離心式摩擦試驗裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術公開了一種離心式摩擦試驗裝置，其中，離心轉(zhuǎn)軸安裝于離心基座上并由離心基座內(nèi)的電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，離心轉(zhuǎn)盤的外部為圓環(huán)本體，離心轉(zhuǎn)盤的中部套裝于離心轉(zhuǎn)軸上，圓環(huán)形的摩擦面材料模擬件置于離心轉(zhuǎn)盤的圓環(huán)本體上；驅(qū)動座安裝臂的第一端安裝于施壓基座上，驅(qū)動座安裝于驅(qū)動座安裝臂的第二端，驅(qū)動座下部的動力輸出端依次連接力傳感器和夾具，夾具置于摩擦面材料模擬件的環(huán)形表面的上方。本發(fā)明專利技術所述離心式摩擦試驗裝置將傳統(tǒng)摩擦試驗技術和離心試驗技術相結(jié)合，借用“銷盤摩擦副”的結(jié)構形式，以離心轉(zhuǎn)盤代替摩擦副的圓盤，通過模擬件轉(zhuǎn)動的線速度模擬直線相對初速度，為各種設備摩擦性能的測試提供了簡便可行的技術途徑。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及一種摩擦試驗裝置，尤其涉及一種同時具備模擬滑動摩擦環(huán)境和滾動摩擦環(huán)境能力的離心式摩擦試驗裝置。
技術介紹
國內(nèi)現(xiàn)有摩擦試驗設備的試驗對象主要都是材料領域(特點為樣塊、非構件)，擦磨損試驗主要集中在對材料性能的研究方面，其通過在摩擦試驗機上以往復摩擦或旋轉(zhuǎn)式摩擦的方式來測試材料的參數(shù)特性，在鐵路樁基、橋墩樁基等混凝土樁方面，采用模擬現(xiàn)場工況的方式，預制混凝土試件進行剪切試驗測試摩擦試件特性，現(xiàn)有摩擦磨損設備無法實現(xiàn)對結(jié)構件摩擦性能的研究，其設備施壓能力總體較低，不能提供高初速度、大壓力，不可實現(xiàn)試驗件姿態(tài)可控，無法考核結(jié)構件摩擦性能。此外，掛彈飛機在掛飛過程、降落時可能遭遇異常墜機、沖出跑道、機頭蹭地等異常環(huán)境，前起落架折斷或異常收起，導致彈體與跑道地面高速摩擦直至停下，該摩擦異常載荷具有高速、大壓力、高速度變化率等特征，目前尚未發(fā)現(xiàn)同時具備高速度、大壓力、高速度變化率、考核結(jié)構件摩擦性能的摩擦試驗裝置。高速鐵路輪軌的波浪形磨損是國際均未解決的現(xiàn)代摩擦學工程技術難題，該工況與飛行器異常著陸類似。同時，可用于動車供電刷磨損試驗及高速列車制動過程模擬試驗等的摩擦異常環(huán)境試驗設備目前尚未發(fā)現(xiàn)。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的就在于為了解決上述問題而提供一種同時具備高速度、大壓力、試驗件姿態(tài)可控、可考核結(jié)構件摩擦性能的滾動/滑動型的離心式摩擦試驗裝置。