[发明专利]一种磨料-滑动-电化学腐蚀多功能摩擦磨损试验机

权利要求书

1.一种磨料-滑动-电化学腐蚀多功能摩擦磨损试验机，其特征在于：该多功能摩擦磨损试验机包括加载机构(1)、调速机构(2)、磨头机构(3)、腐蚀室(4)、机架(5)、电化学测试系统(6)、控制系统、实验数据采集显示系统；

所述加载机构(1)通过螺栓固定在机架(5)上；所述加载机构(1)包括伺服电机(1-1)、联轴器(1-2)、滑块(1-3)、加载法兰盘(1-4)、压力传感器(1-5)、螺杆(1-6)、直线导轨(1-7)和弹簧(1-8)，伺服电机(1-1)、联轴器(1-2)、滑块(1-3)、螺杆(1-6)和直线导轨(1-7)组成电动直线模组并用螺栓固定在机架(5)上，加载法兰盘(1-4)与滑块(1-3)螺栓连接，所述压力传感器(1-5)的外圈与压力传感器外圈连接板(1-9)用螺栓固定，压力传感器(1-5)的内圈与加载法兰盘(1-4)用螺栓固定，弹簧(1-8)穿在主轴(2-2)上，并置于浮动盘(3-7)和压力传感器外圈连接板(1-9)之间；

所述调速机构(2)通过螺栓与加载法兰盘(1-4)相连，同时通过主轴(2-2)与磨头机构(3)相连；所述调速机构(2)包括变频电机(2-1)和主轴(2-2)；

所述磨头机构(3)包括上试样(3-1)、上试样卡具(3-2)、上试样安装盘(3-3)、光轴(3-4)、磨头法兰盘(3-5)、直线轴承(3-6)和浮动盘(3-7)；

所述腐蚀室(4)包括腐蚀台(4-3)、腐蚀槽(4-2)、溢流槽(4-1)、下试样(4-4)和下试样衬板(4-5)；所述腐蚀室(4)与下试样(4-4)安装座通过螺栓固定在机架(5)上，腐蚀室(4)内设置有腐蚀台(4-3)、腐蚀槽(4-2)和溢流槽(4-1)；所述溢流槽(4-1)可防止实验过程中物料和腐蚀液外溢到外部，污染外部环境，同时满足试样全浸入腐蚀液中的实验要求；

所述上试样(3-1)固定在上试样卡具(3-2)上，上试样卡具(3-2)通过螺栓与上试样安装盘(3-3)相连，并通过主轴(2-2)和弹簧(1-8)与压力传感器外圈连接板(1-9)相连；上试样安装盘(3-3)与光轴(3-4)螺栓固定连接；磨头法兰盘(3-5)上配有直线轴承(3-6)，光轴(3-4)穿过直线轴承(3-6)，浮动盘(3-7)与光轴(3-4)螺栓固定连接，所述腐蚀室(4)通过螺栓固定在机架(5)上，下试样衬板(4-5)通过螺栓固定在腐蚀槽(4-2)的腐蚀台(4-3)上，上试样(3-1)和下试样(4-4)的正压力通过磨头机构(3)和主轴(2-2)传递至压力传感器外圈连接板(1-9)，使压力传感器(1-5)外圈与内圈产生微变形，从而测出摩擦表面正压力值，加载时即可测得正压力数据和摩擦力数据；

所述上试样卡具(3-2)为防腐蚀绝缘材料；所述下试样衬板(4-5)为防腐蚀绝缘材料；所述腐蚀室(4)材料为防腐蚀绝缘材料聚丙烯，腐蚀室(4)留有三电极测试系统接口，摩擦副相对速度是通过调节变频电机(2-1)转速调整的，变频电机(2-1)与加载法兰盘(1-4)固定连接，变频电机(2-1)输出轴与主轴(2-2)用刚性联轴器连接，主轴(2-2)连接磨头机构(3)，主轴(2-2)与磨头机构(3)中的浮动盘(3-7)键连接；变频电机(2-1)输出的转矩通过刚性联轴器和主轴(2-2)传递到磨头机构(3)上，实现上试样(3-1)和下试样(4-4)的相对运动，相对运动速度实时反馈给控制系统，控制系统根据速度检测值调整变频电机(2-1)转速，以达到磨损试验速度设定值；

加载时，伺服电机(1-1)带动螺杆(1-6)旋转，螺杆(1-6)旋转带动安装在直线导轨(1-7)上的滑块(1-3)向下运动，加载法兰盘(1-4)与滑块(1-3)固定连接，随滑块(1-3)向下运动；磨头机构(3)与加载法兰盘(1-4)固定连接，随加载法兰盘(1-4)向下运动，弹簧(1-8)安装与加载法兰盘(1-4)和磨头机构(3)之间，上试样(3-1)安装在磨头机构(3)上，当上试样(3-1)与下试样(4-4)接触后，上试样(3-1)继续向下移动，将压缩弹簧(1-8)产生弹簧力，弹簧力作用于下试样(4-4)表面，产生正压力；

控制系统包括PLC控制器、上位机监控及操作系统、伺服驱动系统和信号检测系统，通过电器控制系统实现对试验条件的控制，试验数据采集显示系统由上位机组态软件实现，通过信号检测系统完成对载荷、速度、摩擦因数、PH值、腐蚀电流信号的检测，并通过上位机组态软件实时显示。

2.如权利要求1所述的磨料-滑动-电化学腐蚀多功能摩擦磨损试验机，其特征在于：所述电化学测试系统(6)包括铜螺杆(6-1)、电极支架(6-2)、石墨电极(6-3)、Ag/AgCl参比电极(6-4)和电化学工作站，铜螺杆(6-1)一端与下试样(4-4)连接，另一端与电化学工作站工作电极连接，电极支架(6-2)与腐蚀槽(4-2)螺栓固定连接，石墨电极(6-3)与Ag/AgCl参比电极(6-4)分别安装与电极支架(6-2)对应位置上，并且分别与电化学工作站的辅助电极端和参比电极端相连接。