專利名稱：一種鍍層摩擦磨損性能測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一 種機(jī)件性能測試儀器，具體為一種鍍層摩擦磨損性能測試儀。
背景技術(shù)：
疲勞、磨損和腐蝕是工程材料的主要失效形式，這三種失效形式又都與材料的表 面狀態(tài)密切相關(guān)。各種機(jī)械零件和工件模具的磨損主要取決于材料的表面特性，于是材料 的表面改性技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，目前，材料的表面改性技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防 等諸多領(lǐng)域，鍍層工藝作為一種材料表面改性的方法，因其可有效的改變材料表面的性質(zhì) (物理、化學(xué)性質(zhì))，從而提高工件表面的各項(xiàng)性能，如提高工件表面的硬度和耐磨性、提高 工件表面的耐蝕、耐高溫性，進(jìn)而延長工件的使用壽命，而引起了人們的廣泛關(guān)注。到目前為止，利用各種離子鍍工藝，如多弧離子鍍、磁控濺射離子鍍，人們已經(jīng)研 發(fā)出了多種鍍層產(chǎn)品，其在模具、工具和裝飾等方面的應(yīng)用，已經(jīng)產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和 社會效益。而對于鍍層產(chǎn)品來說，尤其是耐磨鍍層，其摩擦磨損的性能就是它最重要的指 標(biāo)，于是對鍍層摩擦磨損性能的檢測就成為衡量耐磨鍍層產(chǎn)品優(yōu)劣的最主要的方法。目前市場上現(xiàn)存的摩擦磨損測試機(jī)的測試對象主要針對的是塊體材料，很少有專 門針對鍍層產(chǎn)品的，并且市場上現(xiàn)存的摩擦磨損測試機(jī)普遍具有體積大、載荷大、測量精度 不高、運(yùn)行不夠穩(wěn)定等缺點(diǎn)，而對于鍍層摩擦磨損性能的檢測則需要一種小型化、載荷小、 測量精度高、穩(wěn)定性好的檢測設(shè)備。因而，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種小型化、載荷小、測量精度高、穩(wěn)定性好的鍍層摩擦磨 損性能檢測設(shè)備。本發(fā)明的技術(shù)方案包括—種鍍層摩擦磨損性能測試儀，其中，包括旋轉(zhuǎn)測試臺用于放置、加固、并旋轉(zhuǎn)被測樣品；加載摩擦梁用于在被測樣品表面設(shè)置摩擦鋼珠并施加適當(dāng)壓力，以產(chǎn)生摩擦軌 跡；摩擦檢測器用于測量摩擦力、產(chǎn)生摩擦力信號輸入計(jì)算機(jī)；機(jī)架用于安裝并支撐各部件。所述的鍍層摩擦磨損性能測試儀，其中，所述的旋轉(zhuǎn)測試臺包括測試臺、測試臺上 蓋及固定螺釘、滑塊、旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)旋鈕、旋轉(zhuǎn)半徑固定螺栓、馬達(dá)；所述測試臺上放置被測樣品，測試臺上蓋置于被測樣品上，由固定螺釘將測試臺 上蓋固定在測試臺上；所述馬達(dá)與測試臺旋轉(zhuǎn)臺機(jī)械傳動連接；所述測試臺固定在滑塊上；所述滑塊由旋轉(zhuǎn)半徑固定螺栓固定在機(jī)架上；調(diào)整旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)旋鈕可使滑塊沿加載梁長度方向移動，調(diào)整摩擦軌跡半徑的大小。 所述的鍍層摩擦磨損性能測試儀，其中，所述測試臺設(shè)有轉(zhuǎn)速調(diào)整旋鈕，調(diào)整轉(zhuǎn)速 范圍為ι轉(zhuǎn)/分鐘到2000轉(zhuǎn)/分鐘。所述的鍍層摩擦磨損性能測試儀，其中，所述旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)旋鈕的調(diào)節(jié)測試旋轉(zhuǎn) 半徑范圍為3毫米到10毫米。所述的鍍層摩擦磨損性能測試儀，其中，所述的加載摩擦梁包括加載梁、加載梁平 衡砝碼、摩擦副夾具、砝碼托盤、砝碼；所述的加載梁設(shè)置在加載梁支架上，加載梁的加載端頂部設(shè)有砝碼托盤，其另一 端設(shè)有加載梁平衡砝碼；所述摩擦副夾具設(shè)置在加載梁上。所述的鍍層摩擦磨損性能測試儀，其中，所述的摩擦副夾具下部端頭設(shè)有摩擦鋼 珠，摩擦鋼珠與被測樣品表面相接觸。所述的鍍層摩擦磨損性能測試儀，其中，所述的砝碼托盤內(nèi)放置砝碼；砝碼的重量 范圍從20g至3000g,精度0. Igo所述的鍍層摩擦磨損性能測試儀，其中，所述的摩擦檢測器包括摩擦力測力銷、摩 擦力傳感器；所述摩擦力測力銷與摩擦力傳感器之間由電信號相連接；所述的摩擦力測力銷靠近加載梁的側(cè)壁；所述的摩擦力傳感器與計(jì)算機(jī)之間數(shù)據(jù)信號相連接。