本發(fā)明涉及力矩測量，尤其涉及一種球面接觸式固體自潤滑材料的啟動力矩測量裝置。

背景技術(shù)：

1、啟動力矩指機(jī)械元件由靜止?fàn)顟B(tài)到開始相對轉(zhuǎn)動的瞬間所需要克服的摩擦力矩，是評價機(jī)械旋轉(zhuǎn)、擺動靈活性的一項重要指標(biāo)。啟動力矩增大，會降低機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)靈活性，機(jī)械運(yùn)動受阻。

2、電磁懸浮是一種利用磁場將物體懸浮的技術(shù)，是一種無摩擦提升物體的方法。采用電磁懸浮代替滾動軸承實現(xiàn)試件的轉(zhuǎn)動和載荷的承載，可避免引入額外摩擦對自潤滑材料轉(zhuǎn)矩測量的影響。

3、現(xiàn)有的測量方法一般在無載狀態(tài)下進(jìn)行，通常通過引入滾動軸承等方式實現(xiàn)試件的轉(zhuǎn)動，且測試結(jié)果通常忽略滾動軸承的影響，這會影響所測自潤滑材料的力矩的測量精度，且存在測量操作過程復(fù)雜等缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種球面接觸式固體自潤滑材料啟動力矩測量裝置，能夠精確測量在不同載荷、不同擺頻、不同擺角工況下固體自潤滑材料從靜止?fàn)顟B(tài)到開始相對運(yùn)動瞬間的啟動力矩及其在動摩擦過程中的實時扭矩，通過采用電磁懸浮代替滾動軸承實現(xiàn)試件的轉(zhuǎn)動和載荷的承載，避免引入額外摩擦對自潤滑材料轉(zhuǎn)矩測量產(chǎn)生影響。

2、為了解決上述技術(shù)問題本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、本發(fā)明所提出的一種球面接觸式固體自潤滑材料的啟動力矩測量裝置，包括：

4、基座，所述基座包括頂板、中部上板、中部下板、下部后板與底板；

5、加載機(jī)構(gòu)，所述加載機(jī)構(gòu)包括立式伺服電動缸、壓力傳感器和加載軸，所述立式伺服電動缸通過螺釘固連在所述基座的頂板，所述立式伺服電動缸的推桿插入所述壓力傳感器上端面的圓孔，所述加載軸的上端面與所述壓力傳感器的下端面通過螺釘固連，所述加載軸的下端軸向穿過所述基座的中部上板的通孔；

6、摩擦試驗機(jī)構(gòu)，所述摩擦試驗機(jī)構(gòu)包括上試件、滑塊聯(lián)軸器、固體自潤滑材料、電磁懸浮承載裝置和防轉(zhuǎn)支架，所述上試件通過所述滑塊聯(lián)軸器與所述加載軸的下端連接，所述固體自潤滑材料粘接在所述電磁懸浮承載裝置中的下試件內(nèi)的環(huán)形表面上，所述防轉(zhuǎn)支架安裝在所述基座上；

7、力矩測量機(jī)構(gòu)，所述力矩測量機(jī)構(gòu)包括傳感器底座與動態(tài)扭矩傳感器，所述傳感器底座通過螺釘固定在所述基座下部后板上，所述動態(tài)扭矩傳感器通過螺釘固定在所述傳感器底座上；

8、傳動機(jī)構(gòu)，所述傳動機(jī)構(gòu)包括軸承座、傳動軸、角接觸球軸承、軸承端蓋和聯(lián)軸器，所述軸承座通過螺釘固定在所述基座下部后板上，所述角接觸球軸承固定在所述傳動軸上，所述傳動軸軸向穿過所述軸承座且通過所述聯(lián)軸器與所述靜態(tài)扭矩傳感器連接，所述軸承端蓋通過螺釘固定在所述軸承座的上下端面；

9、擺動機(jī)構(gòu)，所述擺動機(jī)構(gòu)包括變速電動機(jī)、電動機(jī)底座、法蘭盤、偏心輪、偏心輪軸、深溝球軸承、搖桿和脹緊套，所述電動機(jī)底座通過螺栓固定在所述基座的下部后板上，所述變速電動機(jī)通過螺栓固定在所述電動機(jī)底座上，所述法蘭盤與所述變速電動機(jī)的輸出軸采用鍵連接，所述偏心輪軸安裝在所述偏心輪的通孔中，所述偏心輪通過螺栓固定在所述法蘭盤上，所述深溝球軸承通過螺母安裝在所述偏心輪軸上且與所述搖桿上的滑槽相配合，所述搖桿通過所述脹緊套安裝在所述傳動軸上；

