本技術(shù)涉及摩擦磨損測(cè)試裝置，具體涉及一種超低溫自潤(rùn)滑軸承摩擦磨損測(cè)試裝置。

背景技術(shù)：

1、超低溫自潤(rùn)滑材料一直是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的研究熱點(diǎn)。超低溫自潤(rùn)滑材料摩擦磨損性能研究很重要，目前，大多數(shù)固體潤(rùn)滑材料在超低溫下環(huán)境下耐磨性能不佳，難以維持高效率的工作需求。自潤(rùn)滑軸承大量應(yīng)用于航天航空，衛(wèi)星等超低溫工況下，苛刻的工作環(huán)境對(duì)自潤(rùn)滑軸承的抗磨減磨特性提出較高的要求。因此研究自潤(rùn)滑材料的超低溫工況摩擦性能具有重要的研究意義。

2、諸多學(xué)者致力于超低溫加工工件研究，當(dāng)前常見(jiàn)的超低溫加工裝置通常采用內(nèi)部封閉環(huán)境下進(jìn)行降溫處理，其中相關(guān)專(zhuān)利已經(jīng)較多，但不可避免的存在一些問(wèn)題。如申請(qǐng)?zhí)?01029012022.4和202010756009.0均在內(nèi)部進(jìn)行降溫處理，所采用的材料過(guò)多，更換復(fù)雜、試驗(yàn)機(jī)本體在超低溫環(huán)境下數(shù)據(jù)測(cè)量失真。關(guān)于外部超低溫冷卻的專(zhuān)利較少，出于準(zhǔn)確模擬在外界情況進(jìn)行超低溫液氮冷卻加工工件的目的，本申請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)了一種可以在外部條件下進(jìn)行超低溫冷卻的裝置。實(shí)現(xiàn)了超低溫工況下自潤(rùn)滑材料摩擦副的載荷、摩擦力和溫度的實(shí)時(shí)檢測(cè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的在于提供一種超低溫自潤(rùn)滑軸承摩擦磨損測(cè)試裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中導(dǎo)致的上述缺陷。

2、一種超低溫自潤(rùn)滑軸承摩擦磨損測(cè)試裝置，包括球試樣的加載與裝夾、塊試樣的裝夾與冷卻液的回收、往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置、支撐與防濺裝置和液氮加注裝置，所述球試樣的加載與裝夾包括隔熱板、內(nèi)六角圓柱頭螺釘、滾珠絲杠、聯(lián)軸器、制動(dòng)電機(jī)、支架桿、螺釘1、六角頭螺栓、球試樣夾具、導(dǎo)軌滑塊、內(nèi)六角花形圓柱頭螺釘、三軸力傳感器安裝平臺(tái)、直線(xiàn)導(dǎo)軌、螺釘3、球試樣、三軸力傳感器，所述支架桿通過(guò)螺釘3固定在桌臺(tái)上起到固定和支撐，直線(xiàn)導(dǎo)軌通過(guò)內(nèi)六角圓柱頭螺釘固定支架桿前方，制動(dòng)電機(jī)通過(guò)螺釘1固定在支架桿前方，導(dǎo)軌滑塊安裝在滾珠絲杠上，滾珠絲杠通過(guò)聯(lián)軸器與制動(dòng)電機(jī)相連，直線(xiàn)導(dǎo)軌通過(guò)上端的孔和下端凹槽固定了滾珠絲杠的方向，使?jié)L珠絲杠豎直，導(dǎo)軌滑塊與直線(xiàn)導(dǎo)軌相連，導(dǎo)軌滑塊可以通過(guò)直線(xiàn)導(dǎo)軌內(nèi)部的凹槽上下滑動(dòng)，三軸力傳感器安裝平臺(tái)通過(guò)六角頭螺栓與導(dǎo)軌滑塊相固定，球試樣通過(guò)內(nèi)六角花形圓柱頭螺釘固定在球試樣夾具中，三軸力傳感器安裝在隔熱板的上端，同時(shí)裝在三軸力傳感器安裝平臺(tái)的下端，同時(shí)三軸力傳感器可以實(shí)時(shí)檢測(cè)超低溫工況下自潤(rùn)滑材料摩擦副的載荷和摩擦力，制動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)從而控制導(dǎo)軌滑塊上下移動(dòng)，當(dāng)球試樣與塊試樣緊密接觸時(shí)，制動(dòng)電機(jī)停轉(zhuǎn)，滾珠絲杠靜止，實(shí)現(xiàn)自鎖。