所述的鍍層摩擦磨損性能測試儀，其中，所述的機(jī)架包括機(jī)架座、加載梁支架、檢 測支架。本發(fā)明產(chǎn)生的技術(shù)效果是本發(fā)明通過旋轉(zhuǎn)測試臺、加載摩擦梁、摩擦測試器結(jié)構(gòu) 形式，可獲得測試樣品的摩擦軌跡和摩擦力數(shù)據(jù)，并結(jié)合加載梁壓力和測試臺轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù) 參數(shù)，計(jì)算得到鍍層樣品的表面摩擦磨損性能準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。并具有體積小、載荷小、測量精度 高、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明鍍層摩擦磨損性能測試儀的結(jié)構(gòu)示意圖主視圖；圖2為本發(fā)明鍍層摩擦磨損性能測試儀的結(jié)構(gòu)示意圖側(cè)視圖；圖3為本發(fā)明被測樣品上的鋼珠與樣品表面摩擦軌跡示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖實(shí)施例，說明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理如下如圖1、圖2所示，本發(fā)明鍍層摩擦磨損性能測試儀結(jié)構(gòu)由旋轉(zhuǎn)測試臺、加載摩擦 梁、摩擦檢測器和機(jī)架四大部分組成。其中，旋轉(zhuǎn)測試臺用于放置、加固、并旋轉(zhuǎn)被測樣品； 加載摩擦梁用于在被測樣品表面設(shè)置摩擦鋼珠并施加適當(dāng)壓力，以產(chǎn)生摩擦軌跡；摩擦 檢測器用于測量摩擦力、產(chǎn)生摩擦力信號輸入計(jì)算機(jī)；機(jī)架用于安裝并支撐各部件。以 下對各部分結(jié)構(gòu)特征分別進(jìn)行描述一、旋轉(zhuǎn)測試臺
如圖1所示，旋轉(zhuǎn)測試臺包括測試臺10、測試臺上蓋11及固定螺釘11a、滑塊13、 旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)旋鈕13b、旋轉(zhuǎn)半徑固定螺栓13a、馬達(dá)12。 測試臺10上放置被測樣品5，測試臺上蓋11置于被測樣品5上，由固定螺釘Ila 將測試臺上蓋11固定在測試臺10上，將被測樣品5牢固夾緊在測試臺10上。馬達(dá)12與測試臺10機(jī)械傳動連接，帶動測試臺10旋轉(zhuǎn)運(yùn)行。測試臺10固定在滑塊13上；滑塊13由旋轉(zhuǎn)半徑固定螺栓13a固定在機(jī)架4上。調(diào)整旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)旋鈕13b可使滑塊13沿加載梁20的長度方向移動，以調(diào)整摩 擦軌跡(如圖3中c所示)半徑的大??；測試可選的旋轉(zhuǎn)半徑范圍從3毫米到10毫米；測 試臺設(shè)有轉(zhuǎn)速調(diào)整旋鈕12a以調(diào)整馬達(dá)轉(zhuǎn)速，調(diào)整轉(zhuǎn)速范圍為1轉(zhuǎn)/分鐘到2000轉(zhuǎn)/分鐘。本發(fā)明測試臺所適用的測試樣品5的材料厚度為1毫米至12毫米。二、加載摩擦梁如圖1所示，加載摩擦梁包括加載梁20、加載梁平衡砝碼23、摩擦副夾具21、砝碼 托盤22、砝碼22a。加載梁20設(shè)置在加載梁支架41上，加載梁20的加載端頂部設(shè)有砝碼托盤22，其 另一端設(shè)有加載梁平衡砝碼23，平衡砝碼23用以調(diào)整砝碼托盤22無砝碼時(shí)加載梁20處于 平衡狀態(tài)。摩擦副夾具21設(shè)置在加載梁20上，處于加載梁支架41中線至砝碼托盤22牽引 線間二分之一處的加載梁20位置處。摩擦副夾具21下部端頭設(shè)有摩擦鋼珠21a，摩擦鋼珠直徑可選擇在4至6毫米。 摩擦鋼珠21a與被測樣品5表面相接觸。砝碼托盤22內(nèi)放置砝碼22a ；砝碼的重量范圍從20g至3000g，精度0. lg。三、摩擦檢測器如圖2所示，摩擦檢測器包括摩擦力測力銷31、摩擦力傳感器32。摩擦力傳感器32設(shè)置在檢測架42上，摩擦力測力銷31設(shè)置在摩擦力傳感器32 上；摩擦力測力銷31與摩擦力傳感器32間電信號相連接；摩擦力測力銷31靠近加載梁20 的側(cè)壁；摩擦力傳感器32與計(jì)算機(jī)間數(shù)據(jù)信號相連接。四、機(jī)架如圖1、圖2所示，機(jī)架4包括機(jī)架座40、加載梁支架41、檢測架42。