[发明专利]机床导轨摩擦磨损试验机

说明书

技术领域

本发明涉及一种导轨副摩擦磨损试验装置，具体涉及V型、Λ型滚动钢导轨和直线导轨摩擦磨损试验装置，属于摩擦学技术领域。

背景技术

滚动导轨具有运动灵敏度高，摩擦力小，低速运动平稳等优点，是机床中常用的运动部件，近年来生产的直线滚动导轨副因其对安装基准面要求不高且安装调整方便，在机床行业中也逐渐得到推广和应用。导轨的使用寿命对机床加工精度、寿命都有着直接影响。机床使用一定时间后，导轨面出现不均匀磨损，并伴随滚动体疲劳点蚀，引起主轴安装滑板在水平面和垂直面内发生偏移，导致工件加工精度下降。因而希望改善导轨副结构、材料、表面处理工艺、润滑方式等参数，降低导轨副磨损，尽量延长导轨使用时间，提高机床寿命；同时开发一种快速评价直线导轨寿命的试验手段，为产品选择提供依据。

目前尚未见应用于导轨副的专用摩擦磨损装置。标准摩擦磨损机如美国CETR公司UMT-2型摩擦磨损机，最大载荷1000N，能模拟线性往复运动，但经验表明，在标准摩擦机上进行的试样试验往往与实际使用试验无良好对应关系。且采用试样试验研究材料摩擦学特性的传统往复式摩擦磨损试验机中，下试样平台多利用普通滑动导轨作支承导向部件或利用滚动支承，前者局限在于摩擦力大，后者在大载荷时点接触或线接触下导轨副疲劳问题明显。同时，试验载荷常使用杠杆加载或或者重物直接加载，载荷范围有限。往复运动机构多采用曲柄滑块，滑块行程调节范围不大。当被试件为额定载荷大，摩擦系数小的直线或滚动导轨时，传统往复式摩擦磨损装置的寿命、载荷范围和测量精度不能满足试验要求。

发明内容

本发明目的是提供一种能够模拟实际工况的新型(直线)滚动导轨摩擦磨损试验机，直接采用导轨作试样，可用于导轨副材质、润滑介质的快速评定，也可用于直线导轨副与滚动导轨副的加速寿命试验的机床导轨摩擦磨损试验机。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

本发明包括试验系统和测量系统，试验系统包括直线电机、铰链、底座、下试样平台、挡油板、上试样夹具、第一传感器安装支架、第二传感器安装支架、上安装板、活塞、液压缸盖板、液压缸、支撑杆、液压油站；档油板上设置下试样平台，下试样平台的一侧通过铰链与直线电机连接，下试样平台的另一侧分别设置第一传感器安装支架、第二传感器安装支架，档油板、下试样平台、第一传感器安装支架、第二传感器安装支架分别设置在底座上，下试样平台与底座之间设置平-V导轨，平-V导轨表面贴塑处理，平-V导轨设置在底座的导轨槽内；第一传感器安装支架、第二传感器安装支架之间设置上试样夹具，上试样夹具上设置上安装板，上安装板上设置活塞，活塞上设置盖板，第一传感器安装支架、第二传感器安装支架分别通过支撑杆与盖板连接；盖板上设置液压油缸，液压油缸与液压油站连接；测量系统包括三轴向力传感器、红外测温探头、光电传感器、数据采集电路及计算机；三轴向力传感器设置在试样夹具与活塞之间；红外测温探头安装于底座上并垂直于导轨面布置；光电传感器垂直于导轨副运动方向安装，并对准下试样平台侧面。

比较好的是，本发明的导轨为表面贴塑处理的直线型平-V导轨，直线型平-V导轨设置在底座的导轨槽内；

比较好的是，本发明的导轨为V型滚动钢导轨，V型滚动钢导轨设置在底座的导轨槽内。

比较好的是，本发明的液压油缸与液压油站之间的连接管道上分别设置节流器、溢流阀。

本发明的一对下导轨试样安装于下试样平台上，一对上导轨试样安装于上试样夹具内，并利用上试样夹具一侧的螺钉微调上导轨试样位置，保证上下导轨间运动平滑。通过节流阀调整液压缸油压，调整施加于一对导轨副上的载荷。直线电机拖动下试样平台往复运动，由三轴向力传感器测得导轨副间摩擦力及导轨副上的载荷；由红外测温探头测量导轨副温度，并在软件中采用取均值的方法降低试验误差；由光电传感器测得导轨副往复运动次数；测量信号接入数据处理电路，经A/D转换后送入单片机预处理，再送入计算机由上位机软件处理，计算导轨副间摩擦系数、导轨面温升、往复运动速度及试验时间。

上述的机床导轨摩擦磨损试验机，试验对象为直线导轨或滚动导轨，可更换的滑轨夹具安装于下试样平台中间，直线导轨或滚动导轨安装于上试验夹具上。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比具有如下优点：

1、用贴塑导轨取代滚动导轨和常用滑动导轨，其摩擦系数低，承载能力高，且结构简单加工方便，突破了传统往复式摩擦磨损机寿命短的缺点。

2、用液压加载方式实现大载荷，并避免了杠杆加载方式在高速运动时易引起振动冲击的问题。