3、優(yōu)選的，所述塊試樣的裝夾與冷卻液的回收包括試樣、收集裝置、冷卻盒、直角墊塊、塊試樣位置調(diào)節(jié)螺釘、螺母3、螺釘7、溫度傳感器，所述試樣通過(guò)塊試樣位置調(diào)節(jié)螺釘和直角墊塊固定在冷卻盒中，塊試樣位置調(diào)節(jié)螺釘通過(guò)調(diào)節(jié)的深度可以控制試樣在冷卻盒中前后左右的位置，冷卻盒可以通過(guò)螺釘7和螺母3與往復(fù)連桿相連，并且冷卻盒本身通過(guò)管道與收集裝置相連，把溫度傳感器插入試樣置于冷卻盒中，在加工時(shí)候，多余的液氮通過(guò)冷卻盒的預(yù)留孔流入收集裝置中，實(shí)現(xiàn)廢液的處理與回收，同時(shí)溫度傳感器可以實(shí)時(shí)檢測(cè)在超低溫工況下自潤(rùn)滑材料的溫度。

4、優(yōu)選的，所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置包括直線(xiàn)往復(fù)電機(jī)、外殼、螺釘4、螺母1、螺釘5、連桿底座、雙頭螺柱、螺母2、往復(fù)連桿、圓形連桿，所述往復(fù)連桿通過(guò)雙頭螺柱和螺母2固定在連桿上，連桿中部通過(guò)雙頭螺柱和螺母2與直線(xiàn)往復(fù)電機(jī)相連，連桿下端通過(guò)螺母1和螺釘5與連桿底座相連，直線(xiàn)往復(fù)電機(jī)通過(guò)螺釘4與外殼相連，連桿底座與外殼通過(guò)凹槽相固定，直線(xiàn)往復(fù)電機(jī)推動(dòng)連桿，使用小的位移帶動(dòng)往復(fù)連桿大距離移動(dòng)，使往復(fù)連桿做往返運(yùn)動(dòng)，往復(fù)連桿通過(guò)橫向?qū)蚱骺刂破錂M向移動(dòng)，往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便替換零件。

5、優(yōu)選的，所述支撐與防濺裝置包括螺釘2、液氮管支架、桌臺(tái)、橫向?qū)蚱?、墊片、螺釘6、觀察玻璃窗，所述橫向?qū)蚱魍ㄟ^(guò)墊片和螺釘6固定在桌臺(tái)上，觀察玻璃窗通過(guò)桌面上的凹槽插入在桌臺(tái)上，液氮管支架通過(guò)螺釘2固定在桌臺(tái)上，橫向?qū)蚱鲗?duì)往復(fù)連桿起到支撐和導(dǎo)向的作用，桌臺(tái)有一個(gè)凸起部位可以承放收集裝置，液氮管支架對(duì)噴壺管起到支撐，觀察玻璃窗可以通過(guò)桌臺(tái)上的凹槽進(jìn)行滑動(dòng)，方便收納和使用，同時(shí)也起到防濺保護(hù)的作用。

6、優(yōu)選的，所述液氮加注裝置包括噴頭、噴壺管、鉚釘、萬(wàn)向輪、萬(wàn)向輪支架、液氮罐、螺釘8，所述噴頭與噴壺管相連，噴壺管與液氮罐上端相連，萬(wàn)向輪通過(guò)鉚釘與萬(wàn)向輪支架相連，萬(wàn)向輪支架通過(guò)螺釘8與液氮罐下端相連，液氮罐下方裝有萬(wàn)向輪，可以輕松移動(dòng)液氮罐，液氮罐上端的噴壺管與液氮管支架相接觸，液氮管支架可以控制噴壺管的高度，液氮罐中含有壓力傳感器，幫助使用者來(lái)判斷是否需要增添液氮。