本專利技術通過以下技術方案來實現(xiàn)上述目的：一種離心式摩擦試驗裝置，包括離心式旋轉(zhuǎn)裝置和壓力施加裝置，所述離心式旋轉(zhuǎn)裝置包括離心基座、離心轉(zhuǎn)軸、離心轉(zhuǎn)盤和摩擦面材料模擬件，所述離心轉(zhuǎn)軸安裝于所述離心基座上并由所述離心基座內(nèi)的電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，所述離心轉(zhuǎn)盤的外部為圓環(huán)本體，所述離心轉(zhuǎn)盤的中部套裝于所述離心轉(zhuǎn)軸上，圓環(huán)形的所述摩擦面材料模擬件置于所述離心轉(zhuǎn)盤的圓環(huán)本體上；所述壓力施加裝置包括施壓基座、驅(qū)動座、驅(qū)動座安裝臂、力傳感器和用于夾持試驗件的夾具，所述驅(qū)動座安裝臂的第一端安裝于所述施壓基座上，所述驅(qū)動座安裝于所述驅(qū)動座安裝臂的第二端，所述驅(qū)動座下部的動力輸出端依次連接所述力傳感器和所述夾具，所述夾具置于所述摩擦面材料模擬件的環(huán)形表面的上方。為了便于快速且穩(wěn)定地安裝摩擦面材料模擬件，所述離心轉(zhuǎn)盤的圓環(huán)本體上設有上部開口的圓環(huán)凹槽，所述摩擦面材料模擬件置于所述圓環(huán)凹槽內(nèi)，所述摩擦面材料模擬件的上表面高于所述圓環(huán)凹槽的上表面。為了確保離心轉(zhuǎn)盤能夠平穩(wěn)地旋轉(zhuǎn)且減小離心轉(zhuǎn)盤的圓環(huán)本體受壓導致離心轉(zhuǎn)軸傾斜的影響，所述離心式摩擦試驗裝置還包括底座，所述離心基座置于所述底座內(nèi)，所述底座上安裝有圓環(huán)形的支撐軌道，所述離心轉(zhuǎn)盤的圓環(huán)本體置于所述支撐軌道上，所述離心轉(zhuǎn)盤的圓環(huán)本體相對于所述支撐軌道形成滾動摩擦。實驗室，試驗件的摩擦正壓力對摩擦面材料模擬件和離心轉(zhuǎn)盤的圓環(huán)本體附加一定的傾覆力矩，增加支撐軌道和滾動摩擦方式后，實現(xiàn)了離心轉(zhuǎn)盤的圓環(huán)本體的抗傾覆力矩作用。具體地，所述離心轉(zhuǎn)盤的圓環(huán)本體上周向均勻安裝有多個支撐板，所述支撐板的兩側(cè)分別安裝有滑輪，所述支撐板兩側(cè)的滑輪的輪槽分別置于所述支撐軌道的內(nèi)外兩側(cè)邊緣外。更具體地，所述支撐板兩側(cè)的滑輪分別為兩個。作為優(yōu)選，所述驅(qū)動座內(nèi)設有驅(qū)動座液壓缸，所述驅(qū)動座液壓缸的豎向活塞桿與所述力傳感器連接。離心轉(zhuǎn)盤的圓環(huán)本體高速運行時施加進行很大的壓力加載，會造成沖擊“破壞”，通過采用具有一定彈性效果的液壓缸作為動力加載裝置可以實現(xiàn)設備的抗沖擊效果。進一步，為了增加夾具的豎向活動距離，所述驅(qū)動座與所述驅(qū)動座安裝臂的第二端固定連接，所述施壓基座內(nèi)設有基座液壓缸，所述基座液壓缸的豎向活塞桿與所述驅(qū)動座安裝臂的第一端連接。本專利技術的有益效果在于：本專利技術所述離心式摩擦試驗裝置將傳統(tǒng)摩擦試驗技術和離心試驗技術相結(jié)合，借用“銷盤摩擦副”的結(jié)構形式，以離心轉(zhuǎn)盤代替摩擦副的圓盤，離心轉(zhuǎn)盤的圓環(huán)本體上的摩擦面材料模擬件模擬真實的摩擦面工況，通過模擬件轉(zhuǎn)動的線速度模擬直線相對初速度，為大型結(jié)構件、各種材料件、電刷、樁基、動車軌道等的摩擦性能的測試提供了簡便可行的技術途徑，為掛彈飛機等飛行器異常著陸的安全性評估提供試驗手段。