[发明专利]一种材料的非均匀温度场磨损试验装置及其试验方法

权利要求书

1.一种材料的非均匀温度场磨损试验装置，其特征在于：包括机座(1)、电机底座(2)、电机(3)、电机安装架(4)、缸体底座(5)、摩擦缸体(6)、加热元件(7)、轴承底座(8)、轴承座(9)、轴承(10)、传动轴(11)和摩擦组件(12)；所述电机底座(2)通过螺栓安装在所述机座(1)上，所述电机(3)经所述电机安装架(4)固定在所述电机底座(2)上；所述缸体底座(5)通过螺栓安装在所述机座(1)上，所述摩擦缸体(6)为圆筒状结构，且安装在所述缸体底座(5)内，所述缸体底座(5)外周沿周向安装有若干加热元件(7)；两个所述轴承底座(8)通过螺栓安装在所述缸体底座(5)两侧，且一个所述轴承底座(8)位于所述电机底座(2)和缸体底座(5)之间；每个所述轴承底座(8)上固定有轴承座(9)，且所述轴承座(9)内安装有轴承(10)；所述电机(3)、摩擦缸体(6)和两个轴承(10)轴线重合，所述传动轴(11)一端与所述电机(3)输出轴连接，穿过近端所述轴承(10)和摩擦缸体(6)，另一端与远端所述轴承(10)连接；所述摩擦组件(12)固定安装在所述传动轴(11)上，且位于所述摩擦缸体(6)内。

2.根据权利要求1所述的一种材料的非均匀温度场磨损试验装置，其特征在于：所述电机(3)输出轴上安装有电机扭矩传感器(13)，所述机座(1)上安装有扭矩传感器控制器(14)，且与所述电机扭矩传感器(13)电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种材料的非均匀温度场磨损试验装置，其特征在于：所述传动轴(11)上安装有旋转位移传感器(15)，且位于远端轴承(10)和摩擦组件(12)之间；所述机座(1)上安装有位移传感器控制器(16)，且与所述旋转位移传感器(15)电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种材料的非均匀温度场磨损试验装置，其特征在于：所述加热元件(7)为单头电热管；所述机座(1)上安装有电阻式温控器(17)，且所述电阻式温控器(17)与若干所述加热元件(7)电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种材料的非均匀温度场磨损试验装置，其特征在于：所述机座(1)上安装有电机调速器(18)，且所述电机调速器(18)与所述电机(3)电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种材料的非均匀温度场磨损试验装置，其特征在于：所述轴承底座(8)和轴承座(9)之间安装有隔热棉(19)。

7.根据权利要求1所述的一种材料的非均匀温度场磨损试验装置，其特征在于：所述摩擦组件(12)包括安装部(1201)和摩擦部(1202)；所述安装部(1201)套装在所述传动轴(11)上，所述摩擦部(1202)后端通过螺纹与所述安装部(1201)连接，前端与所述摩擦缸体(6)内壁接触。

8.根据权利要求1所述的一种材料的非均匀温度场磨损试验装置，其特征在于：靠近所述电机(3)一侧的所述轴承(10)与摩擦缸体(6)之间的距离小于另一个所述轴承(10)与摩擦缸体(6)之间的距离。

9.一种利用权利要求1-8任意一项所述的非均匀温度场磨损试验装置的试验方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，均匀温度场/非均匀温度场的配置：试验装置上电，通过电阻式温控器(17)控制加热元件(7)的加热温度，以调节摩擦缸体(6)各区域的温度，从而达到磨损试验的均匀温度场或非均匀温度场的温度条件要求；

步骤2，磨损试验前的摩擦缸体距离测量：首先，将摩擦组件(12)和旋转位移传感器(15)向所述电机(3)侧移动，直到旋转位移传感器(15)的探头正对摩擦缸体(6)待测量的位置；然后，将旋转位移传感器(15)固定于传动轴(11)上；之后，通过电机调速器(18)控制电机(3)旋转速度，位移传感器控制器(16)即可获得一条波动的、有规律的距离曲线，通过数据处理，即可获得摩擦缸体(6)在均匀温度场/非均匀温度场作用下的距离数据；

步骤3，磨损试验预压力调整：完成步骤(2)的摩擦缸体(6)距离测量后，根据试验要求，调整所述摩擦组件(12)，从而改变所述摩擦部(1202)与摩擦缸体(6)之间的接触应力，即磨损试验预压力；

步骤4，摩擦缸体磨损试验：通过电机调速器(18)控制电机(3)旋转速度(即磨损试验速度)，进行摩擦缸体(6)均匀温度场/非均匀温度场作用下的磨损试验；

步骤5，磨损试验后的摩擦缸体距离测量：通过电机调速器(18)控制将电机(3)停止并断电，重复步骤(2)的操作，即可获得磨损试验后的摩擦缸体(6)的距离数据，通过对比计算缸体磨损试验前后的距离差值，即可获得摩擦缸体(6)材料在均匀温度场/非均匀温度场作用下的磨损数据。