[实用新型]一种落塔环块摩擦磨损试验装置

说明书

本实用新型公开了一种落塔环块摩擦磨损试验装置，包括载荷加载机构、块试样装夹机构、环试样装夹机构、摩擦动力装置以及固定设置于落塔落舱中的机架；机架具有第一支撑板、第二支撑板以及用于安装摩擦动力装置的动力装置固定座，第一支撑板和第二支撑板分别上下设置；本实用新型可以安装在落舱之中，进行微重力落塔摩擦磨损实验，可以较真实的模拟微重力环境和探索微重力对机构摩擦磨损的影响。

技术领域

本实用新型涉及微重力摩擦学领域，尤其涉及一种落塔环块摩擦磨损试验装置。

背景技术

随着我国航天事业的发展，各种空间机构越来越多的应用于太空实践，空间机构在太空服役期间主要长期受微重力、高真空、交变温度、辐射等环境因素的影响。对于高真空、交变温度、辐射等环境因素的研究比较广泛和深入，并且采取有效的防护措施。然而对于微重力对运动机构摩擦磨损的影响的研究还很少，在国内还基本处于空白阶段。

研究微重力对空间机构/活动件磨损的影响，探究空间环境下机构的磨损机理，对解决各类复杂航天器系统长期有效服役问题，提高各类空间机构的技术经济性能指标，以及我国航天事业在空间机构领域的工程应用、技术完善与理论发展具有十分重要的意义。

目前微重力环境地面模拟试验方法主要有落塔法、抛物飞行法、水浮法、吊丝配重法、气浮平台等。虽然水浮法、吊丝配重法、气浮平台能长时模拟微重力环境，但是真实性较差。因为，水槽、悬吊、气浮等现有模拟试验手段不仅无法解决复杂轨迹的三维运动地面模拟问题，而且因绳索柔性、设备中摩擦等阻力、大质量机构的运动惯量等因素，使得其有效性并不理想。落塔法和飞机抛物线飞行能较真实的模拟微重力环境，但是飞机抛物线飞行的成本高，对机构研究实用范围有限。而落塔法形成的微重力时间短，而且要承受大的冲击和受落舱环境的限制，目前还没有能适用于落塔实验的摩擦磨损试验机，所以目前国内对于落塔实验研究微重力环境下的摩擦磨损才处于空白。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种落塔环块摩擦磨损试验装置，可以真实的模拟微重力环境和探索微重力对机构摩擦磨损的影响。

本实用新型的另一目的在于：提供一种落塔环块摩擦磨损试验的方法。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种落塔环块摩擦磨损试验装置，包括载荷加载机构、块试样装夹机构、环试样装夹机构、摩擦动力装置以及固定设置于落塔落舱中的机架；

机架具有第一支撑板、第二支撑板以及用于安装摩擦动力装置的动力装置固定座，第一支撑板和第二支撑板分别上下设置；

块试样装夹机构包括导向轴套、传动轴以及块试样安装座，第二支撑板上开设有安装孔，导向轴套连接到安装孔中，传动轴穿过导向轴套，传动轴轴向端面上凸出有球形接触面，传动轴通过球形接触面与载荷加载机构相接触，块试样安装座安装于传动轴另一端部；

环试样装夹机构包括环试样压紧板、锁紧螺栓以及用于安装环试样的环试样安装轴，环试样压紧板设置在环试样装入的一侧，环试样压紧板通过锁紧螺栓与环试样安装轴连接，将环试样固定于环试样安装轴上，使环试样与块试样相接触，摩擦动力装置与环试样安装轴相连接，用于驱动环试样转动。

优选的，环试样装夹机构还包括浮动连接机构，浮动连接机构包括浮动轴套、浮动连接销以及浮动球；

浮动轴套一端固定套装于环试样安装轴上，浮动轴套另一端套装于摩擦动力装置的传动主轴上，套装于传动主轴上部分的浮动轴套开设有第一销连接孔，传动主轴对应销连接孔径向开设有第二销连接孔，浮动连接销穿接于第一销连接孔和第二销连接孔中，将浮动轴套与传动主轴连接起来；

环试样安装轴与传动主轴相对的端面上开设有第一圆弧凹槽，传动主轴与环试样安装轴相对的端面上开设有第二圆弧凹槽，浮动球设置在环试样安装轴与传动主轴之间，且分别与第一圆弧凹槽和第二圆弧凹槽相接触。