7、本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：

8、球塊試樣可以模擬軸承內(nèi)部(滾動(dòng)體和外圈)摩擦工況；

9、利用滾珠絲杠加載，加載力可控，加載過(guò)程簡(jiǎn)單；

10、實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的摩擦磨損測(cè)試；

11、使用液氮進(jìn)行冷卻，模擬實(shí)際工作中的超低溫環(huán)境。

技術(shù)特征：

1.一種超低溫自潤(rùn)滑軸承摩擦磨損測(cè)試裝置，其特征在于，包括球試樣的加載與裝夾、塊試樣的裝夾與冷卻液的回收、往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置、支撐與防濺裝置和液氮加注裝置，所述球試樣的加載與裝夾包括隔熱板(1)、內(nèi)六角圓柱頭螺釘(2)、滾珠絲杠(3)、聯(lián)軸器(4)、制動(dòng)電機(jī)(5)、支架桿(6)、螺釘1(7)、六角頭螺栓(8)、球試樣夾具(9)、導(dǎo)軌滑塊(10)、內(nèi)六角花形圓柱頭螺釘(11)、三軸力傳感器安裝平臺(tái)(12)、直線(xiàn)導(dǎo)軌(13)、螺釘3(20)、球試樣(42)、三軸力傳感器(43)，所述支架桿(6)通過(guò)螺釘3(20)固定在桌臺(tái)(25)上起到固定和支撐，直線(xiàn)導(dǎo)軌(13)通過(guò)內(nèi)六角圓柱頭螺釘(2)固定在支架桿(6)上，制動(dòng)電機(jī)(5)通過(guò)螺釘1(7)與支架桿(6)相固定，導(dǎo)軌滑塊(10)安裝在滾珠絲杠(3)上，滾珠絲杠(3)從直線(xiàn)導(dǎo)軌(13)上端穿出后通過(guò)聯(lián)軸器(4)與制動(dòng)電機(jī)(5)相連，直線(xiàn)導(dǎo)軌(13)通過(guò)上端的孔和下端凹槽固定了滾珠絲杠(3)的方向，使?jié)L珠絲杠(3)豎直，導(dǎo)軌滑塊(10)與直線(xiàn)導(dǎo)軌(13)相連，導(dǎo)軌滑塊(10)可以通過(guò)直線(xiàn)導(dǎo)軌(13)內(nèi)部的凹槽上下滑動(dòng)，三軸力傳感器安裝平臺(tái)(12)通過(guò)六角頭螺栓(8)與導(dǎo)軌滑塊(10)相固定，球試樣(42)通過(guò)內(nèi)六角花形圓柱頭螺釘(11)固定在球試樣夾具(9)中，三軸力傳感器(43)安裝在隔熱板(1)的上端，同時(shí)裝在三軸力傳感器安裝平臺(tái)(12)的下端，制動(dòng)電機(jī)(5)啟動(dòng)時(shí)，滾珠絲杠(3)旋轉(zhuǎn)從而控制導(dǎo)軌滑塊(10)上下移動(dòng)，當(dāng)球試樣(42)與塊試樣(15)緊密接觸時(shí)，制動(dòng)電機(jī)(5)停轉(zhuǎn)，滾珠絲杠(3)靜止，實(shí)現(xiàn)自鎖。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超低溫自潤(rùn)滑軸承摩擦磨損測(cè)試裝置，其特征在于：所述塊試樣的裝夾與冷卻液的回收包括塊試樣(15)、收集裝置(19)、冷卻盒(21)、直角墊塊(22)、塊試樣位置調(diào)節(jié)螺釘(23)、螺母3(45)、螺釘7(46)、溫度傳感器(47)，所述塊試樣(15)通過(guò)塊試樣位置調(diào)節(jié)螺釘(23)和直角墊塊(22)固定在冷卻盒(21)中，塊試樣位置調(diào)節(jié)螺釘(23)通過(guò)調(diào)節(jié)的深度可以控制塊試樣(15)在冷卻盒(21)中前后左右的位置，冷卻盒(21)通過(guò)螺釘7(46)和螺母3(45)與往復(fù)連桿(39)相連，冷卻盒(21)通過(guò)管道與收集裝置(19)相連，把溫度傳感器(47)插入塊試樣(15)置于冷卻盒(21)中，在加工時(shí)候，多余的液氮通過(guò)冷卻盒(21)的預(yù)留孔流入收集裝置(19)中。