[实用新型]基于往复运动的超声振动摩擦副静动摩擦系数测试装置

说明书

本实用新型公开一种基于往复运动的超声振动摩擦副静动摩擦系数测试装置，涉及超声振动摩擦副静动摩擦系数测试技术领域，包括底座、摩擦副、往复运动单元、超声波单元、加载单元、传感器单元和数据采集单元；摩擦副包括往复运动摩擦试样和超声振动摩擦试样，底座上设置有机箱，机箱上设置有试样安装台，往复运动摩擦试样安装于试样安装台上，往复运动单元与试样安装台连接；超声振动摩擦试样位于往复运动摩擦试样的上方，并连接有超声波单元；超声波单元通过加载横梁与加载单元连接，传感器单元安装于加载横梁上，并与数据采集单元连接。本实用新型为研究和测定超声振动摩擦副的动摩擦系数和静摩擦系数提供测试技术支持。

技术领域

本实用新型涉及超声振动摩擦副静动摩擦系数测试技术领域，特别是涉及一种基于往复运动的超声振动摩擦副静动摩擦系数测试装置。

背景技术

随着科学技术和工业水平的不断发展，超声振动对摩擦副的影响是一个在超声加工、超声焊接以及超声马达等领域不容回避的问题。摩擦副的摩擦系数受多种因素的影响，例如：摩擦表面的粗糙度、滑动速度、材料的性能、法向力、粘滑特性、环境温度和相对湿度、润滑和振动等。其中采用不同频率和振幅的振动来影响摩擦力的办法已经在许多领域得到了广泛应用。

早在上世纪60年代，美国学者研究了垂直振动对静摩擦系数的影响。结果发现，随着振幅的增加，静摩擦系数逐渐减小，直到降为零，最后出现负值。后来，有学者利用设计的实验装置，通过测量振动加速度和摩擦副之间的阻抗，研究了垂直振动对摩擦力的影响，认为振动减小摩擦力的原因是振动使摩擦副间的负载力减小。近年来各国专家在研究中也发现超声振动能减小摩擦力，提出了超声减摩技术概念。

根据古典滑动摩擦理论：摩擦力仅取决于接触压力和材料性质。而实践证明，上述理论具有很大的局限性，只能用于近似地计算。超声振动下的摩擦是一种特殊的动摩擦，是一个较复杂的接触摩擦过程，影响的因素较多。例如，材料副的配对性质、静止接触时间、法向载荷的大小、摩擦副的刚度和弹性、滑动速度、温度状况、超声振动表面的振幅及接触面积、滑动速度等等都会产生很大的影响。关于超声振动对摩擦的影响的本质，学者对它的解释各不相同，提出了不同的观点。因此需要借助试验手段对超声振动下的摩擦特性进行系统探究，才能进一步推动超声振动下摩擦特性的理论研究。

摩擦磨损试验机是进行摩擦学实验研究必不可少的实验设备，目前市场上已经有很多种摩擦磨损试验机，如高温摩擦磨损试验机、销盘摩擦磨损试验机、往复微动摩擦磨损试验机(SRV)等。然而现有的摩擦磨损试验机都无法进行超声振动下静动摩擦系数的研究。

因此，亟需提供一种基于往复运动的超声振动摩擦副静动摩擦系数测试装置，以解决现有技术中所存在的上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于往复运动的超声振动摩擦副静动摩擦系数测试装置，以解决上述现有技术存在的问题，为研究和测定超声振动摩擦副的动摩擦系数和静摩擦系数提供测试技术支持。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种基于往复运动的超声振动摩擦副静动摩擦系数测试装置，包括底座、摩擦副、往复运动单元、超声波单元、加载单元、传感器单元和数据采集单元；所述摩擦副包括往复运动摩擦试样和超声振动摩擦试样，所述底座上设置有机箱，所述机箱上设置有试样安装台，所述往复运动摩擦试样安装于所述试样安装台上，所述往复运动单元与所述试样安装台连接，并驱动所述试样安装台往复运动；所述超声振动摩擦试样位于所述往复运动摩擦试样的上方，并连接有所述超声波单元；所述超声波单元通过加载横梁与所述加载单元连接，所述传感器单元安装于所述加载横梁上，并与所述数据采集单元连接。

优选的，所述往复运动单元包括第一驱动电机，所述第一驱动电机通过丝杠与所述试样安装台连接。

优选的，所述往复运动摩擦试样为平板状试样，所述平板状试样的长度为40毫米至200毫米，宽度为5毫米至100毫米，厚度小于20毫米，摩擦表面平面度小于0.1毫米。