[发明专利]一种辊式摩擦磨损实验机及方法

说明书

本发明公开了一种辊式摩擦磨损实验机及方法，包括驱动模块、传动模块、辊压模块和测压模块，驱动模块与传动模块连接，传动模块与辊压模块连接，辊压模块包括机架和辊子，机架与传动模块连接，辊子安装于机架上，机架上设有用于安装配重的载物台，测压模块包括设置于辊子下方的试验台，试验台中设有用于测量辊子施加压力大小的压力传感器，试验台上部用于设置待测金属板；所述传动模块能够带动机架往复运动。本发明通过对辊轧过程中摩擦磨损条件的模拟，可以高效准确地实现对大载荷大变形条件下辊压摩擦系数的测定，更为研究金属大塑性变形条件下摩擦环境对性能的影响以及磨损实验相关特征提供了有效的实验设备保障。

技术领域

本发明属于机械技术领域，具体涉及一种辊式摩擦磨损实验机及方法。

背景技术

随着我国材料科学与工程学科的迅速发展，特别是金属材料在塑性变形和摩擦方面研究的加速，越来越多形形色色的摩擦磨损实验机相继出现，但在大载荷条件下模拟辊压变形的摩擦磨损实验机并不多见，对现有技术既市面在售的摩擦磨损实验机进行研究和分析。通过研究和分析可初步得出以下结论：

(1)目前，市面上超过95％的摩擦磨损实验机都以旋转式的摩擦副为研究对象。

(2)在以旋转为摩擦副的摩擦磨损实验机中，大部分均以圆珠滚动的形式模拟摩擦环境。

(3)国内外对于线性往复式的摩擦副为研究对象的摩擦磨损实验机仅限于高频、小载荷与微行程等方面的研究，而用于低频、大载荷与大行程的线性往复式摩擦磨损实验机的设计及应用的研究还很少。

为了给研究金属大塑性变形条件下摩擦系数的测定和摩擦环境对性能的影响以及磨损实验相关特征提供有效的实验设备保障，迫切需要一种大载荷辊压式的摩擦磨损实验装置。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种辊式摩擦磨损实验机及方法，本发明可以高效准实现大载荷大变形条件下辊压摩擦磨损实验，更为研究金属大塑性变形条件下摩擦环境对性能的影响以及磨损实验相关特征提供了有效的实验设备保障。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种辊式摩擦磨损实验机，包括驱动模块、传动模块、辊压模块和测压模块，驱动模块与传动模块连接，传动模块与辊压模块连接，辊压模块包括机架和辊子，机架与传动模块连接，辊子安装于机架上，机架上设有用于安装配重的载物台，测压模块包括设置于辊子下方的试验台，试验台中设有用于测量辊子施加压力大小的压力传感器，试验台上部用于设置待测金属板；所述传动模块能够带动机架往复运动。

优选的，所述传动模块包括蜗杆、蜗轮和曲柄滑块机构，蜗杆的一端与驱动模块的动力输出端连接，蜗轮设置于蜗杆的上方并与蜗杆啮合；所述曲柄滑块机构以蜗轮轴为转动副，蜗轮两侧均设有曲柄滑块机构，所述蜗轮两侧曲柄滑块机构中的滑块分别安装在两侧的固定导轨上；机架的两端分别与两侧曲柄滑块机构中的滑块连接。

优选的，滑块上设有竖直的定位销，机架的端部开设有与该定位销适配的定位孔，机架与滑块通过定位孔和定位销连接，定位孔和定位销之间为间隙配合。

优选的，所述驱动模块包括电机和电机开关，电机和电机开关连接，电机的输出轴与传动模块的动力接入端连接。

优选的，载物台上设有竖杆，配重采用砝码，砝码套设于竖杆上。

一种辊式摩擦磨损实验方法，通过本发明上述辊式摩擦磨损实验进行，包括如下过程：

将待测金属板安装在试验台上部，在载物台加载配重；

驱动模块利用传动模块驱动辊压机架做水平往复运动，辊子在待测金属板表面滚压，进行磨损实验，压力传感器测量施加在待测金属板上的压力。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：