專利名稱：一種扭動微動摩擦磨損試驗方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于摩擦技術(shù)研究領(lǐng)域，尤其屬于一種微動摩擦試驗方法及其試驗 裝置。
背景技術(shù)：
微動(Fretting)是指在機械振動、疲勞載荷、電磁振動或熱循環(huán)等交變 載荷作用下，接觸表面間發(fā)生的振幅極小的相對運動，這些接觸表面通常名義 上靜止，即微動發(fā)生在"緊固"配合的機械部件中。微動摩擦學是研究微動運 行機理、損傷、測試、監(jiān)控、預(yù)防的一個學科分支，它是一門日益發(fā)展的新興 交叉學科，涉及的學科廣泛，如機械學、材料學，甚至生物醫(yī)學、電工學等。 微動是一種相對運動幅度很小的摩擦方式，其造成的材料損傷通常表現(xiàn)為兩種 形式，即(l)微動導(dǎo)致的磨損微動可以造成接觸面間的表面磨損，產(chǎn)生材 料損失和構(gòu)件尺寸變化，引起構(gòu)件咬合、松動、功率損失、噪聲增加或形成污 染源。(2)微動導(dǎo)致的疲勞微動可以加速裂紋的萌生與擴展，使構(gòu)件的疲勞 壽命大大降低，微動疲勞極限甚至可低于普通疲勞極限的1/3。往往這種損傷形 式危險性更大，造成一些災(zāi)難性的事故。
在球-平面接觸條件下，微動可以分為切向、徑向、滾動、扭動等四種基本 微動模式。切向微動與徑向微動均為對磨副在法向載荷的作用下，在接觸面上 做小位移直線運動，不同之處在于切向^:動的法向載荷方向與其運動方向垂 直，徑向微動法向載荷方向與運動方向一致。滾動微動與扭動微動均為對磨副 在法向載荷的作用下，在接觸面上做小角度的旋轉(zhuǎn)運動，不同之處在于滾動 微動的旋轉(zhuǎn)軸與接觸平面平行，如車輪與地面的摩擦；扭動微動的旋轉(zhuǎn)軸與接 觸面垂直，如髖關(guān)節(jié)與髖關(guān)節(jié)盤發(fā)生的摩^t。
扭動微動是在交變載荷下接觸副間發(fā)生微幅扭動的相對運動。扭動微動現(xiàn) 象大量存在于機械裝備和器械中，例如汽車前輪轉(zhuǎn)向機構(gòu)的轉(zhuǎn)向球關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)向 過程中、機車車輛轉(zhuǎn)向架與車體連接的心盤在機車轉(zhuǎn)彎時的摩擦，人體植入器 械中的人工心臟瓣膜的閥門軸與軸座的摩擦、髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)杵臼狀接觸區(qū)內(nèi) 發(fā)生的微動等。扭動微動摩擦給生產(chǎn)、生活帶來了較大的損失與麻煩。由于其人工控制再現(xiàn)或模擬困難，扭動微動的相關(guān)研究工作一直以來開展較少。研發(fā) 扭動微動試驗的新方法及其裝置，對減少工程中出現(xiàn)的扭動微動磨損問題，改 進機械與生物工程的相關(guān)設(shè)計，提高裝備與器械的性能與壽命、節(jié)約能源等具 有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種扭動微動摩擦磨損試驗方法，該試驗方法能方便 地使材料發(fā)生小角度扭動微動摩擦磨損，且其自動化程度高，控制與測試的精 度高，試驗數(shù)據(jù)的重現(xiàn)性好。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所釆用的技術(shù)方案是 一種扭動微動摩擦磨損試驗 方法，其作法是
a、 將上試件夾持在上夾具上，再將下夾具與高精低速轉(zhuǎn)動臺通過螺紋固定， 且下夾具的夾持腔的垂向中心線與高精低速轉(zhuǎn)動臺旋轉(zhuǎn)軸對中，用下夾具夾持 球形的下試件；
b、 通過數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)控制上夾具的上下移動，使上、下試件接觸并施 加設(shè)定的載荷P ,同時通過數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的控制使下夾具及其夾持的下試 件以設(shè)定的轉(zhuǎn)速0 、轉(zhuǎn)角0和往復(fù)次數(shù)N的往復(fù)旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)上、下試件間的扭 動微動摩擦；