附圖說明圖1是本專利技術所述離心式摩擦試驗裝置的組裝立體結(jié)構示意圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖對本專利技術作進一步說明：如圖1所示，本專利技術所述離心式摩擦試驗裝置包括離心式旋轉(zhuǎn)裝置和壓力施加裝置，所述離心式旋轉(zhuǎn)裝置包括底座11、離心基座12、離心轉(zhuǎn)軸15、離心轉(zhuǎn)盤17和摩擦面材料模擬件19，離心基座12置于底座11內(nèi)，離心轉(zhuǎn)軸15安裝于離心基座12上并由離心基座12內(nèi)的電機(圖中未示)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，離心轉(zhuǎn)盤17的外部為圓環(huán)本體，離心轉(zhuǎn)盤17的中部套裝于離心轉(zhuǎn)軸15上，離心轉(zhuǎn)盤17的圓環(huán)本體上設有上部開口的圓環(huán)凹槽18，圓環(huán)形的摩擦面材料模擬件置于圓環(huán)凹槽18內(nèi)，摩擦面材料模擬件19的上表面高于圓環(huán)凹槽18的上表面，底座11上安裝有圓環(huán)形的支撐軌道14，離心轉(zhuǎn)盤17的圓環(huán)本體上周向均勻安裝有多個支撐板16，支撐板16的兩側(cè)分別安裝有兩個滑輪13，支撐板16兩側(cè)的滑輪的輪槽分別置于支撐軌道14的內(nèi)外兩側(cè)邊緣外，離心轉(zhuǎn)盤17的圓環(huán)本體相對于支撐軌道14通過滑輪13形成滾動摩擦；所述壓力施加裝置包括施壓基座21、驅(qū)動座23、驅(qū)動座安裝臂22、力傳感器24和用于夾持試驗件的夾具25，施壓基座21內(nèi)設有基座液壓缸(圖中未示，但易于理解)，所述基座液壓缸的豎向活塞桿與驅(qū)動座安裝臂22的第一端連接，驅(qū)動座23與驅(qū)動座安裝臂22的第二端固定連接，驅(qū)動座23內(nèi)設有驅(qū)動座液壓缸(圖中未示，但易于理解)，所述驅(qū)動座液壓缸的豎向活塞桿從驅(qū)動座23的下部伸出依次與力傳感器24和夾具25連接，夾具25置于摩擦面材料模擬件19的環(huán)形表面的上方。如圖1所示，試驗前，根據(jù)真實工況設計加工摩擦面材料模擬件19(如混凝土)，對于滑動摩擦試驗和滾動摩擦試驗，則需計算出試驗件26所承受的正壓力載荷，對于飛行器異常著過程(時間、距離)的模擬試驗，需計算出試驗件26的初速度和正壓力載荷。試驗時，將試驗件26通過試驗夾具25安裝在驅(qū)動座23上，根據(jù)試驗要求通過壓力施加裝置調(diào)整試驗件26的位置，根據(jù)試驗條件計算離心轉(zhuǎn)盤17的圓環(huán)本體的轉(zhuǎn)速及試驗正壓力載荷，采用力傳感器24對壓力載荷進行檢測，設置設備控制參數(shù)，實施試驗。結(jié)合圖1，具體來說，采用本專利技術所述離心式摩擦試驗裝置可以進行如下實驗：滑動摩擦過程的模擬：利用驅(qū)動座23對試驗件26施加正摩擦壓力，試驗件26“靜止”，以摩擦面材料模擬件19的摩擦面轉(zhuǎn)動的方式模擬試驗件26的真實滑動摩擦工況。滾動摩擦過程的模擬：將滾輪作為試驗件26安裝在夾具25上，利用驅(qū)動座23對試驗件26施加正摩擦壓力，滾輪原地滾動，以摩擦面材料模擬件19的摩擦面轉(zhuǎn)動的方式模擬滾輪的真實滾動摩擦工況。飛行器異常著陸過程(時間、距離)的模擬：基于能量相等的原理，設計離心轉(zhuǎn)盤17的圓環(huán)本體的初速度下的轉(zhuǎn)動動能與實際工況下的彈體和飛機的整體初動能相等，能量全部由摩擦力消耗，離心轉(zhuǎn)盤17自由停止。