[发明专利]往复式平面磨损试验机

说明书

本发明属于往复运动式平面磨损试验机领域。

往复式平面磨损试验机可以用来模拟实际零件的往复运动和平面接触摩擦磨损工作情况，对零件材料本身或材料的表面覆盖层，如涂层、镀层或热处理层等的摩擦磨损性能进行测试评定。现有的往复式平面磨损试验机只有一套试验系统，一次只能进行一组试验如北京机床研究所的M5-3型。当要进行两组对比试验时，就要分成二次做，这样不仅试验所需的时间长，而且因两次实验的环境条件的变化，如温度、湿度、电压和变化将引起磨损试验结果有误差使磨损测量的重复性不好。在现有的磨损试验机上，普遍存在偏磨问题，上试样与上试样夹具的配合情况，如图1所示。被检测的试样最后一道工序一般要求磨削加工，所以可以保证每个试样的任何二个相对应平行平面相平行。但是相邻二个平面的夹角α，一般很难与上试样夹具的夹具体对应角β(90°)完全吻合，所以当用紧定螺钉将上试样固定时，上试样的侧面与其夹具体的侧面相互贴合，而上、下表面却产生了一定的倾斜，因此造成了偏磨，使试验数据不真实或重复性不好。

本发明的目的是提供一种具有双套磨损试验装置的往复式平面磨损试验机，它可以同时进行两组磨损试验，以缩短总的试验时间，并使两组试验具有相同的实验环境和条件，以保证实验具有较高的精度和较好的重复性。为了解决试样的偏磨问题，本发明在上试样夹具中采用一种特殊机构保证上下试样接触良好，可以消除试样偏磨问题。

本发明是通过下述技术方案实现的，往复式平面磨损试验机由机架[1]、电动机[2]、齿轮箱[3]、由柄连杆机构、导轨[30]、下试样滑车[28]、上试样夹具[I]、夹具支承架[16]、杠杆加载机构组成。该试验机在机架上平行对称安装了两套结构完全相同的曲柄连杆机构、导轨、下试样滑车、上试样夹具、夹具支承架、杠杆加载机构和螺旋球面承载头[II]。

往复式平面磨损试验机的下试样滑车[28]的下面装有两排滚珠[29]，各滚珠之间用板形滚珠保持架[14]均匀分开，并安装在具有二排半园弧形凹槽[a]的导轨[30]上。

在上试样夹具[I]中的上试样夹具体[26]上装有一个自整位园柱体[32]，该园柱体上有一个与轴线平行的平面[b]。

螺旋球面承载头[II]，由钢球[20]、压盖[21]、带有园弧形凹槽[C]的螺杆[22]组成，螺杆通过螺纹拧紧在上试样夹具体[I]的上方。

杠杆加载机构中的加载头[19]上装有检测表[18]。

本发明技术解决方案的指导思想是：安装在机架上的电动机通过皮带传动机构，将运动传给齿轮箱，经过齿轮变速后将运动传递给平行安装的二套曲柄连杆机构，将电动机的转动变为下试样的往复直线运动。上试样装在上试样夹具中，固定不动。利用杠杆加载机构将载荷通过加载头、钢珠、螺旋球面承载头、上试样夹具体施加到上试样上，上下试样接触，经过下试样若干次往复直线运动，上下试样产生磨损。通过测量上、下试样的尺寸变化或重量变化，便可知道上下试样的磨损量。在上试样夹具中采用了自整位园柱体机构，保证上下试样接触情况良好，消除偏磨现象。为减少运动中的摩擦阻力，将下试样滑车与下导轨接触部分及侧面均安装了滚动体，使运动灵活、轻便。

本发明的效果在于利用本发明提供的两组结构相同的实验装置，可在一台机器上同时进行二组实验，即实际上等于二台试验机工作。可以大大缩短实验时间，因实验环境(温度、湿度、电压等)相同，实验结果误差小，精度高，可重复性好。下试样滑车与导轨之间采用滚动摩擦代替原有的滑动摩擦，运动阻力小，发热小，动作灵活、轻便，试验机使用寿命长。

附图1是上试样与试样夹具的配合情况，其中：1—紧定螺钉，2—上试样夹具体，3—上试样，4—下试样。

附图2是往复式平面磨损试验机的主视图。

附图3是往复式平面磨损试验机的俯视图。

附图4是具有自整位装置的上试样夹具[I]和螺旋球面承载头[II]。

下面是本发明的一个实施例，结合附图详细说明本发明的细节。

装在机架[1]上的电动机[2]通过皮带传动机构[4]将运动传给齿轮箱[3]，经过齿轮[5]、[6]、[7]变速后将运动传给平行对称安装在机架上的两套结构完全相同的曲柄连杆机构中的曲柄轮轴[8]，见附图2。带动曲柄轮[9]转动，经过销子[10]、连杆[11]，带动滑块[12]和连接杆[13]、下试样滑车[28]滑动。下试样[15]装在下试样滑车中，下试样滑车[28]下面装有两排滚珠[29]，各滚珠之间用板形保持架[14]均匀分开，并安装在具有二排半园弧形凹槽[a]的导轨[30]上，下试样滑车带动下试样在导轨上作直线往复运动。上试样夹具[I]中的上试样夹具体[26]上装有一个自整位园柱体[32]，上试样[27]放在夹具体中，通过紧定螺钉[31]，自整位园柱体[32]，夹紧在上试样夹具体中。自整位园柱体上铣有一个与轴线平行的平面[b]，它可以随着上试样侧面的不同倾斜角度α而转动，见图4。从而保证夹具体与被夹紧的试件能很好的贴合，消除了偏磨现象。螺旋球面承载头[II]中的钢球[20]，通过压盖[21]被固定在承载头上，压盖与承载头可以用胶贴在一起。承载头的下部有螺纹拧紧在上试样夹具体上方。当用不同高度的试件作实验时，可将螺旋承载头旋入和旋出，使杠杆调到水平。杠杆加载机构由杠杆[23]、砝码[24]、杠杆配重块[17]、加载头[19]组成，加载头[19]上装有检测表[18]。在进行磨损试验过程中，上下试样产生磨损，而使杠杆下降，这将使检测表读数发生变化，可以用来检测试样磨损量的大小。