c、 在上、下試件發(fā)生扭動微動摩擦的同時，通過與上夾具相連的六維力/ 力矩傳感器測出摩擦扭矩，并送至數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)分析 得出設(shè)定轉(zhuǎn)速和載荷條件下的扭矩-角位移曲線，以表征扭動微動摩擦的動力學 特性。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
一、由于下夾具的夾持腔的垂向中心線與高精低速轉(zhuǎn)動臺旋轉(zhuǎn)軸對中，高 精低速轉(zhuǎn)動臺旋轉(zhuǎn)時能保證下夾具夾持的球形試件的垂向中心線與其旋轉(zhuǎn)軸重 疊，使得旋轉(zhuǎn)時球形試件的垂向頂點在水平位置不發(fā)生改變，也即不會發(fā)生兩 軸不重合時的銷-盤磨損現(xiàn)象，從而使扭動微動得以實現(xiàn)。二、通過數(shù)據(jù)釆集控 制系統(tǒng)的控制，能精確實現(xiàn)上夾具位置的調(diào)整及加載設(shè)定載荷，也能精確實現(xiàn) 下夾具及其下試件按給定轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角進行往復(fù)旋轉(zhuǎn)。從而精確實現(xiàn)給定參數(shù)條 件下的扭動微動摩擦磨損試驗。三、通過與上夾具相連的六維力/力矩傳感器測 出扭動微動時的摩擦扭矩，并送數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)處理，得出設(shè)定條件下的扭
矩-角位移曲線，可以準確表征扭動微動的動力學特性；并可將試驗后的材料進 行其它相關(guān)的磨損分析。
總之，該試驗方法能方便的使材料發(fā)生精確的小角度扭動微動摩擦磨損， 試驗直接由數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)控制給定相應(yīng)測試參數(shù)，并用其進行自動分析及 處理，自動化程度高，控制與測試的精度高，試驗數(shù)據(jù)的重現(xiàn)性好。
本發(fā)明的另 一 目的是提供一種實施上述的扭動微動摩擦磨損試驗方法的試 驗裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，能夠方便的實現(xiàn)該試驗方法，能夠進行不同工況與 規(guī)格的材料的試驗，可以精確控制試驗參數(shù)。
本發(fā)明實現(xiàn)該發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是 一種扭動^f效動摩擦磨損試驗 方法的試驗裝置，包括上、下夾具，安裝上、下夾具的機座，其結(jié)構(gòu)特點是
所述的下夾具安裝在機座上的具體結(jié)構(gòu)為下夾具為夾持球形試件的夾具， 下夾具與高精低速轉(zhuǎn)動臺通過螺紋固定，且下夾具的夾持腔的垂向中心線與高 精低速轉(zhuǎn)動臺旋轉(zhuǎn)軸對中；高精低速轉(zhuǎn)動臺安裝在機座的底板上；
上夾具安裝在4幾座上的具體結(jié)構(gòu)為上夾具的上端與六維力/力矩傳感器相 連，六維力/力矩傳感器與能夠進行水平與垂向移動的二維移動臺相連，二維移 動臺固定在機座的中上部；
高精低速轉(zhuǎn)動臺、二維移動臺、六維力/力矩傳感器均與數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng) 電連接。
該裝置的使用方法及工作過程為
將上試樣固定上夾具上，下試樣固定在下夾具上，通過數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng) 控制二維移動平臺的運動，以調(diào)整上試樣在水平、豎直兩個方向的位置，使其 與下試樣接觸并給定設(shè)定載荷。通過數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)控制，控制高精低速轉(zhuǎn) 動臺，使下試樣按設(shè)定參數(shù)進4亍往復(fù)旋轉(zhuǎn)，再用六維力/力矩傳感器實時監(jiān)測扭 動微動時的扭矩，送數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)進行處理，得到扭矩-角位移曲線。
給定不同的參數(shù)，即可進行不同工況下的扭動微動摩擦磨損試驗。對于不 同尺寸的下試件，采用對應(yīng)尺寸的下夾具即可完成試^^。
