[发明专利]一种测量两种材料之间滑动摩擦系数的方法

权利要求书

1.一种测量两种材料之间滑动摩擦系数的方法，其特征在于：利用一种滑动摩擦系数测量系统将测出必要参数，所述必要参数包括滑动摩擦力和正压力，根据设定的公式即可计算出两种材料之间的滑动摩擦系数μ：

式中：f是滑动摩擦力；N是正压力；

所述滑动摩擦系数测量系统包括垂向正压力加载系统、滑动速度加载系统、控制器和数据处理系统，所述垂向正压力加载系统上设置有正压力加载件和压力传感器，所述正压力加载件的数据输入至所述数据处理系统内，所述垂向正压力加载系统上安装的测试件一和所述滑动速度加载系统上安装的测试件二滑动接触产生滑动摩擦力，所述滑动摩擦力通过所述压力传感器获得并传递给所述控制器，所述控制器中与所述数据处理系统通过通讯电缆进行数据的传输与交换，所述正压力加载件的数据、滑动摩擦力全部传输至所述数据处理系统后通过设定的计算公式直接得出两种测试件在不同速度和压力状态下所对应的滑动摩擦系数。

2.根据权利要求1所述的测量两种材料之间滑动摩擦系数的方法，其特征在于：所述垂向正压力加载系统和所述滑动速度加载系统均安装在所述机架的工作平台上，所述垂向正压力加载系统包括垂直运动组件和导向组件，所述垂直运动组件包括电动推杆、导轴固定板、直线光轴和固定配重块，所述电动推杆的底部连接座安装在固定座的L形凸出平面上，所述电动推杆的顶部连接座安装在所述导轴固定板的背面，所述导轴固定板与所述固定座之间安装有所述导向组件，所述导轴固定板的两端安装有上下箱式轴承座，直线光轴的上下两端可滑动连接在箱式轴承座内，固定配重块定位卡接在所述直线光轴上，所述测试件一固定座通过滑组连接在所述直线光轴的底部，所述正压力加载件放置在所述固定配重块上；所述压力传感器设置在所述测试件一固定座的一侧，且压力传感器的工作端与测试件一固定座在测试时接触；所述测试件二可拆卸的连接在所述滑动速度加载系统上，并通过所述滑动速度加载系统驱动作旋转运动。

3.根据权利要求2所述的测量两种材料之间滑动摩擦系数的方法，其特征在于：所述滑动速度加载系统包括伺服马达、减速机、联轴器和转盘，所述伺服马达与所述减速机通过螺栓连接在一起，所述减速机通过螺栓连接在所述工作平台上，所述减速机与所述联轴器的底部通过螺栓、销钉连接在一起，所述减速机的输出端与所述联轴器传动连接，所述联轴器贯穿工作平台上后与所述转盘连接，所述测试件二可拆卸的安装在所述转盘的顶面上，所述联轴器的顶端通过压紧帽锁紧所述测试件二。

4.根据权利要求2所述的测量两种材料之间滑动摩擦系数的方法，其特征在于：所述导向组件包括第一连接板、第二连接板和直线滑轨，所述第一连接板、第二连接板上下排列并通过螺栓连接在所述导轴固定板的背面，所述直线滑轨通过螺栓紧固安装在所述固定座的前面，所述第一连接板、第二连接板的背面设置有导滑槽，所述导滑槽与所述直线滑轨相匹配。

5.根据权利要求4所述的测量两种材料之间滑动摩擦系数的方法，其特征在于：所述压力传感器通过压力传感器固定座连接在所述导轴固定板上，所述压力传感器固定座通过螺栓连接在所述导轴固定板上。

6.根据权利要求2所述的测量两种材料之间滑动摩擦系数的方法，其特征在于：所述固定座的底部设置有水平移动组件，所述水平移动组件包括水平滑台转接板、水平滑台和步进电机，所述水平滑台通过所述水平滑台转接板安装在所述工作平台上，所述步进电机的工作端通过联轴器与丝杠的一端连接，所述丝杠的另一端可旋转的安装在所述水平滑台上，所述丝杠上螺纹连接有水平移动座上，所述固定座的底部与所述水平移动座连接，并在所述步进电机的驱动下沿所述丝杠水平移动。

7.根据权利要求6所述的测量两种材料之间滑动摩擦系数的方法，其特征在于：具体的测量方法包括以下几步：

首先，通过控制器设定实验测试运行所需要参数包括：工作直径、运行速度、运行时间和配重，其中工作直径通过水平移动组件控制垂向正压力加载系统上的测试件一水平移动，远离或靠近滑动速度加载系统上的测试件二，运行速度和运行时间主要控制伺服马达的转速，配重通过人工放置砝码的个数确定；

步骤一、测试件一和测试件二的清洁，首先将测试件一、测试件二用丙酮或乙醇仔细清除表面的油污，清洁干净后不再用手直接接触测试件一、测试件二的表面；

步骤二、测试件一和测试件二的安装，所述垂向正压力加载系统的电动推杆工作带动垂直运动组件调整到最高点，将测试件一安装在所述测试件一固定座上，然后，将实验测试所需要的相应的砝码放置在固定配重块上；

同时，将清洁后的测试件二安装到所述滑动速度加载系统的转盘上，且所述测试件一位于所述测试件二的上方；

水平滑台的位置找正，启动运行按钮，水平滑台带动垂直正压力加载系统向后移动回原位，再移动至所设定的直径上；

步骤三、测试件一下降，调整所述垂向正压力加载系统使所述垂直运动组件带动所述测试件一下降至所述测试件二的上表面，且固定配重块的底部与箱式轴承座之间离开10mm的距离；此时测试件一在砝码所产生的正压力的影响下和测试件二紧密接触；

步骤四、滑动摩擦力的采集：测试件二旋转，滑动速度加载系统上的伺服马达开始工作，经过设定时间加速后，速度达到0-20km/h的一个设定值，此过程中压力传感器不进行采集数据；

速度稳定后，整个运行已稳定，此时压力传感器进行采集数据，达到设定的工作时间后，测量得到一个相对稳定的滑动摩擦力，伺服马达进行减速至停止，运行结束；

步骤五、测试件一和测试件二的拆卸，所述电动推杆复位通过所述垂直运动组件带动所述测试件一升起，升至最高处拆卸测试件一，同时拆卸测试件二，同时将砝码从固定配重块上取下并放置到砝码盒内，此时完成一个工作循环。