣夾具6和S型壓力傳感器7 ;所述鉸支 架3、擺動(dòng)臂支撐軸5和S型壓力傳感器7分別固定設(shè)置在所述工作臺(tái)1的臺(tái)面上；
[0058] 所述工作臺(tái)1的臺(tái)面上設(shè)有可旋轉(zhuǎn)的主盤11，該主盤11的旋轉(zhuǎn)軸線與所述工作臺(tái) 1的臺(tái)面垂直設(shè)置；所述主盤11的上盤面上設(shè)置有可拆卸的副盤12,所述副盤12通過防轉(zhuǎn) 銷與主盤11固裝在一起，且該副盤12與主盤11繞同一條旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)；所述副盤12的周 向外側(cè)壁上設(shè)有計(jì)數(shù)環(huán)套8,該計(jì)數(shù)環(huán)套8的周向外側(cè)壁上設(shè)有反光紙81 ;所述工作臺(tái)1的 臺(tái)面上設(shè)有用于測(cè)量主盤11轉(zhuǎn)速的光敏傳感器9。
[0059] 所述水平杠桿2的一端通過鉸鏈與鉸支架3連接，且該水平杠桿2可繞鉸支架3 的鉸鏈軸上下擺動(dòng)；所述水平杠桿2的另一端上設(shè)有用于增加水平杠桿2法向正壓力的配 重裝置。所述配重裝置包括托盤21和托盤連接桿22,所述托盤21與托盤連接桿22的下端 相連接，所述托盤連接桿22的上端通過緩沖彈簧23與所述水平杠桿2的另一端相連接；托 盤21內(nèi)放置有砝碼，以便獲得試驗(yàn)所需的法向正壓力。設(shè)置水平杠桿2的目的在于利用杠 桿原理為磨損試樣增加法向正壓力，其原理如圖7所示，對(duì)水平杠桿2進(jìn)行受力分析，對(duì)于 鉸支架軸心0點(diǎn)，有Σ M = 0
[0060] N，XLi = GXL2+WXL3
[0061] N = N，= (GXL2+WXL3)+L!
[0062] 根據(jù)上面公式，實(shí)驗(yàn)過程中，采用不同的砝碼W，可得到不同的法向正壓力N，利用 杠桿原理，有效地放大了砝碼的重力。
[0063] F = μ X N
[0064] 摩擦力F可由S型壓力傳感器7測(cè)得，法向正壓力N已知，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出相應(yīng)的 摩擦系數(shù)μ。（上述公式中：W_砝碼重力，G-水平杠桿重力，N-正壓力，Ν'-正壓力的反 作用力。）
[0065] 所述擺動(dòng)臂4的一端與擺動(dòng)臂支撐軸5連接，該擺動(dòng)臂4可繞擺動(dòng)臂支撐軸5水 平旋轉(zhuǎn)；所述擺動(dòng)臂4的另一端上設(shè)有堅(jiān)向固定孔41，該固定孔41的孔壁上設(shè)有一橫向通 孔411，所述通孔411內(nèi)設(shè)有止動(dòng)螺釘412 ;所述試樣夾具6設(shè)置在所述固定孔41內(nèi)，且試 樣夾具6的外側(cè)壁上設(shè)有防轉(zhuǎn)凹槽61，所述止動(dòng)螺釘412的釘頭設(shè)置在防轉(zhuǎn)凹槽61內(nèi)；所 述試樣夾具6的頂端62凸設(shè)于擺動(dòng)臂4的頂面，試樣夾具6的底端63凸設(shè)于所述擺動(dòng)臂 4的底面。
[0066] 所述固定孔41的內(nèi)側(cè)壁與試樣夾具6的外側(cè)壁之間設(shè)有減摩襯套，該減摩襯套的 周向內(nèi)側(cè)壁上嵌設(shè)有石墨柱，所述減摩襯套固設(shè)在所述固定孔41的內(nèi)側(cè)壁上。
[0067] 所述水平杠桿2的底面壓接在所述試樣夾具6的頂端62上，且所述試樣夾具6的 底端63設(shè)置在副盤12上方。