10、所述加載機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述基座的上部，所述摩擦試驗機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述基座的中部，所述力矩測量機(jī)構(gòu)、所述傳動機(jī)構(gòu)與所述擺動機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述基座的下部。

11、優(yōu)選地，所述電磁懸浮承載裝置包括下試件、永磁體、承載件、線圈及線圈底座，所述下試件通過內(nèi)六角螺釘安裝在所述承載件的上端面，所述承載件的上部分的下端面設(shè)置卡槽，所述永磁體通過磁力吸附在所述卡槽中，所述線圈安裝在所述線圈底座中，所述電磁懸浮承載裝置的所述承載件的下部分軸向穿過所述基座的中部下板的通孔，所述承載件下部分與所述扭矩傳感器采用鍵連接。

12、優(yōu)選地，所述線圈底座和所述永磁體間留有氣隙，保證所述承載件的自由旋轉(zhuǎn)。

13、優(yōu)選地，為避免非工作狀態(tài)下所述永磁體與所述線圈底座之間產(chǎn)生吸附，在所述永磁體和所述線圈底座間設(shè)置可拆卸非導(dǎo)磁墊塊。

14、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：

15、相較于目前啟動力矩的測量均在無載條件下進(jìn)行，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)在不同載荷、不同擺頻、不同擺角的工況下，以球面接觸的形式進(jìn)行固體自潤滑材料啟動力矩的測量。模擬固體自潤滑材料在不同極端條件下的工作環(huán)境，使測量結(jié)果更貼近實際。

16、相較于目前啟動力矩的測量通常通過引入滾動軸承等方式實現(xiàn)試件的轉(zhuǎn)動，且測試結(jié)果通常忽略滾動軸承的影響，這會影響所測自潤滑材料的力矩的測量精度。本發(fā)明用電磁懸浮代替滾動軸承實現(xiàn)試件的轉(zhuǎn)動和載荷的承載，可避免引入額外摩擦對自潤滑材料轉(zhuǎn)矩測量的影響。

技術(shù)特征：

1.一種球面接觸式固體自潤滑材料的啟動力矩測量裝置，其特征在于，所述裝置包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球面接觸式固體自潤滑材料的啟動力矩測量裝置，其特征在于：所述電磁懸浮承載裝置包括下試件、永磁體、承載件、線圈及線圈底座，所述下試件通過內(nèi)六角螺釘安裝在所述承載件的上端面，所述承載件的上部分的下端面設(shè)置卡槽，所述永磁體通過磁力吸附在所述卡槽中，所述線圈安裝在所述線圈底座中，所述電磁懸浮承載裝置的所述承載件的下部分軸向穿過所述基座的中部下板的通孔，所述承載件下部分與所述扭矩傳感器采用鍵連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的球面接觸式固體自潤滑材料的啟動力矩測量裝置，其特征在于：所述線圈底座和所述永磁體間留有氣隙，保證所述承載件的自由旋轉(zhuǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的球面接觸式固體自潤滑材料的啟動力矩測量裝置，其特征在于：為避免非工作狀態(tài)下所述永磁體與所述線圈底座之間產(chǎn)生吸附，在所述永磁體和所述線圈底座間設(shè)置可拆卸非導(dǎo)磁墊塊。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種球面接觸式固體自潤滑材料的啟動力矩測量裝置，包括：基座、加載機(jī)構(gòu)、摩擦試驗機(jī)構(gòu)、力矩測量機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)、擺動機(jī)構(gòu)；加載機(jī)構(gòu)設(shè)置在基座的上部；摩擦試驗機(jī)構(gòu)設(shè)置在基座的中部；力矩測量機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)與擺動機(jī)構(gòu)設(shè)置在基座的下部。通過采用電磁懸浮承載技術(shù)替代滾動軸承實現(xiàn)承載和試件的轉(zhuǎn)動，可減小額外誤差對自潤滑材料啟動力矩和穩(wěn)定擺動摩擦力矩的測量結(jié)果。本發(fā)明能實現(xiàn)對不同加載條件下由靜止到相對運(yùn)動瞬間摩擦副所克服啟動摩擦力矩的測量，同時可以測量摩擦副在穩(wěn)定擺動時的摩擦力矩。進(jìn)而得到固體自潤滑材料的啟動摩擦系數(shù)與擺動摩擦系數(shù)。

技術(shù)研發(fā)人員：姬海鵬,杜藝曼,郝秀紅,焦杰彪,翟宏斌
受保護(hù)的技術(shù)使用者：內(nèi)蒙合成化工研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10