[发明专利]一种可控温控湿的载流摩擦磨损试验系统及其控制方法

权利要求书

1.一种可控温控湿的载流摩擦磨损试验系统，其特征在于：包括环境试验腔体（1）、温度控制单元（2）、湿度控制单元（3）、载流摩擦磨损测试组件（4）、数据采集与控制系统（5）；

所述环境试验腔体（1）包括有顶板（11）、底板（12）、腔壁（13）的封闭腔体，所述顶板（11）设置有用于检测环境试验腔体（1）内湿度的湿度传感器（32）和温度传感器（23），若干个用于安装部件的通孔和导线的引线孔，所述湿度传感器（32）和温度传感器（23）外接数据采集与控制系统（5），所述底板（12）设有通孔五（121），所述腔壁（13）四周设有保温棉并留有可视窗口；

所述温度控制单元（2）设有冷/热媒发生器（21），所述冷/热媒发生器（21）通过管线与紫铜盘管（22）密封连接，所述紫铜盘管（22）经由顶板（11）上的通孔一（111）和通孔二（112）置于环境试验腔体（1）内，盘管另一端经顶板（11）上的通孔二（112）穿出到环境试验腔体（1）的外部，并与冷/热媒发生器（21）相连形成回路；

所述湿度控制单元（3）设有湿度发生器（31），所述湿度发生器（31）的出口设置有湿度导通管（311），所述湿度导通管（311）经由顶板（11）的通孔四（114）插入环境试验腔体（1）的空腔中；

所述载流摩擦磨损测试组件（4）设置有加载端（41）和供电单元（42），所述加载端（41）由二维力学传感器（411）、销试样（413）及其连接的绝缘夹具（412）组成，其中销试样（413）通过顶板（11）上的通孔三（113）插入到环境试验腔体（1）的空腔内、并与盘试样（414）加载接触，盘试样（414）与旋转轴（415）经绝缘垫（416）绝缘连接，所述旋转轴（415）通过底板（12）的通孔五（121）插入到环境试验腔体（1）的空腔中，旋转轴（415）经驱动伺服电机与数据采集与控制系统（5）相连，所述销试样（413）与盘试样（414）分别与供电单元（42）相连；所述二维力学传感器（411）与数据采集与控制系统（5）相连，用于销试样（413）和盘试样（414）间接触力的控制和摩擦力的实时记录，所述绝缘夹具（412）侧壁上设有引线孔；所述的紫铜盘管（22）呈螺旋状环绕载流摩擦磨损测试组件（4）的销试样（413）和盘试样（414）；所述供电单元（42）设置有水银滑环（421），所述水银滑环（421）底部置于所述的盘试样（414）上，所述水银滑环（421）上端与供电单元（42）的负极连通；所述供电单元（42）正极通过导线经开环式霍尔电流传感器（423）、可变电阻（424）并穿过所述的绝缘夹具（412）侧壁上的引线孔与销试样（413）连接；所述的销试样（413）和水银滑环（421）的导线连接端之间外接脉动直流电压传感器（422），用于实时监测由销试样（413）和盘试样（414）组成的摩擦副间的电压。

2.如权利要求1所述的可控温控湿的载流摩擦磨损试验系统，其特征在于，所述紫铜盘管（22）为中空结构，外露于空气侧部分管外包有保温套、其内部可流通冷/热媒介，制冷媒介为高纯酒精，可控温度范围为-100℃~+60℃。

3.如权利要求1所述的可控温控湿的载流摩擦磨损试验系统，其特征在于，所述湿度导通管（311）为中空管，且管外包有保温套，湿度导通管的终端出气口指向由销试样（413）和盘试样（414）组成的摩擦副接触面。

4.如权利要求1所述的可控温控湿的载流摩擦磨损试验系统，其特征在于，所述湿度控制单元（3）可控湿度范围为5%-99%。

5.如权利要求1所述的可控温控湿的载流摩擦磨损试验系统，其特征在于：所述环境试验腔体（1）的腔壁（13）采用的材料为高硼硅。

6.如权利要求1所述的可控温控湿的载流摩擦磨损试验系统，其特征在于，所述环境试验腔体（1）上设有可视窗口。

7.一种基于权利要求1～4任一项所述的可控温控湿的载流摩擦磨损试验系统的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）、将销试样（413）和盘试样（414）事先安装在相应夹具上；

（2）、对温度控制单元（2）设定环境试验腔体（1）内目标温度，打开介质阀将介质循环流经紫铜盘管（22）实现环境试验腔体（1）升温或降温；或是给予湿度控制单元（3）湿度指令，通过湿度导通管（311）将湿气输送至销试样（413）和盘试样（414）组成的摩擦副接触面附近；

（3）、温度传感器（23）或湿度传感器（32）将实时温湿度值传输给数据采集与控制系统；

（4）、达到预设温度或湿度后，开启可变直流供电单元（42）并给予预设电压、电流使销试样（413）和盘试样（414）通电，脉动直流电压传感器（422）和开环式霍尔电流传感器（423）将实时电压值、电流值传输给数据采集与控制系统；开启摩擦磨损试验机，加载端（41）施加预设载荷，使销试样（413）与盘试样（414）接触并加载至设定值，旋转轴（415）运转，二维力学传感器（411）将实时载荷传输给数据采集与控制系统。