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超低溫自潤(rùn)滑軸承摩擦磨損測(cè)試裝置，其特征在于：所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置包括直線(xiàn)往復(fù)電機(jī)(29)、外殼(30)、螺釘4(31)、螺母1(32)、螺釘5(33)、連桿底座(34)、雙頭螺柱(35)、螺母2(36)、往復(fù)連桿(39)、連桿(40)，所述往復(fù)連桿(39)通過(guò)雙頭螺柱(35)和螺母2(36)固定在連桿(40)上，連桿(40)中部通過(guò)雙頭螺柱(35)和螺母2(36)與直線(xiàn)往復(fù)電機(jī)(29)相連，連桿(40)下端通過(guò)螺母1(32)和螺釘5(33)與連桿底座(34)相連，直線(xiàn)往復(fù)電機(jī)(29)通過(guò)螺釘4(31)與外殼(30)相連，連桿底座(34)與外殼(30)通過(guò)凹槽相固定，直線(xiàn)往復(fù)電機(jī)(29)推動(dòng)連桿(40)，使用小的位移帶動(dòng)往復(fù)連桿(39)大距離移動(dòng)，使往復(fù)連桿(39)做往返運(yùn)動(dòng)，往復(fù)連桿(39)通過(guò)橫向?qū)蚱?37)控制其橫向移動(dòng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超低溫自潤(rùn)滑軸承摩擦磨損測(cè)試裝置，其特征在于：所述支撐與防濺裝置包括螺釘2(17)、液氮管支架(18)、桌臺(tái)(25)、橫向?qū)蚱?37)、墊片(38)、螺釘6(41)、觀察玻璃窗(44)，所述橫向?qū)蚱?37)通過(guò)墊片(38)和螺釘6(41)固定在桌臺(tái)(25)上，觀察玻璃窗(44)通過(guò)桌面上的凹槽插入在桌臺(tái)(25)上，液氮管支架(18)通過(guò)螺釘2(17)固定在桌臺(tái)(25)上，橫向?qū)蚱?37)對(duì)往復(fù)連桿(39)起到支撐和導(dǎo)向的作用，觀察玻璃窗(44)起到防濺保護(hù)的作用，桌臺(tái)(25)有一凸起部位可以承放收集裝置(19)，液氮管支架(18)對(duì)噴壺管(16)起到一個(gè)支撐的作用。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超低溫自潤(rùn)滑軸承摩擦磨損測(cè)試裝置，其特征在于：所述液氮加注裝置包括噴頭(14)、噴壺管(16)、鉚釘(24)、萬(wàn)向輪(26)、萬(wàn)向輪支架(27)、液氮罐(28)、螺釘8(48)，所述噴頭(14)與噴壺管(16)相連，噴壺管(16)與液氮罐(28)相連，萬(wàn)向輪(26)通過(guò)鉚釘(24)與萬(wàn)向輪支架(27)相連，萬(wàn)向輪支架(27)通過(guò)螺釘8(48)與液氮罐(28)相連，液氮罐(28)下方裝有萬(wàn)向輪，可以輕松移動(dòng)液氮罐(28)，液氮罐(28)上端的噴壺管(16)與液氮管支架(18)相接觸，液氮管支架(18)可以控制噴壺管(16)的高度。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開(kāi)了一種超低溫自潤(rùn)滑軸承摩擦磨損測(cè)試裝置，涉及摩擦磨損測(cè)試裝置技術(shù)領(lǐng)域，包括球試樣的加載與裝夾、塊試樣的裝夾與冷卻液的回收、往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置、支撐與防濺裝置和液氮加注裝置，球塊試樣可以模擬軸承內(nèi)部(滾動(dòng)體和外圈)摩擦工況；利用滾珠絲杠加載，加載力可控，加載過(guò)程簡(jiǎn)單；實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的摩擦磨損測(cè)試；使用液氮進(jìn)行冷卻，模擬實(shí)際工作中的超低溫環(huán)境。

技術(shù)研發(fā)人員：常子豪,湯響
受保護(hù)的技術(shù)使用者：滁州學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：20240314
技術(shù)公布日：2024/12/17