[发明专利]一种摩擦力模拟发生装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种物体间力学特性的模拟装置，具体而言涉及一种摩擦力模 拟发生装置。

背景技术

两个互相挤压且接触的物体，在发生相对运动时产生的摩擦力称为滑动摩 擦力，在具有相对运动趋势但尚保持相对静止时的摩擦力称为静摩擦力。滑动 摩擦力的大小和一物体施加于另一物体上的正压力以及两接触物体的动摩擦 系数有关；静摩擦力随外力大小变化，其最大值称为最大静摩擦力，可在测量 出静摩擦系数后求得。现有很多仪器都能用于测量摩擦力或摩擦力系数，但使 用中往往需要特定的条件，难以用于某些已安装于现场的设备的摩擦力特性。 比如工业过程中的阀门，测量阀杆和密封件之间的摩擦力需要对阀门进行拆 解，这在实际中是不允许的。另外，作为特定作用而设计的某一个产品，其内 部所含运动构件间的摩擦力在新产品上是基本确定的，但随着时间推移，摩擦 力的大小可能增加或减小。因此，研究者如要分析不同摩擦力大小下产品的工 作特性，就需要在较长时间范围内测量摩擦特性，这费时费力且工况不可控， 而且还不一定可测。

发明内容

本发明提供一种摩擦力模拟发生装置，可模拟不同摩擦力大小下物体的力 学特性。本发明所提供的装置模拟输出的摩擦力可叠加于被测对象运动部件任 一受力方向上，用于分析不同摩擦力影响下该部件的运动特性。

本发明所提供的一种摩擦力模拟发生装置包括静摩擦块和动摩擦块，两摩 擦块相互挤压接触，质量已知、表面特性稳固，且有不同材质生产的型号不同 的多个摩擦块。动摩擦块两端分别通过耦接器和可动轴连接，可动轴和轴承连 接，通过调节两个轴承安装座在导轨上的位置，可动轴的行程范围可增加或减 小，从而动摩擦块的行程相应的可调节。静摩擦块施加于动摩擦块的压力大小 可调，不同压力情况下，动摩擦块可产生不同的运行特性。动摩擦块运动特性 也受可动轴和轴承间摩擦力的影响，轴承的选择应以尽量减小可动轴和轴承间 的滑动摩擦力为标准。同时，这一滑动摩擦力也可在人机操作构件上进行补偿。

本发明所提供的一种摩擦力模拟发生装置包括一组压力调节装置，以改变 静摩擦块施加于动摩擦块上的压力。压力调节装置主要包括调节手柄、位移缩 放构件、弹性组件、压力传感器、静摩擦块固定件以及相关的辅助构件。旋转 调节手柄带动调节螺杆转动，调节螺杆连接位移缩放构件，转动位移量经缩放 后带动伸缩螺杆转动。伸缩螺杆转动产生和其轴心方向相同的直线位移，从而 在上压力件上施加压力。上压力件连接弹性组件，弹性组件另一端连接下压力 件，下压力件和静摩擦块固定件之间设置有压力传感器。弹性组件在上压力件 推动下会产生形变，进一步将调节手柄旋转位移进行比例缩放，使最终施加于 下压力件上的压力在一个较宽范围内可调。压力传感器用于检测施加于静摩擦 块固定件上的压力，配合人机操作构件中的数据显示，最终施加于静摩擦块上 的压力可通过调节手柄精确设定。静摩擦块固定件质量已知，与静摩擦块直接 连接，且其接触面上设置有固定装置，用于保证静摩擦块不会在接触面的垂直 方向发生位移。

本发明所提供的一种摩擦力模拟发生装置包括一个人机操作构件，主要由 微处理器、信息输入电路、压力信号处理电路、通信接口电路、存储器和显示 电路组成。微处理器是人机操作构件的核心，对连接于其上的各类电信号进行 运算、存储和输入输出等处理；信息输入电路的功能是将本发明相关的部件特 性参数进行输入，如：摩擦块质量，压力传感器质量、静摩擦块固定件质量以 及滑轮摩擦补偿量等；压力信号处理电路对来自压力传感器的电信号进行处 理，再经微处理器变换后经显示电路进行信息输出；通信接口电路可外接其他 存储器或控制单元，用于输入摩擦力计算时所需的补偿参数，以及输出实验结 果；存储器用于对微处理器运算所需的某些数据和程序进行存储；显示电路对 本装置操作过程中的一些状态、参数和工作步骤等信息进行显示。

本发明所提供的一种摩擦力模拟发生装置还包括两个滑轮和外接引线，外 接引线一端连接牵引头，另一端连接被测实验对象。滑轮的作用是将动摩擦块 所受固定方向的摩擦力转换到不同方向，其安装位置要以不衰减动摩擦块所受 摩擦力为标准。

附图说明

图1是本发明主体结构正面示意图。

图2是本发明人机操作构件结构图。