[发明专利]一种流体润滑摩擦磨损试验机及方法

权利要求书

1.一种流体润滑摩擦磨损试验机，其特征在于：它包括试验机底座(4)，试验机底座(4)上分别设有箱体(16)和驱动电机(1)，箱体(16)内一侧设有贯通试验机底座(4)的导流孔(10-1)，导流孔(10-1)下方设有量杯(10-2),箱体(16)顶部设有箱体盖板(19)，试验机底座(4)下方在箱体(16)和驱动电机(1)处设有从动带轮(9)和主动带轮(2)，其中主动带轮(2)通过转轴与驱动电机(1)相连接，箱体(16)内底部设有下试样底座(8)，下试样底座(8)通过贯穿底座(8)底部以及试验机底座(4)的转轴与从动带轮(9)相连接，主动带轮(2)与从动带轮(9)之间设有齿轮带(3)相互连接，下试样底座(8)上设有下试样(7)，下试样底座(8)上方设有固定在箱体(16)上方箱体盖板(19)上的套筒(15)，套筒(15)内中间设有加载弹簧(17)，套筒(15)内在加载弹簧(17)下方套有上试样底座(13)，上试样底座(13)下方固定有上试样(11)，上试样(11)与下试样(7)之间接触，下试样(7)上设有位移传感器Ⅰ(5)，上试样(11)上设有位移传感器Ⅱ(6)，套筒(15)与上试样底座(13)接触处设有两个力传感器(14)，套筒(15)内在加载弹簧(17)上方设有弹簧座(18)，弹簧座(18)上的箱体(16)开有与弹簧座(18)匹配的开孔，开孔上设有加载螺杆座(20)，加载螺杆座(20)设有下方与弹簧座(18)接触的加载螺杆(21)，加载螺杆座(20)与加载螺杆(21)螺纹匹配；两个力传感器(14)、位移传感器Ⅰ(5)与位移传感器Ⅱ(6)通过导线穿过箱体(16)并通过数据采集卡(27)与计算机(26)相连接，计算机(26)还通过电机控制电路(28)与驱动电机(1)相连接，所述上试样底座(13)上连接有液压管(12)，液压管(12)通过液压表(23)分别与溢流阀(22)和流体介质存储箱(25)相连接，其中与体介质存储箱(25)连接的液压管(12)上设有通过电机控制的液压泵(24)。

2.根据权利要求1所述的流体润滑摩擦磨损试验机，其特征在于：所述套筒(15)的顶部设有便于与箱体盖板(19)连接固定的法兰盘，法兰盘上设有多个套筒螺栓孔(15-1)套筒(15)的下方边缘对称设有两个缺口，缺口中分别设有力传感器Ⅰ(14-1)和力传感器Ⅱ(14-2)。

3.根据权利要求1或2所述的流体润滑摩擦磨损试验机，其特征在于：所述上试样底座(13)为与套筒(15)尺寸匹配的柱状结构，上试样底座(13)两侧分别设有与套筒(15)两个缺口匹配的耳板Ⅰ(13-4)和耳板Ⅱ(13-6)，上试样底座(13)底部的圆形处设有下通液孔(13-1)，上试样底座(13)两侧水平设有相互贯通的右通液孔(13-3)和左通液孔(13-5)，右通液孔(13-3)和左通液孔(13-5)分别与液压管(12)的两个出口相连接平衡出液，右通液孔(13-3)和左通液孔(13-5)与下通液孔(13-1)连通形成T字形结构，上试样底座(13)底面在下通液孔(13-1)的周围设有多个螺栓孔(13-2)。

4.根据权利要求3所述的流体润滑摩擦磨损试验机，其特征在于：所述上试样(11)包括上试样上柱台(11-2)和上试样下柱台(11-4)，其中上试样下柱台(11-4)直径小于上试样上柱台(11-2)，上试样上柱台(11-2)超过上试样下柱台(11-4)处设有多个与螺栓孔(13-2)匹配的上试样螺栓孔(11-3)，上试样(11)圆心处轴向设有上试样通液孔(11-1)，上试样通液孔(11-1)底部设有阻尼孔(11-5)，上试样上柱台(11-2)上加工有密封圈沟槽，使用螺栓连接上试样(11)和上试样底座(13)时，在密封圈沟槽中放置防止泄露的密封圈；上试样下柱台(11-4)根据实验目的不同加工不同几何形状、表面形貌，以及选择材料类型。

5.一种使用权利要求1所述的流体润滑摩擦磨损试验机的试验方法，其特征在于步骤为：

a.首先根据工况和实验目的制备上试样(11)和下试样(7)，使用螺栓通过螺栓孔(13-2)和上试样螺栓孔(11-3)将上试样(11)与上试样底座(13)固定，选择不同的上试样螺栓孔(11-3)固定上试样(11)实现不同的摩擦半径；使用螺栓连接将下试样(7)安装在下试样底座(8)上，下试样(7)实现不同的摩擦半径，调节加载螺杆(21)使其向下推动弹簧座(18)向下挤压加载弹簧(17)，弹簧力即作用在上试样(11)上的摩擦载荷，通过调节加载螺杆(21)的长度从而设定不同的摩擦载荷；

b.启动计算机(26)、数据采集卡(27)，向力传感器(14)、位移传感器Ⅰ(5)、位移传感器Ⅱ(6)供电，开始工作，数据采集卡(27)采集数据发送到计算机(26)上开始记录信号；

c.根据实验要求选择不同粘度流体介质包括：乳化液、液压油、水乙二醇，设置溢流阀(22)的溢流压力，开启液压泵的驱动电机使液压泵开始供液，流体介质顺序通过液压管(12)、上试样底座(13)上的右通液孔(13-3)或左通液孔(13-5)、上试样底座(13)的下通液孔(13-1)、上试样通液孔(11-1)和阻尼孔(11-5)到达上试样(7)和下试样(11)之间的摩擦界面中，并通过设置溢流阀(22)的不同溢流压力从而实现摩擦界面中不同的流体压力；

d启动电机控制电路(28)使驱动电机(1)转动，驱动电机(1)通过主动带轮(2)带动齿轮带(3)驱动从动带轮(9)，从动带轮(9)带动下试样底座(8)连带下试样(7)旋转，并根据实验要求设定不同转速，上试样(11)和下试样(7)开始摩擦磨损实验；

e.记录量杯中的流体介质的体积，获得摩擦磨损实验过程中流体介质的泄露量，在计算机(26)上处理记录的位移传感器Ⅰ(5)所测量下试样表面摩擦磨损区域的实时轮廓、位移传感器Ⅱ(6)所测量摩擦磨损过程中摩擦副界面中形成的流体润滑膜厚度以及力传感器测量摩擦磨损过程中上试样所受到的摩擦力，对上试样(11)和下试样(7)的摩擦磨损实验结果进行分析和评估。