[发明专利]一种预修摩擦副的高速润滑性能试验机及其应用

说明书

本发明公开了一种预修摩擦副的高速润滑性能试验机及其应用，主要包括固定座，工作台，电主轴，防溅盒，摩擦盘，X向进给装置，Z向进给装置，夹紧装置，对磨工具，修盘装置，测量系统，对刀仪等；通过修盘装置对摩擦盘表面修盘后，电主轴带动摩擦盘旋转，通过修盘装置对摩擦盘表面修盘后，防溅盒内放入适量润滑剂，电主轴带动摩擦盘旋转，通过Z向进给装置和X向进给装置带动对磨工具与摩擦盘接触进行摩擦测试，测试过程中对磨工具与摩擦盘间压力保持恒定，测量系统在此过程中采集数据。本发明可以有效提高高速摩擦测试的稳定性与准确性。

技术领域

本发明属于摩擦学测试及精密与超精密加工领域，具体涉及一种预修摩擦副的高速润滑性能试验机及其应用。

背景技术

摩擦磨损发生在高速旋转机械、材料切削加工、机构往复运动等场合，摩擦系数及磨损历程对于零件材料的选择、结构设计、冷却润滑方式的选择等方面具有重要意义。其中高速摩擦磨损又有着和一般摩擦磨损不同的特征：①高速(线速度大于15m/s)产生的惯性力会影响润滑油的附着能力，将润滑油从摩擦区域挤出或甩出，造成摩擦系数的增大；②高速摩擦伴随着实际接触点的剧烈塑性变形，从而增加了接触点处的材料流动，减小了剪切阻力，进而减小了摩擦系数；③高速摩擦中实际接触点处的塑性变形导致了热量的产生和温度的上升，增加了摩擦副之间的化学亲和作用，从而增加了摩擦系数。鉴于高速摩擦物理过程的复杂性，高速摩擦磨损已经成为当前学术界研究的热点问题。

一般摩擦磨损的测试包括球盘、销盘、盘盘、四球等各种摩擦方法及其相关摩擦磨损试验机中，摩擦副在摩擦初期产生磨合作用，经过一段时间后摩擦状态达到稳定，进入稳定磨损阶段，此时仪器测量摩擦副的相对位移、摩擦力等物理量，计算出摩擦系数和磨损率。对于高速摩擦现有的试验方法存在以下问题：①高速过程中摩擦副实现磨合过程的条件较为苛刻，甚至不会出现稳定磨损阶段而直接到达严重磨损阶段；②高速摩擦过程的对磨工具磨损严重，即使达到了稳定磨损阶段，对磨工具的几何形状也已经发生了明显的改变，影响了测试的精度和准确性；③高速摩擦中高速旋转所产生的巨大惯性力严重影响了摩擦测试的精度。因为上述问题的限制，现有的商业摩擦磨损试验机的最高转速水平大概在5000rpm(直径50mm的摩擦盘)，线速度约合7.87m/s，难以达到高速摩擦的测试要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种预修摩擦副的高速润滑性能试验机及其应用，旨在减少磨合过程，利用单点刀具对摩擦盘进行在线修盘，保证摩擦副的形状精度和相对位置精度，同时通过动平衡增加摩擦过程的稳定性，力反馈装置可保证摩擦测试过程中对磨工具与摩擦盘间的压力恒定，从而实现高速润滑性能测试。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：

一种预修摩擦副的润滑性能试验机，包括：

固定座；

水平布置的工作台，固接在固定座顶部；

垂直布置的电主轴，固接在固定座，且电主轴向上穿出工作台；

用于放置润滑剂的防溅盒，固接在电主轴顶部；

摩擦盘，固接在防溅盒内且与电主轴同轴，通过电主轴带动摩擦盘旋转；

X向进给装置，装接在工作台，且进给方向垂直于电主轴回转轴线并沿摩擦盘径向进给；

Z向进给装置，装接在X向进给装置，且进给方向平行于电主轴回转轴线；

夹紧装置，可装拆地装接在Z向进给装置；

与摩擦盘配合摩擦的对磨工具，装接在夹紧装置；

用于控制夹紧装置沿Z向微动并保持对磨工具与摩擦盘间压力恒定的力反馈装置，装接在夹紧装置；

用于对摩擦盘表面进行修盘的修盘装置，可装拆地装接在Z向进给装置；