[发明专利]再制造零部件表面涂层加速磨损寿命试验机及其检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种试验机，具体地说是一种再制造零部件表面涂层加速磨损寿命试验机及利用其检测再制造零部件表面涂层加速磨损寿命的方法。

背景技术

目前再制造零件表面通常需要涂覆有耐磨涂层，而耐磨涂层的寿命直接影响再制造零件的使用寿命。目前没有一种方法及装置可以有效的检测出再制造零件表面涂层在加速磨损的情况下使用时间。无法准确判断其加速磨损的寿命就无法准确控制工业生产及零部件的维修及更换。

目前市场上的试验机主要对零件表面涂层摩擦系数、磨损量等磨损性能的对比评价，还没有一种专门能涉及到涂层加速磨损寿命层面的试验机。

由于再制造零部件表面涂层在加速破坏条件下，其需要快速经历跑合磨损期、稳定磨损期以及剧烈磨损期，以上三个不同时期振动、温度、摩擦力和位移的变化规律很复杂，如何找到涂层磨损失效时间判据点，从而得到涂层磨损寿命一直是本领域技术人员难以克服的技术难题。

基于上述内容，本领域技术人员急需一种有效的方式解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种再制造零部件表面涂层加速磨损寿命试验机。

本发明再一目的在于提出一种利用上述试验机进行再制造零部件表面涂层的检测方法。

为了达成上述目的，本发明思路如下：

本发明针对工程应用中再制造零部件表面涂层磨损寿命的评估要求，研制的磨损寿命试验机主要功能就是测量模拟在不同条件下，再制造零部件表面涂层的磨损寿命。判断是否达到涂层磨损寿命的主要有以下几个标准：

A摩擦温度剧烈上升；B磨损垂直位移量达到预警值；C振动量剧烈上升；D摩擦力剧烈变化。

鉴于此，涂层磨损寿命试验中需要测量的参数有：(1)对磨销与对磨盘之间的摩擦力；(2)涂层磨损的垂直位移量；(3)对磨销与对磨盘之间的振动量；(4)对磨销与对磨盘之间摩擦温度。

为了实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：

一种再制造零部件表面涂层加速磨损寿命试验机，所述试验机包括摩擦驱动部件、自由度加载部件和信号测试采集部件；

摩擦驱动部件的作用是保证摩擦副主轴以一定转速平稳旋转，主要包括电机驱动系统控制驱动驱动电机，驱动电机驱动主动轮旋转，主动轮与从动轮之间通过传动带连接，从动轮套设于摩擦副主轴外并带动其旋转，摩擦副主轴上设有对磨盘；选定了额定功率为400W，转速范围0～4000r/min的无刷直流电机作为整个试验机的动力装置。采用48V电源供电，通过WS-32C高性能驱动器驱动电机，使得电机实现正反转和无级变速功能，并保证运行平稳、振动小、噪音低。

试验机核心部分——摩擦副采用销-盘式接触，模拟实际工况中的面-面接触。对磨盘为GCr15或陶瓷材料，通过电机带动旋转。对磨销采用调质45#钢，销底面为待测喷涂层。摩擦副主轴主要是受扭转力，根据轴受扭转时的强度校核条件确立轴的最小直径，并考虑与轴承的配合以及轴向定位。

自由度加载部件包括加载杠杆，加载杠杆上设有对磨销，对磨销位于所述对磨盘一侧；对磨销上端设有加载台；加载杠杆另一端设有转动块；一转动轴贯穿于转动块，且其下部连接有加载支座。

试验机加载系统的要求是能够对摩擦副提供稳定载荷，为了节约成本，试验机采用杠杆原理加载，载荷在试验过程中由两部分组成，一是由砝码(为图1中加载台与砝码支架之间部件)通过杠杆装置所施加的载荷，二是由杠杆系统的质量所产生的载荷。通过称量方式找出组成杠杆系统上的所有零件(包括传感器、对磨销和支承座等)的公共质心位置和质量，即可求得试验载荷P。为了测量摩擦力大小，将加载杠杆通过四个滚动轴承组合，设计加工可以实现上下左右转动装置，以便在试验过程中通过测量加载杆转动量确定摩擦力大小。

信号测试采集部件包括霍尔传感器、温度传感器、加速度传感器、压力传感器、位移传感器。

所述霍尔传感器位于轴承端盖上，通过摩擦副主轴上安装的磁铁旋转，测量摩擦副转数。所述温度传感器位于对磨销上，实时反应磨损区温度。所述加速传感器位于加载杠杆端部，所述压力传感器安装于一L型支架上抵住加载杠杆，测量摩擦力，通过压力传感器，检测出由对磨销和对磨盘之间摩擦力产生的加载杆转动力。所述位移传感器位于砝码支架上，该砝码支架与加载台连接，位移传感器测量涂层垂直磨损位移。上述各传感器通过数据转换装置传到计算机处理。

利用上述试验机检测再制造零部件表面涂层加速磨损寿命的方法，步骤如下：