[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

说明书

摩擦磨损试验机领域，一种磨料‑滑动‑电化学腐蚀多功能摩擦磨损试验机，包括加载机构、调速机构、磨头机构、腐蚀室、机架、电化学测试系统、控制系统、实验数据采集显示系统。加载机构可通过电动直线导轨实现垂直运动；调速机构通过变频电机调节转速，实现对上、下试样相对运动的调节；磨头机构利用加载机构和调速机构对上、下试样进行加载和转动；腐蚀室内部设有溢流槽，可防止实验过程中物料和腐蚀液外溢，同时满足试样全浸入腐蚀液中的实验要求。本摩擦磨损试验机安装简便，使用方便，可进行开放式的滑动、滑动‑腐蚀以及磨料‑腐蚀‑滑动等多种摩擦磨损试验，还可实现变速滑动摩擦磨损试验，应用范围广，可作为摩擦磨损研究试验设备。

技术领域

本发明涉及摩擦磨损试验机领域，具体涉及一种磨料-滑动-电化学腐蚀多功能摩擦磨损试验机。

背景技术

腐蚀磨损是一种复杂的磨损过程,特别是当工作环境中存在磨料时,磨料和腐蚀作用将对材料相对运动表面造成严重的磨损。材料损伤机制复杂，有粘着磨损、磨料磨损、腐蚀磨损等机制，并且各磨损机制间又存在密切的协同作用，这复杂的摩擦系统使得材料很难进行全面系统的耐磨性评价。材料的耐磨性评价是机械设备设计的重要依据，也是机械设备可靠性的重要保障。摩擦磨损试验机是材料耐磨性评价的主要设备。目前通用腐蚀磨损设备通常是封闭系统，磨料和腐蚀液都是一次性加入到摩擦系统中，不能很好的模拟物料输送过程的磨损工况，例如煤炭输送设备的磨损；另外，通用的湿磨料磨损试验设备不具备磨损过程中材料腐蚀性能数据的采集功能，无法定量分析腐蚀与磨损的交互作用。因此，急需开发一种磨料-滑动-电化学腐蚀多功能摩擦磨损试验机，全面模拟物料输送过程的腐蚀磨损过程，以此研究材料在滑动、磨料、腐蚀共同作用下的磨损机制，探讨各磨损机制的协同作用，进而对材料进行耐磨性评价。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种磨料-滑动-电化学腐蚀多功能摩擦磨损试验机。

一种磨料-滑动-电化学腐蚀多功能摩擦磨损试验机，用于评价物料输送过程以及相似复杂工况的材料耐磨性。磨料-滑动-电化学腐蚀多功能摩擦磨损试验机包括加载机构、调速机构、磨头机构、腐蚀室、机架、电化学测试系统、控制系统、实验数据采集显示系统。所述加载机构包括伺服电机、联轴器、滑块、加载法兰盘、正压力检测机构、螺杆、直线导轨和弹簧。所述调速机构包括变频电机和主轴。所述磨头机构包括上试样、上试样卡具、上试样安装盘、光轴、磨头法兰盘、直线轴承和浮动盘。所述腐蚀室包括腐蚀台、腐蚀槽、溢流槽、下试样和下试样衬板。所述电化学测试系统包括工作电极(下试样)、石墨电极、参比电极、铜螺杆、电极支架和电化学工作站。

进一步的，加载机构利用伺服电机带动螺杆螺旋从而使磨头机构进行垂直往复运动，使弹簧收缩，这样可对上试样和下试样的摩擦表面进行加载和卸载。

进一步的，调速机构通过螺栓与加载法兰盘固定连接，通过调节变频电机的转速，实现对上试样和下试样相对运动的调节。

进一步的，上试样固定在上试样卡具上，上试样卡具通过螺栓与磨头机构固定连接。磨头机构与主轴螺栓固定连接。压力传感器外圈连接板与主轴相连，压力传感器内圈用螺栓与加载法兰盘连接。上试样和下试样的正压力通过磨头机构和主轴传递至压力传感器外圈连接板，使压力传感器外圈与内圈产生微变形，从而测出摩擦表面正压力值。

进一步的，腐蚀室与下试样安装座相连并通过螺栓固定在机架上，同时腐蚀室内设置有腐蚀台、腐蚀槽和溢流槽。溢流槽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。

进一步的，电器控制系统包括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。

进一步的，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、腐蚀电流等信号的检测，并通过上位机组态软件实时显示。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：