[0068] 所述主盤11的旋轉(zhuǎn)軸線、擺動(dòng)臂支撐軸5的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線和試樣夾具6的堅(jiān)向軸線處 在同一第一堅(jiān)向平面內(nèi)；S型壓力傳感器7頂桿的桿端頭與所述試樣夾具6的外側(cè)壁觸接， S型壓力傳感器7頂桿的軸線與所述試樣夾具6的堅(jiān)向軸線處在同一第二堅(jiān)向平面內(nèi)，該第 二堅(jiān)向平面與第一堅(jiān)向平面呈垂直設(shè)置。
[0069] 所述工作臺(tái)1內(nèi)設(shè)置有主控制器13和伺服電機(jī)14 ;所述伺服電機(jī)14、S型壓力傳 感器7、光敏傳感器9分別與主控制器13電性連接，所述伺服電機(jī)14的輸出軸與主盤11固 接；
[0070] 所述工作臺(tái)1的臺(tái)面上還設(shè)置有分別與主控制器13電性連接的伺服電機(jī)狀態(tài)顯 示屏15和摩擦數(shù)據(jù)顯示屏16。
[0071] 進(jìn)一步的，所述工作臺(tái)1的臺(tái)面上還設(shè)有定位槽，該定位槽與S型壓力傳感器7同 偵牝所述定位槽內(nèi)設(shè)有用于保證所述主盤11的旋轉(zhuǎn)軸線、擺動(dòng)臂支撐軸5的軸線和試樣夾 具6的堅(jiān)向軸線處在同一第一堅(jiān)向平面內(nèi)的定位擋塊10。
[0072] 定位擋塊10的作用是起到限位作用，保證了擺動(dòng)臂4在測(cè)試試驗(yàn)開始初期轉(zhuǎn)動(dòng) 后，能夠快速復(fù)位，即使主盤11的旋轉(zhuǎn)軸線、擺動(dòng)臂支撐軸5的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線和試樣夾具6的堅(jiān) 向軸線處在同一第一堅(jiān)向平面內(nèi)。
[0073] 具體操作時(shí)，本發(fā)明按如下步驟進(jìn)行：
[0074] 1、抬起水平杠桿2,轉(zhuǎn)動(dòng)擺動(dòng)臂4,使試樣夾具6脫離副盤12上方，然后放下水平 杠桿2,使水平杠桿2搭在擺動(dòng)臂支撐軸5的頂端。如需更換副盤12,可在此時(shí)沿堅(jiān)直方向 向上取出副盤，然后放置需更換的副盤，使副盤的凹槽與主盤上的防轉(zhuǎn)銷配合到位。
[0075] 2、將所需測(cè)試的磨損試樣從試樣夾具6的底端63裝入試樣夾具6,并固定。
[0076] 3、再次抬起水平杠桿2,轉(zhuǎn)動(dòng)擺動(dòng)臂4,并在定位槽中放入定位擋塊10,使主盤12 的旋轉(zhuǎn)軸線、擺動(dòng)臂支撐軸5的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線和試樣夾具6的堅(jiān)向軸線處在同一第一堅(jiān)向平面 內(nèi)，且在水平方向上S型壓力傳感器7頂桿的軸線與所述第一堅(jiān)向平面垂直設(shè)置，放下水平 杠桿2,使水平杠桿2的底面壓接在所述試樣夾具6的頂端62上，取下定位擋塊10。
[0077] 4、將重量合適的C型開口砝碼放在托盤21上。
[0078] 5、將正壓力、采樣周期、測(cè)試時(shí)間、測(cè)量精度、文件名輸入電腦屏幕對(duì)應(yīng)的窗口內(nèi)。 測(cè)試摩擦力與磨損時(shí)間關(guān)系時(shí)，點(diǎn)擊F_t按鈕，測(cè)試摩擦系數(shù)與磨損時(shí)間關(guān)系時(shí)，點(diǎn)擊μ _t 按鈕。
[0079] 6、調(diào)整摩擦力初始值旋鈕，將摩擦力初始值調(diào)整為0。
[0080] 7、轉(zhuǎn)動(dòng)主控制器13上的主軸轉(zhuǎn)速調(diào)速旋鈕，使通過主盤帶動(dòng)的副盤的轉(zhuǎn)速達(dá)到 設(shè)定值（單位r/min)。副盤與所需測(cè)試的磨損試樣摩擦面充分貼合后，點(diǎn)擊電腦屏幕"開 始"按鈕，正式開始采集數(shù)據(jù)。
[0081] 8、到達(dá)預(yù)定測(cè)試時(shí)間后點(diǎn)擊電腦屏幕"結(jié)束"按鈕，同時(shí)將主軸轉(zhuǎn)速（即副盤的轉(zhuǎn) 速）降為0。