初速度的實現(xiàn)：結(jié)構件初速度通過離心轉(zhuǎn)盤17的圓環(huán)本體的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)，即通過離心轉(zhuǎn)盤17的圓環(huán)本體轉(zhuǎn)動的線速度模擬直線相對初速度，其計算公式為：ν初＝rω，其中，r為離心轉(zhuǎn)盤17的圓環(huán)本體的半徑，ω離心轉(zhuǎn)盤17的本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種離心式摩擦試驗裝置，其特征在于：包括離心式旋轉(zhuǎn)裝置和壓力施加裝置，所述離心式旋轉(zhuǎn)裝置包括離心基座、離心轉(zhuǎn)軸、離心轉(zhuǎn)盤和摩擦面材料模擬件，所述離心轉(zhuǎn)軸安裝于所述離心基座上并由所述離心基座內(nèi)的電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，所述離心轉(zhuǎn)盤的外部為圓環(huán)本體，所述離心轉(zhuǎn)盤的中部套裝于所述離心轉(zhuǎn)軸上，圓環(huán)形的所述摩擦面材料模擬件置于所述離心轉(zhuǎn)盤的圓環(huán)本體上；所述壓力施加裝置包括施壓基座、驅(qū)動座、驅(qū)動座安裝臂、力傳感器和用于夾持試驗件的夾具，所述驅(qū)動座安裝臂的第一端安裝于所述施壓基座上，所述驅(qū)動座安裝于所述驅(qū)動座安裝臂的第二端，所述驅(qū)動座下部的動力輸出端依次連接所述力傳感器和所述夾具，所述夾具置于所述摩擦面材料模擬件的環(huán)形表面的上方。

【技術特征摘要】
1.一種離心式摩擦試驗裝置，其特征在于：包括離心式旋轉(zhuǎn)裝置和壓力施加裝置，所述離心式旋轉(zhuǎn)裝置包括離心基座、離心轉(zhuǎn)軸、離心轉(zhuǎn)盤和摩擦面材料模擬件，所述離心轉(zhuǎn)軸安裝于所述離心基座上并由所述離心基座內(nèi)的電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，所述離心轉(zhuǎn)盤的外部為圓環(huán)本體，所述離心轉(zhuǎn)盤的中部套裝于所述離心轉(zhuǎn)軸上，圓環(huán)形的所述摩擦面材料模擬件置于所述離心轉(zhuǎn)盤的圓環(huán)本體上；所述壓力施加裝置包括施壓基座、驅(qū)動座、驅(qū)動座安裝臂、力傳感器和用于夾持試驗件的夾具，所述驅(qū)動座安裝臂的第一端安裝于所述施壓基座上，所述驅(qū)動座安裝于所述驅(qū)動座安裝臂的第二端，所述驅(qū)動座下部的動力輸出端依次連接所述力傳感器和所述夾具，所述夾具置于所述摩擦面材料模擬件的環(huán)形表面的上方。2.根據(jù)權利要求1所述的離心式摩擦試驗裝置，其特征在于：所述離心轉(zhuǎn)盤的圓環(huán)本體上設有上部開口的圓環(huán)凹槽，所述摩擦面材料模擬件置于所述圓環(huán)凹槽內(nèi)，所述摩擦面材料模擬件的上表面高于所述圓環(huán)凹槽的上表面。3.根據(jù)權利要求1或2所...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：陳勝來，楊敏，黎啟勝，吳靜，張平，劉謙，
申請(專利權)人：中國工程物理研究院總體工程研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：四川;51