可見，采用以上裝置，可以方便的實現(xiàn)本發(fā)明的試驗方法，能夠進行不同 工況與規(guī)格的材料的試驗，可以精確控制試驗參數(shù)，并且該裝置結(jié)構(gòu)簡單。
上述的二維移動臺的組成為垂向電機固定在4幾座上部的頂板上，垂向電 機軸與垂向絲桿聯(lián)接，垂向絲桿與運動塊的內(nèi)螺紋配合，運動塊內(nèi)側(cè)的滑槽與
立板上的導(dǎo)軌配合，運動塊的外側(cè)與橫梁固定連接；橫梁下部的滑軌與運動板 上部的滑槽配合，水平電機固定在機座側(cè)部立板上，水平電機的軸與水平絲桿 聯(lián)接，水平絲桿與運動板的內(nèi)螺紋配合，運動板的下部與六維力/力矩傳感器連 接。
釆用電機驅(qū)動絲桿才幾構(gòu)及滑軌、滑槽機構(gòu)來實現(xiàn)水平及垂向的運動。這些 機構(gòu)構(gòu)造簡單、運行可靠；并且電機受數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)控制，使得其位置調(diào) 整精確，簡便。
上述的運動板與六維力/力矩傳感器連接的具體方式為運動板的下部與聯(lián) 接塊螺紋連接，聯(lián)接塊的下部與六維力/力矩傳感器連接。
這樣使得傳感器能更平穩(wěn)牢固的安裝在運動板上、并且更換時也很方便。 上述的立板上設(shè)有導(dǎo)向軸承，垂向絲桿的下部穿過該導(dǎo)向軸承。 這樣使得二維移動臺的垂向穩(wěn)定性更好。
上述高精低速轉(zhuǎn)動臺的組成為支架安裝在機座的底板上，高精度低速電 機垂向固定在支架上，高精度低速電機的輸出軸上固定旋轉(zhuǎn)臺面，旋轉(zhuǎn)臺面上 螺紋固定下夾具。
這樣使得高精低速轉(zhuǎn)動臺的構(gòu)造簡單，傳動直接，控制精確。
上述的下夾具夾持腔的底部中間開有圓弧面，該圓弧面的曲率半徑與球形 下試件的半徑相同，在圓弧面的中心部位開有定位通孔；下夾具壓板開有圓弧 形通孔，其曲率半徑也與球形下試件半徑相同，定位通孔、下夾具夾持腔的圓 弧面及下夾具壓板的圓弧形通孔，三者的中心線重合。
這樣可確保旋轉(zhuǎn)時下夾具夾持的球形試件的垂向中心線與其旋轉(zhuǎn)軸重疊， 使得旋轉(zhuǎn)時球形試件的垂向頂點在水平位置不發(fā)生改變，使扭動微動磨損得以 精確實現(xiàn)，避免出現(xiàn)銷-盤磨損。
上述的高精低速轉(zhuǎn)動臺的扭轉(zhuǎn)運動最小轉(zhuǎn)角6為0.05°，轉(zhuǎn)速co的范圍為 0.01畫5 7s。
上述的六維力/力矩傳感器的法向載荷測量范圍為1-580N;橫向及縱向兩個 方向的切向力測量范圍1-180N,扭矩測量范圍為1-10 000N'mm、測量精度為1 N.mm。
這樣使得本發(fā)明裝置能夠?qū)崿F(xiàn)高精度小角度的扭動微動摩擦磨損試驗，其 測試結(jié)果精確、可靠。
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的描述。


圖l是本發(fā)明實施例的試驗裝置的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的右—見圖。
圖3是本發(fā)明實施例的試驗裝置，未夾持下試件時的下夾具及旋轉(zhuǎn)臺面的剖 視放大結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4a是用本發(fā)明實施例的試驗裝置及本發(fā)明的方法對一具體試件材料進行 試驗得到的扭矩-角位移(T-^)曲線。試驗的上試件為20mmxl0mmxl0mm的 LZ50車軸鋼試塊，下試件為040mm的GCrl5鋼球，試驗參數(shù)為法向載荷P:50N: 往復(fù)旋轉(zhuǎn)(扭轉(zhuǎn))角速度0)=0.273，轉(zhuǎn)角0為0.5°,往復(fù)循環(huán)次數(shù)N二103。
圖4b是用圖4a相同的試驗裝置、試件材料，其試驗參數(shù)也基本相同，僅 僅是轉(zhuǎn)角e改為2。進行試驗得到的扭矩-角位移曲線。
圖5a是圖4a的上試件試驗后的磨痕形貌圖。
圖5b是圖4b的上試件試驗后的磨痕形貌圖。
圖6a是圖4a的上試件試驗后的磨痕磨屑X射線能語圖(EDX),其中橫坐 標為能量/千電子伏(energy/kev);縱坐標為計數(shù)(counts)。
具體實施例方式
實施例
本發(fā)明的一種具體具體實施方式
是， 一種扭動^:動摩4察磨損試驗方法，其 作法是