[0082] 9、點(diǎn)擊電腦屏幕"保存"按鈕，將F-t或μ -t關(guān)系存儲(chǔ)為excel數(shù)據(jù)格式或JPG圖 像格式。
[0083] 10、關(guān)閉控制箱主電源開關(guān)，結(jié)束實(shí)驗(yàn)。
[0084] 本文中所采用的描述方位的詞語"上"、"下"、"左"、"右"等均是為了說明的方便基 于附圖中圖面所示的方位而言的，在實(shí)際裝置中這些方位可能由于裝置的擺放方式而有所 不同。
[〇〇85] 綜上所述，本發(fā)明所述的實(shí)施方式僅提供一種最佳的實(shí)施方式，本發(fā)明的技術(shù)內(nèi) 容及技術(shù)特點(diǎn)已揭示如上，然而熟悉本項(xiàng)技術(shù)的人士仍可能基于本發(fā)明所揭示的內(nèi)容而作 各種不背離本發(fā)明創(chuàng)作精神的替換及修飾；因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于實(shí)施例所揭示 的技術(shù)內(nèi)容，故凡依本發(fā)明的形狀、構(gòu)造及原理所做的等效變化，均涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范 圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種材料摩擦磨損性能測(cè)試裝置，其特征在于：所述測(cè)試裝置包括工作臺(tái)（1)、水平 杠桿（2)、鉸支架（3)、擺動(dòng)臂（4)、擺動(dòng)臂支撐軸（5)、試樣夾具（6)和S型壓力傳感器（7); 所述鉸支架（3)、擺動(dòng)臂支撐軸（5)和S型壓力傳感器（7)分別固定設(shè)置在所述工作臺(tái)（1) 的臺(tái)面上； 所述工作臺(tái)（1)的臺(tái)面上設(shè)有可旋轉(zhuǎn)的主盤（11)，該主盤（11)的旋轉(zhuǎn)軸線與所述工作 臺(tái)（1)的臺(tái)面垂直設(shè)置； 所述水平杠桿（2)的一端通過鉸鏈與鉸支架（3)連接，且該水平杠桿（2)可繞鉸支架 (3) 的鉸鏈軸上下擺動(dòng)； 所述擺動(dòng)臂（4)的一端與擺動(dòng)臂支撐軸（5)連接，該擺動(dòng)臂（4)可繞擺動(dòng)臂支撐軸（5) 水平旋轉(zhuǎn)； 所述試樣夾具（6)可上下平動(dòng)的設(shè)置在所述擺動(dòng)臂（4)的另一端上，且該試樣夾具（6) 的頂端（62)凸設(shè)于擺動(dòng)臂（4)的頂面，試樣夾具（6)的底端凸設(shè)于所述擺動(dòng)臂（4)的底 面； 所述水平杠桿（2)的底面壓接在所述試樣夾具￠)的頂端￠2)上，且所述試樣夾具 (6)的底端（63)設(shè)置在主盤（11)上方； S型壓力傳感器（7)頂桿的桿端頭與所述試樣夾具￠)的外側(cè)壁觸接； 所述主盤（11)的旋轉(zhuǎn)軸線、擺動(dòng)臂支撐軸（5)的軸線和試樣夾具（6)的堅(jiān)向軸線處在 同一第一堅(jiān)向平面內(nèi)； S型壓力傳感器（7)頂桿的軸線與所述試樣夾具￠)的堅(jiān)向軸線處在同一第二堅(jiān)向平 面內(nèi)，該第二堅(jiān)向平面與第一堅(jiān)向平面呈垂直設(shè)置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種材料摩擦磨損性能測(cè)試裝置，其特征在于：所述主盤 (11)的上盤面上設(shè)置有可拆卸的副盤（12)，所述副盤（12)與主盤（11)繞同一條旋轉(zhuǎn)軸線 旋轉(zhuǎn)；所述試樣夾具￠)的底端設(shè)置在副盤（12)上方。