多功能微动磨损试验机的研制_张晓宇.pdf
《多功能微动磨损试验机的研制_张晓宇.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《多功能微动磨损试验机的研制_张晓宇.pdf(4页珍藏版)》请在文库网上搜索。
1、 第 卷 第 期 年 月 仪器设备研制与开发:多 功 能 微 动 磨 损 试 验 机 的 研 制张晓宇,向友文,袁新璐,匡 陶,詹 弘,姜 成(西南交通大学 机械工程学院;分析测试中心,成都;成都大学 机械工程学院,成都)摘 要:为开展微动磨损试验研制了一台多功能微动磨损试验机。该试验机使用步进电机带动对心曲柄滑块机构实现动态载荷加载;使用高温电热管和半导体制冷片构建高温低温工况;控制弹簧刚度改变动态载荷幅值,调节 温控器精准控制温度。对多个功能模块进行了试验验证,结果表明,研制的试验机可精准控制位移,并且能稳定开展动态载荷、高温和低温等多种工况下的微动磨损试验,可用于分析材料损伤机理的研究。
2、关键词:微动磨损;试验设备;损伤机理中图分类号:文献标志码:文章编号:(),(;,;,):,:;收稿日期:基金项目:国家自然科学基金项目();四川省重点研发项目()作者简介:张晓宇(),男,四川仪陇人,博士,高级工程师,主要从事微动摩擦磨损方面的研究。:;:引 言 微动是指两个固体接触表面之间发生极小位移幅值(通常在微米量级)的相对运动,它会引起零部件的咬合、松动,或污染源的形成等问题。微动损伤普遍存在于各个领域,柴油机轴瓦处的微动磨损影响整机可靠性;航空渐开线花键齿面间极易发生微动,降低航空传动系的可靠性;核电设备中的微动是不可避免的,微动是核电设备提前损伤失效的直接原因;人工植入关节处容易
3、形成微动摩擦幅,微动导致人工关节与宿主骨组织之间松动。根据微动运行工况和条件,将微动分为微动磨损、微动疲劳和微动腐蚀。微动磨损是导致微动疲劳和微动腐蚀的诱发因素,它是目前微动损伤领域研究的热点。磨损试验是揭示微动磨损机理的有效手段,而试验机是研究微动磨损问题的关键设备。公司研制具有超低温工况,高温工况,电化学腐蚀工况等多种类型微动磨损试验机,最新的微动 第 期张晓宇,等:多功能微动磨损试验机的研制试验机采用音圈电机驱动,位移幅值在 之间。研制的 型号微动磨损试验机,可在振幅 、载荷 、频率、温度 范围内对各种油、脂、润滑材料在微动或振动运动形式下减摩抗磨及抗疲劳性能的评定,模拟工况条件。合肥工
4、业大学研制的销盘式摩擦试验机,通过弹簧进行加载,加热圈加热工件实现高温环境的试验研究。南京航空航天大学使用 摩擦磨损试验机进行低温环境下的微动磨损试验,位移幅值为 ,该试验机采用直线电磁驱动,半导体制冷片对试件进行降温。目前的微动磨损试验机位移控制精度少数可达到微米级,可提供多种试验工况,但是位移控制精度高且可实现多种工况的复合型多功能微动磨损试验机较少。为此,本文研制一台位移控制精度达到微米级、能进行多种工况下微动磨损试验的微动磨损试验机,具有静态载荷模块、动态载荷模块、高温模块和低温模块 个功能模块,准确可靠完成各工况下的微动磨损试验。试验机简介.工作原理本文的多功能微动磨损试验机采用压电
5、陶瓷驱动器作为微动位移的输出源,配套的高压压电控制器可精准控制位移输出量。利用伺服直线滑台加载装置对试验样品进行法向加载,高精度传感器实时测定位移、摩擦力和正压力信号。微动磨损试验机工作原理图见图 所示。利用 数据采集卡配合 软件对压电陶瓷驱动器,步进电机进行控制,对传感器信号进行实时采集、记录和显示。图 微动磨损试验机工作原理.结构组成多功能微动磨损试验机由机械系统、信号采集系统及控制系统等组成。()机械系统。由机架、微动驱动装置、样品台和法向加载装置 部分组成,结构简图如图 所示。()信号采集系统及控制系统。由传感器、信号调理器、数据采集卡等组成,采用电阻应变片式位移传感器、应变片式正压力
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 多功能 微动 磨损 试验 研制 张晓宇