a、 將上試件夾持在上夾具上，再將下夾具與高精低速轉(zhuǎn)動臺通過螺紋固定， 且下夾具的夾持腔的垂向中心線與高精低速轉(zhuǎn)動臺旋轉(zhuǎn)軸對中，用下夾具夾持 球形的下試件；
b、 通過數(shù)據(jù)釆集控制系統(tǒng)控制上夾具的上下移動，使上、下試件、接觸并 施加設(shè)定的載荷P ,同時通過數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的控制使下夾具及其夾持的下 試件以設(shè)定的轉(zhuǎn)速w 、轉(zhuǎn)角P和往復(fù)次數(shù)N的往復(fù)旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)上、下試件間的 扭動微動摩擦；
c、 在上、下試件發(fā)生扭動微動摩擦的同時，通過與上夾具相連的六維力/ 力矩傳感器測出摩擦扭矩，并送至數(shù)據(jù)釆集控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)分析 得出設(shè)定轉(zhuǎn)速和載荷條件下的扭矩-角位移曲線，以表征扭動微動摩擦的動力學特性。
為使上述試驗方法得以更方便快捷地實現(xiàn)，本例采用的試驗裝置的具體構(gòu) 成如下。
圖1、 2示出，實現(xiàn)本發(fā)明的扭動微動摩擦試驗方法的試驗裝置，包括上、 下夾具15、 19，安裝上、下夾具的機座l。
下夾具19安裝在才幾座1上的具體結(jié)構(gòu)為下夾具19為夾持^^形試件的夾 具，下夾具19與高精低速轉(zhuǎn)動臺通過螺紋固定，且下夾具19的夾持腔的垂向 中心線與高精低速轉(zhuǎn)動臺旋轉(zhuǎn)軸對中；高精低速轉(zhuǎn)動臺安裝在機座1的底板24 上。
上夾具15安裝在才幾座1上的具體結(jié)構(gòu)為上夾具15的上端與六維力/力矩 傳感器13相連，六維力/力矩傳感器13與能夠進行水平與垂向移動的二維移動 臺相連，二維移動臺固定在機座的中上部。
高精低速轉(zhuǎn)動臺、二維移動臺、六維力/力矩傳感器13均與數(shù)據(jù)采集控制系 統(tǒng)電連接。
以上的二維移動臺的組成為垂向電機3固定在才幾座1上部的頂板上，垂 向電機軸與垂向絲桿5聯(lián)接，垂向絲桿5與運動塊25的內(nèi)螺紋配合，運動塊25 內(nèi)側(cè)的滑槽與立板2上的導(dǎo)軌6配合，運動塊25的外側(cè)與橫梁7固定連接；橫 梁7下部的滑軌10與運動板11上部的滑槽配合，水平電才幾8固定在機座1側(cè) 部立板2上，水平電機軸與水平絲桿9聯(lián)接，水平絲桿9與運動板11的內(nèi)螺紋 配合，運動板11的下部與六維力/力矩傳感器13連接。
以上的運動板11與六維力/力矩傳感器13連接的具體方式為運動板11的 下部與聯(lián)接塊12螺紋連接，聯(lián)接塊12的下部與六維力/力矩傳感器13連接。
機座的立板上還設(shè)有導(dǎo)向軸承26,垂向絲桿5的下部穿過該導(dǎo)向軸承26。
以上的高精低速轉(zhuǎn)動臺的組成為支架23安裝在機座的底板24上，高精 度低速電機22垂向固定在支架23上，高精度低速電機22的輸出軸21上固定 旋轉(zhuǎn)臺面20,旋轉(zhuǎn)臺面20上螺紋固定下夾具19。
圖3示出，下夾具19夾持腔的底部中間開有圓弧面31,該圓弧面31的曲 率半徑與球形下試件17的半徑相同，在圓弧面的中心部位開有定位通孔32;下 夾具壓板18開有圓弧形通孔30，其曲率半徑也與球形下試件17半徑相同，定 位通孔32、下夾具19夾持腔的圓弧面31及下夾具壓板18的圓弧形通孔30,
三者的中心線重合。這樣，可確保下試件17置入夾持腔、再壓緊下夾具壓板18 后，被夾持的下試件17的垂向直徑與夾持腔的垂向中心線重疊，也即與高精低 速旋轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)軸重疊。
本例采用的高精低速轉(zhuǎn)動臺的扭轉(zhuǎn)運動最小轉(zhuǎn)角6為0.05°,轉(zhuǎn)速oo的范圍 為0.01-5 7s。也即，高精度低速電機22的最小輸出轉(zhuǎn)角為0.05。,轉(zhuǎn)速的范圍為 0.01 -5 7s。
本例采用的六維力/力矩傳感器13的法向載荷測量范圍為1-580 N;橫向及 縱向兩個方向的切向力測量范圍1-180N,:扭矩測量范圍為1-10 000N'mm、測量 精度為1 NTiim。
