[发明专利]一种柱式导电滑环摩擦特性测试装置及其使用方法

权利要求书

1.一种柱式导电滑环摩擦特性测试装置的使用方法，实现使用方法的柱式导电滑环摩擦特性测试装置包括柱式导电滑环运动装置、安装平台、三维位移装置和测试装置，其特征在于，

所述柱式导电滑环运动装置包括电动转台(1)、绝缘柱(2)和金属环(5)，所述金属环(5)套装在所述绝缘柱(2)上，所述绝缘柱(2)通过螺栓固定在所述电动转台(1)上，通过所述电动转台(1)的旋转带动所述金属环(5)转动；

所述安装平台包括光学隔震台(3)和光学面包板(4)，所述光学面包板(4)通过支架安装在所述光学隔震台(3)上；

所述三维位移装置包括微调位移平台(6)、滑台I(7)和滑台Ⅱ(8)，所述滑台I(7)固定在所述光学面包板(4)上，实现y方向的移动；所述滑台Ⅱ(8)固定在所述滑台I(7)上，实现z方向的移动；所述微调位移平台(6)安装在所述滑台Ⅱ(8)上，实现x方向的微调；

所述测试装置包括支架I(9)和支架Ⅱ(12)，所述支架I(9)上安装有LVDT位移传感器I(10)，所述支架Ⅱ(12)上安装有LVDT位移传感器Ⅱ(11)；

所述微调位移平台(6)上固定有安装块(15)，所述安装块(15)设置的凹槽中插接有悬臂梁(14)，所述悬臂梁(14)的一端与所述安装块(15)固定连接，且其另一端固定有第一刷丝束(13)，所述第一刷丝束(13)与所述悬臂梁(14)之间设置有绝缘介质；

柱式导电滑环摩擦特性测试装置的使用方法包括以下步骤：

开始工作前，安装在绝缘柱(2)上的金属环(5)与安装在悬臂梁(14)上的第一刷丝束(13)保持虚接触；调整并固定支架I(9)和支架Ⅱ(12)，使LVDT位移传感器I(10)的端部与悬臂梁(14)的侧面以及第一刷丝束(13)的固定端位置接触；同时，使LVDT位移传感器Ⅱ(11)的端部与悬臂梁(14)的端面接触，调整第一刷丝束(13)和金属环(5)的相对位置，使得LVDT位移传感器I(10)和LVDT位移传感器Ⅱ(11)的示数均为零；

工作开始时，通过旋钮调整三维位移装置中的微调位移平台(6)，使得第一刷丝束(13)与金属环(5)接触，此时，第一刷丝束(13)在x方向的位移量由LVDT位移传感器Ⅱ(11)记录为ω_B，根据悬臂梁弯曲变形理论，计算出对应的第一刷丝束(13)与金属环(5)之间的接触力F_a；当F_a达到试验值时，停止微调位移平台(6)的调整，并保持第一刷丝束(13)与金属环(5)之间x方向的固定，同时将与悬臂梁(14)接触的LVDT位移传感器Ⅱ(11)和支架Ⅱ(12)撤除，使悬臂梁(14)仅与LVDT位移传感器I(10)保持虚接触，并沿x方向调整支架I(9)和LVDT位移传感器I(10)的位置，直至与第一刷丝束(13)的固定端位置和悬臂梁(14)的侧面虚接触；

启动电动转台(1)，金属环(5)在绝缘柱(2)和电动转台(1)的共同作用下开始转动，与第一刷丝束(13)为相对滑动；

工作开始后，由于第一刷丝束(13)与金属环(5)之间的相对滑动作用，在摩擦力的作用下，第一刷丝束(13)带动悬臂梁(14)在y方向产生振动，此时与悬臂梁(14)侧面接触的LVDT位移传感器I(10)产生跳动的示数ω_y，同理可计算出ω_y对应的摩擦力F_y，进而通过F_y与F_a的比值，计算出实时对应的动态摩擦系数，从而测量并分析柱式导电滑环的摩擦特性。

2.根据权利要求1所述的一种柱式导电滑环摩擦特性测试装置的使用方法，其特征在于，所述支架I(9)固定在光学隔震台(3)上，所述LVDT位移传感器I(10)与所述滑台I(7)的运动方向平行，且所述LVDT位移传感器I(10)与所述悬臂梁(14)的高度一致，并与所述悬臂梁(14)的侧面接触。

3.根据权利要求2所述的一种柱式导电滑环摩擦特性测试装置的使用方法，其特征在于，所述支架Ⅱ(12)固定在光学隔震台(3)上，所述LVDT位移传感器Ⅱ(11)与所述微调位移平台(6)的运动方向平行，且所述LVDT位移传感器Ⅱ(11)与所述悬臂梁(14)的高度一致，并与所述悬臂梁(14)的端面接触。