[发明专利]一种滚动微动磨损试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及微动磨损试验装置领域，尤其是一种滚动微动磨损试验装置。

背景技术

微动磨损（Fretting Wear）即接触表面的相对位移由外界机械振动、疲劳载荷、电磁振动或热循环等交变载荷作用下引起的微动，一般其位移幅度为微米量级。这些接触表面通常名义上是静止的，即微动发生在“紧固”配合的机械部件中,微动磨损对局部的反复作用，可以造成接触表面摩擦磨损，并能萌生疲劳裂纹，降低局部疲劳强度，使机械零部件的疲劳寿命大大降低。因此，微动磨损要比一般的滑动磨损严重得多。微动损伤普遍存在于机械行业、核反应堆、航空航天器、桥梁工程、汽车、铁路、船舶、电力工业甚至人工植入器官等领域的紧配合部件中，现已成为一些关键零部件失效的主要原因之一。

目前，为了便于研究，通常对于简单化的球-平面接触方式，根据接触体间相对运动的不同，微动可分为4种基本运行模式，即：（1）切向微动(或平移式微动)；（2）径向微动；（3）转动微动；（4）扭动微动。按对摩擦副发生的相对运动来划分，主要有两种运动，即直线运动(往复切向运动和径向运动)和旋转运动(滚动一切向和转动的复合、转动和扭动)。与直线运动相比，旋转下的球-平面运动较复杂，有三种运动形式，即（1）滚动运动；（2）转动运动；（3）扭动运动。

滚动微动是滚动体在交变载荷下在滚动面上发生滚动，并产生微幅滚动的相对运动；与转动微动相比，转动微动的旋转轴在运动的时候是不存在有位移的,而滚动运动的旋转轴是存在着位移的。在滚动微动滚动为运动的零部件中，特别是在风电轴承中，滚动微动磨损带来的损害是风电轴承失效的主要形式。目前，关于微动磨损的研究都是以简化的球-平面接触形式为基础的，对于复杂接触形式的微动磨损，如滚动微动磨损则由于试验设备的限制，无法进行模拟试验检测研究。研究滚动微动试验的方法，以改进机械工程的相关设计，减少工程中出现的滚动微动磨损问题，对提高装备与机械部件的性能和寿命具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种滚动微动磨损试验装置，以解决目前无法对滚动微动磨损进行试验检测的问题。

为了解决上述问题，本发明的滚动微动磨损试验装置采用以下技术方案：一种滚动微动磨损试验装置，包括机架，所述机架上沿竖向导向装配有下试样体，所述下试样体于底部传力连接有升降加载装置，下试样体的上表面上设有下凹的圆弧面并于所述圆弧面上放置有滚动体试样；所述机架上通过立架设有水平轴并通过水平轴装配有上夹具，所述水平轴的轴线与所述圆弧面的中心线位于同一竖直平面内，所述上夹具的下部转动装配有分设于所述滚动体试样径向两侧并与滚动体试样滚压配合的两滚轮，所述两滚轮的轴线均与水平轴的轴线平行且与水平轴的轴线之间的距离相等，所述上夹具传动连接有用于驱动其绕水平轴的轴线往复摆动的驱动装置。

所述机架上设有升降工作台，所述的下试样体通过所述升降工作台沿竖向导向活动装配于机架上并通过升降工作台与所述升降加载装置传动连接。

所述下试样体通过设于工作台上的下夹具固设于工作台上。

所述驱动装置具有转动输出轴，所述水平轴与所述立架转动配合，所述上夹具与水平轴止旋配合并通过水平轴与驱动装置的转动输出轴传动连接。

所述水平轴通过设于其远离上夹具的一端的曲柄摇杆机构将上夹具与驱动装置的转动输出轴传动连接。

所述升降加载装置及驱动装置均受控连接于一控制器，所述下试样体与升降加载装置之间设有荷重传感器，所述转动输出轴上设有转速传感器，所述荷重传感器及转速传感器均连接于所述控制器。

所述水平轴与机架之间设有用于检测上夹具的摆动幅度的编码器，所述编码器连接于所述控制器。

由于本发明的滚动微动磨损试验装置具有所述的下试样体、滚动体试样及上夹具，所述下试样体上设有所述圆弧面，所述上夹具摆动装配于机架上并于下部转动装配有分设于所述滚动体试样径向两侧并与滚动体试样滚压配合的两滚轮；因此，在工作时可通过所述驱动装置驱动上夹具摆动，并同时通过所述升降加载装置为为滚动体提供径向载荷，从而可通过上夹具的两滚轮带动滚动体试样在下试样的圆弧面上往复滚动，以此来模拟滚动微动磨损的工作状况，从而对滚动微动磨损进行试验检测，解决了针对滚动微动磨损无法进行试验检测的问题。

附图说明

图1是本发明的滚动微动磨损试验装置的实施例1的传动原理图；

图2是本发明的滚动微动磨损试验装置的实施例1的结构示意图；

图3是图2的左视图；