采用以上本發(fā)明的裝置及其試驗方法進行的兩次具體試驗的結(jié)果如下 試驗材料為上試件為20mmxl0mmxl0mm的LZ50車軸鋼試塊，下試件為 O40mm的GCrl5鋼球。試驗條件載荷P-50N,角速度a)=0.2。/s,轉(zhuǎn)角0為0.5°、
2°,往復(fù)次數(shù)N-iooo。兩個試驗僅僅是轉(zhuǎn)角e不同，第一個的轉(zhuǎn)角e為o.5°， 第二個的轉(zhuǎn)角e為2。。
圖4a為第一個(小角度，0=0.5°)試驗得到的LZ50鋼扭動微動條件下的扭 矩-角位移曲線。曲線形狀呈橢圓狀，可以判定其屬于孩i動的部分滑移狀態(tài)。這 與切向微動摩擦的試驗特征一致。
圖4b為第二個(大角度，6=2。)試驗得到的呈現(xiàn)出平行四邊形狀T-e曲線，
可以判定其屬于微動的完全滑移狀態(tài)；也與切向微動摩擦的試驗特征一致。
圖5a為以上第一個試-驗后的LZ50鋼的磨痕形貌。該圖表明部分滑移時，上 試件的磨痕中心粘著、損傷輕微；外側(cè)發(fā)生微滑即相對滑移，其磨損較嚴重。 說明發(fā)生了部分滑移，也與圖4a的判定一致。
圖5b為以上第二個試驗后的LZ50鋼的磨痕形貌。從圖中看出，接觸區(qū)產(chǎn)生 完全滑移，所有接觸區(qū)域均磨痕損傷嚴重，這也與圖4b的判定一致。也與切向 微動磨損的試驗特征一致。
圖6a為經(jīng)過以上第一個試驗后的LZ50鋼，其微動磨痕表面紅褐色磨屑的EDX 結(jié)果，發(fā)現(xiàn)經(jīng)磨損后的氧含量明顯升高，說明接觸表面產(chǎn)生了扭動微動磨損。
顯然，本發(fā)明的上夾具15及二維移動臺，下夾具19及高精低速轉(zhuǎn)動臺可對 稱互換，也即將上夾具及二維移動臺旋轉(zhuǎn)180度，安裝在機座1的下部；而下 夾具19及高精低速轉(zhuǎn)動臺旋轉(zhuǎn)180度安裝于機座1的上部；屬于本發(fā)明試驗裝 置的簡單等同替換。
權(quán)利要求
1、一種扭動微動摩擦磨損試驗方法，其作法是a、將上試件夾持在上夾具上，再將下夾具)與高精低速轉(zhuǎn)動臺通過螺紋固定，且下夾具的夾持腔的垂向中心線與高精低速轉(zhuǎn)動臺旋轉(zhuǎn)軸對中，用下夾具夾持球形的下試件；b、通過數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)控制上夾具的上下移動，使上、下試件接觸并施加設(shè)定的載荷P，同時通過數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的控制使下夾具及其夾持的下試件以設(shè)定的轉(zhuǎn)速ω、轉(zhuǎn)角θ和往復(fù)次數(shù)N的往復(fù)旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)上、下試件間的扭動微動摩擦；c、在上、下試件發(fā)生扭動微動摩擦的同時，通過與上夾具相連的六維力/力矩傳感器測出摩擦扭矩，并送至數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)分析得出設(shè)定轉(zhuǎn)速和載荷條件下的扭矩-角位移曲線，以表征扭動微動摩擦的動力學特性。
2 、 一種實施權(quán)利要求l的試驗方法的試驗裝置，包括上、下夾具(15、 19), 安裝上、下夾具(15、 19)的機座(1)，其特征在于所述的下夾具(19)安裝在機座(1)上的具體結(jié)構(gòu)為下夾具(19)為夾持球形的 下試件(17)的夾具，下夾具(19)與高精低速轉(zhuǎn)動臺通過螺紋固定，且下夾具 (19)的夾持腔的垂向中心線與高精低速轉(zhuǎn)動臺旋轉(zhuǎn)軸對中；高精低速轉(zhuǎn)動臺安 裝在機座(1)的底板(24)上；上夾具(15)安裝在機座(1)上的具體結(jié)構(gòu)為上夾具(15)的上端與六維力/力矩 傳感器(13)相連，六維力/力矩傳感器(13)與能夠進行水平與垂向移動的二維移動 臺相連，二維移動臺固定在機座(1)的中上部；高精低速轉(zhuǎn)動臺、二維移動臺、六維力/力矩傳感器(13)均與數(shù)據(jù)采集控 制系統(tǒng)電連接。
