[实用新型]多功能高温高速摩擦磨损实验机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种摩擦磨损实验机，尤其涉及一种多功能高温高速摩擦磨损实验机。

背景技术

航空涡轮发动机封严结构材料（包括封严涂层）在超高速高温气流环境中工作，要求很高的综合性能。封严结构动静配副材料之间的刮削现象可以归纳为复杂、极端工况下固体与固体之间的摩擦学问题，但是目前科学界对固-固摩擦的机理尚未形成完整、系统的理论，目前世界上对封严材料可磨耗性能研究依然主要依靠试验技术。有研究表明，当刮削线速度超过100m/s时，材料磨损磨耗机理会发生很大的转变，现有技术的滑动型磨耗试验机和试验方法并不能良好地符合实际装置中零件的刮擦式磨耗特性。因此，实际零部件中产生的摩擦磨损和试验得到的结果之间的一致性很差。

钛合金由于具有高的比强度、抗蚀性和耐热性等优异性能而在航空发动机工业中获得了广泛应用。目前，世界上大约3/4钛合金用于航空航天和军工产品。我国先进战机的动力装置，也不可避免地采用了大量的钛合金，其中压气机部件的大部分零件就采用了钛合金材料。但是，钛及普通钛合金存在致命的持续燃烧敏感问题，有容易着火燃烧的特性，会导致钛火故障。着火的原因是：在没有封严涂层或是机匣上的封严涂层磨穿情况下，叶片与机匣摩擦而着火。有研究表明，当刮擦线速度逐渐提高时，阻燃材料的阻燃机理会逐渐地转变，特别在刮擦线速度超过100m/s时，而现有试验设备不能良好地模拟实际装置零件运行环境下的高速旋转动部件和静止部件之间的刮擦特性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能模拟真实工况下的多功能高温高速摩擦磨损实验机。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的多功能高温高速摩擦磨损实验机，包括主轴动力系统、径向微进给系统、轴向微进给系统、火焰加热系统和控制系统；

所述主轴动力系统包括轮盘，所述轮盘的边缘部位设有模拟叶片，所述轮盘连接有主轴增速装置，所述轮盘的边缘部位与所述模拟叶片相对的一侧设有配重块；

所述轴向微进给系统包括第一试样工装，所述第一试样工装的夹持端正对所述轮盘的端面；

所述径向微进给系统包括第二试样工装，所述第二试样工装的夹持端正对所述轮盘的边缘部位；

所述火焰加热系统的火焰喷射端指向所述第二试样工装的夹持端。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的多功能高温高速摩擦磨损实验机，主轴动力系统可以通过皮带增速实现驱动轮盘350m/s的高速旋转，轮盘边缘部位设有模拟叶片，可对径向进给实验件实现刮擦，火焰加热装置对实验件进行加热，达到实验件实际工作温度。可模拟涡轮发动机的真实工况，较好地用于封严材料超高速高温工况下磨耗磨损机理的研究，测试各种类型封严材料的可磨耗性能；进行发动机防钛火实验等。轴向进给机构可带动块状、环状、销进行轴向进给，与轮盘实现超高速对磨，可模拟火车轨道及磨床等的高速摩擦磨损工况，进行摩擦磨损机理的研究。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的多功能高温高速摩擦磨损实验机的立面结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的多功能高温高速摩擦磨损实验机的平面结构示意图；

图3为图2的A向结构示意图；

图4为本实用新型实施例中的模拟叶片安装结构示意图；

图5为本实用新型实施例中的加热部分结构示意图。

图中：1、主驱动电机，2、主动轮，3、高速平带，4、从动轮，5、高速球轴承，6、柔性主轴，7、橡胶阻尼器，8、第一试样工装，9、第一水冷却器，10、第一压电测力仪，11、第一精密滚珠丝杠导轨平台，12、第一精密行星齿轮减速器，13、第一伺服电机，14、第一手摇导轨，15、红外测温仪，16、第一试验件，17、第一热电偶，18、轮盘，19、配重，20、高速高温火焰，21、模拟叶片，22、第二试验件，23、第二热电偶，24、第二试样工装，25、第二水冷却器，26、第二压电测力仪，27、第二精密滚珠丝杠导轨平台，28、第二精密行星齿轮减速器，29、第二伺服电机，30、第二手摇导轨，31、销钉，32、火焰导流挡板，33、挡板。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例作进一步地详细描述。

本实用新型的多功能高温高速摩擦磨损实验机，其较佳的具体实施方式如图1、图2所示：

包括主轴动力系统、径向微进给系统、轴向微进给系统、火焰加热系统和控制系统；

所述主轴动力系统包括轮盘，所述轮盘的边缘部位设有模拟叶片，所述轮盘连接有主轴增速装置，所述轮盘的边缘部位与所述模拟叶片相对的一侧设有配重块；