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種材料摩擦磨損性能測(cè)試裝置，其特征在于：所述擺動(dòng)臂 (4) 的另一端上設(shè)有堅(jiān)向固定孔（41)，該固定孔（41)的孔壁上設(shè)有一橫向通孔（411)，所述 通孔（411)內(nèi)設(shè)有止動(dòng)螺釘（412); 所述試樣夾具（6)設(shè)置在所述固定孔（41)內(nèi)，且試樣夾具（6)的外側(cè)壁上設(shè)有防轉(zhuǎn)凹 槽（61)，所述止動(dòng)螺釘（412)的釘頭設(shè)置在防轉(zhuǎn)凹槽（61)內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種材料摩擦磨損性能測(cè)試裝置，其特征在于：在主盤（11) 周向外側(cè)壁上或者在副盤（12)周向外側(cè)壁上套設(shè)有計(jì)數(shù)環(huán)套（8)，該計(jì)數(shù)環(huán)套（8)的周向 外側(cè)壁上設(shè)有反光紙（81);所述工作臺(tái)（1)的臺(tái)面上設(shè)有用于測(cè)量主盤（11)轉(zhuǎn)速的光敏 傳感器（9)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種材料摩擦磨損性能測(cè)試裝置，其特征在于：所述水平杠 桿（2)的另一端上設(shè)有用于增加水平杠桿（2)法向正壓力的配重裝置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種材料摩擦磨損性能測(cè)試裝置，其特征在于：所述配重裝 置包括托盤（21)和托盤連接桿（22)，所述托盤（21)與托盤連接桿（22)的下端相連接，所 述托盤連接桿（22)的上端通過緩沖彈簧（23)與所述水平杠桿（2)的另一端相連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種材料摩擦磨損性能測(cè)試裝置，其特征在于：所述固定孔 (41)的內(nèi)側(cè)壁與試樣夾具￠)的外側(cè)壁之間設(shè)有減摩襯套，該減摩襯套固設(shè)在所述固定孔 (41)的內(nèi)側(cè)壁上；所述減摩襯套的周向內(nèi)側(cè)壁上嵌設(shè)有石墨柱。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種材料摩擦磨損性能測(cè)試裝置，其特征在于：所述工作臺(tái) (1)內(nèi)設(shè)置有主控制器（13)和伺服電機(jī)（14);所述伺服電機(jī)（14)、S型壓力傳感器（7)、光 敏傳感器（9)分別與主控制器（13)電性連接，所述伺服電機(jī)（14)的輸出軸與主盤（11)固 接； 所述工作臺(tái)（1)的臺(tái)面上還設(shè)置有分別與主控制器（13)電性連接的伺服電機(jī)狀態(tài)顯 示屏（15)和摩擦數(shù)據(jù)顯示屏（16)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種材料摩擦磨損性能測(cè)試裝置，其特征在于：所述工作臺(tái) (1)的臺(tái)面上設(shè)有定位槽，該定位槽與S型壓力傳感器（7)同側(cè)，所述定位槽內(nèi)設(shè)有用于保 證所述主盤（11)的旋轉(zhuǎn)軸線、擺動(dòng)臂支撐軸（5)的軸線和試樣夾具（6)的堅(jiān)向軸線處在同 一第一堅(jiān)向平面內(nèi)的定位擋塊（10)。
【文檔編號(hào)】G01N3/56GK104048888SQ201410267535
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月16日
【發(fā)明者】劉元富, 韓寧, 涂明暉, 張穎驍, 張龍華, 彭彥博 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)