3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種試驗裝置，其特征在于，所述的二維移動臺 的組成為垂向電機(3)固定在機座(1)上部的頂板上，垂向電機(3)的軸 與垂向絲桿(5)聯(lián)接，垂向絲桿(5)與運動塊(25)的內(nèi)螺紋配合，運動塊 (25)內(nèi)側(cè)的滑槽與立板(2)上的導(dǎo)軌(6)配合，運動塊(25)的外側(cè)與橫 梁(7)固定連接；橫梁(7)下部的滑軌(IO)與運動板(ll)上部的滑槽配合， 水平電機(8)固定在機座(1)的立板(2)上，水平電機(8)的軸與水平絲桿(9)聯(lián)接，水平絲桿(9)與運動板(11)的內(nèi)螺紋配合，運動板(ll)的下部 與六維力/力矩傳感器(13)連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種試驗裝置，其特征在于，所述的運動板(ll) 與六維力/力矩傳感器(13)連接的具體方式為運動板(11)的下部與聯(lián)接塊(12)螺紋連接，聯(lián)接塊(12)的下部與六維力/力矩傳感器(13)連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種試驗裝置，其特征在于，所述的機座(l)的立 板(2)上設(shè)有導(dǎo)向軸承(26),垂向絲桿(5)的下部穿過該導(dǎo)向軸承(26)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種試驗裝置，其特征在于所述高精低速轉(zhuǎn)動 臺的組成為支架(23)安裝在機座(l)的底板(24)上，高精度低速電機(22) 垂向固定在支架(23)上，高精度低速電機(22)的輸出軸(21)上固定旋轉(zhuǎn)臺面 (20)，旋轉(zhuǎn)臺面(20)上螺紋固定下夾具(19)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種試驗裝置，其特征在于所述的下夾具(19) 夾持腔的底部中間開有圓弧面(31),該圓弧面(3 l)的曲率半徑與J求形下試件(17 ) 的半徑相同，在圓弧面(31)的中心部位開有定位通孔(32);下夾具壓板(18) 開有圓弧形通孔(30),其曲率半徑也與球形下試件(17)半徑相同；定位通孔(32)、下夾具(19)夾持腔的圓弧面(31)及下夾具壓板(18)的圓弧形通孔(30)， 三者的中心線重合。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種試驗裝置，其特征在于所述的高精低速轉(zhuǎn) 動臺的扭轉(zhuǎn)運動最小轉(zhuǎn)角6為0.05°,轉(zhuǎn)速co的范圍為0.01 -57s。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種試驗裝置，其特征在于所述的六維力/力矩 傳感器(13)的法向載荷測量范圍為1-580N;橫向及縱向兩個方向的切向力測 量范圍1 -180 N，扭矩測量范圍為1 -10 000 N'mm、測量精度為1 N'mm。
全文摘要
一種扭動微動摩擦磨損試驗方法，其作法是將上試件夾持在上夾具上，再將下夾具與高精低速轉(zhuǎn)動臺通過螺紋固定，且下夾具的夾持腔的垂向中心線與高精低速轉(zhuǎn)動臺旋轉(zhuǎn)軸對中，用下夾具夾持球形的下試件；通過數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)控制上夾具的上下移動，使上、下試件接觸并施加設(shè)定的載荷，同時通過數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的控制使下夾具及其夾持的下試件以設(shè)定的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角進行多次往復(fù)旋轉(zhuǎn)；同時，通過與上夾具相連的六維力/力矩傳感器測出摩擦扭矩，并送至數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)，分析得出設(shè)定轉(zhuǎn)速和載荷條件下的扭矩-角位移曲線。該方法能方便地使材料發(fā)生小角度扭動微動摩擦磨損，且自動化程度高，控制與測試的精度高，試驗數(shù)據(jù)的重現(xiàn)性好。
文檔編號G01M99/00GK101178345SQ20071005069
公開日2008年5月14日 申請日期2007年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月5日
發(fā)明者周仲榮, 朱旻昊, 石心余, 莫繼良, 蔡振兵 申請人:西南交通大學