本發(fā)明被測樣品上的鋼珠21a與樣品5表面摩擦軌跡如圖3所示，圖中c為摩擦 軌跡，d為鋼珠21a在被測樣品5表面的施力點(diǎn)。測試時(shí)被測樣品5夾在測試臺10與測試 臺上蓋11之間。本發(fā)明的工作原理如下1、設(shè)定旋轉(zhuǎn)測試臺轉(zhuǎn)速通過調(diào)整轉(zhuǎn)速調(diào)整旋鈕12a，設(shè)定旋轉(zhuǎn)測試臺轉(zhuǎn)速。2、設(shè)定摩擦軌跡半徑調(diào)整旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)旋鈕13a，使得滑塊13沿加載梁20長度 方向運(yùn)動，調(diào)整摩擦軌跡半徑的大小。3、設(shè)定鋼珠壓力通過在砝碼托盤22內(nèi)放置砝碼22a設(shè)定加載重量，鋼珠壓力重 量是砝碼總重量的2倍。4、測試摩擦力的大小通過摩擦力測力銷31測得鋼珠與樣品表面摩擦力，并由摩 擦力傳感器32將摩擦數(shù)據(jù)信號傳送到計(jì)算機(jī)。
根據(jù)以上四個數(shù)據(jù)摩擦力、鋼珠壓力、摩擦軌跡半徑、測試臺轉(zhuǎn)速，計(jì)算出測試樣 品表面摩擦磨損性能。本發(fā)明鍍層磨擦磨損性能測試儀的使用和工作過程如下首先調(diào)整加載梁平衡砝碼使加載梁保持水平狀態(tài)。按所選擇的摩擦軌跡半徑，調(diào)整旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)旋鈕13a，使得滑塊13沿加載梁長 度方向運(yùn)動，通過旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)旋鈕上的刻度來控制摩擦軌跡半徑的大小。

將所選擇的砝碼22a放置在砝碼托盤22上，使得摩擦副夾具21中的鋼球21a壓 在試樣5的表面上。在馬達(dá)12控制面板轉(zhuǎn)速調(diào)整旋鈕12a上選擇所需要的轉(zhuǎn)速，最后開動馬達(dá)12。在實(shí)際測試之前要校準(zhǔn)摩擦力傳感器32的輸出信號。如圖1所示，砝碼托盤22到加載梁支架41中線的距離是摩擦副夾具21到加載梁 支架41中線距離的2倍，所以根據(jù)杠桿原理，鋼球壓在試樣5上的力為砝碼重力的2倍，由 此結(jié)合計(jì)算機(jī)收集的摩擦力信號就可計(jì)算出試驗(yàn)過程的連續(xù)摩擦系數(shù)數(shù)據(jù)。綜上所述，本發(fā)明鍍層磨擦磨損性能測試儀，通過旋轉(zhuǎn)測試臺、加載摩擦梁、摩擦 測試器結(jié)構(gòu)，獲得測試樣品的摩擦軌跡和摩擦力數(shù)據(jù)，結(jié)合壓力和轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)參數(shù)，計(jì)算得 到鍍層樣品的表面摩擦磨損性能準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的目的。應(yīng)當(dāng)理解的是，上述針對具體實(shí)施例的描述較為詳細(xì)，并不能因此而認(rèn)為是對本 發(fā)明專利保護(hù)范圍的限制，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種鍍層摩擦磨損性能測試儀，其特征在于，包括 旋轉(zhuǎn)測試臺用于放置、加固、并旋轉(zhuǎn)被測樣品；加載摩擦梁用于在被測樣品表面設(shè)置摩擦鋼珠并施加適當(dāng)壓力，以產(chǎn)生摩擦軌跡； 摩擦檢測器用于測量摩擦力、產(chǎn)生摩擦力信號輸入計(jì)算機(jī)； 機(jī)架用于安裝并支撐各部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍍層摩擦磨損性能測試儀，其特征在于，所述的旋轉(zhuǎn)測試臺 包括測試臺、測試臺上蓋及固定螺釘、滑塊、旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)旋鈕、旋轉(zhuǎn)半徑固定螺栓、馬達(dá)；所述測試臺上放置被測樣品，測試臺上蓋置于被測樣品上，由固定螺釘將測試臺上蓋 固定在測試臺上；所述馬達(dá)與測試臺旋轉(zhuǎn)臺機(jī)械傳動連接；所述測試臺固定在滑塊上；所述滑塊由旋轉(zhuǎn)半徑固定螺栓固定在機(jī)架上； 調(diào)整旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié)旋鈕可使滑塊沿加載梁長度方向移動，調(diào)整摩擦軌跡半徑的大小。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鍍層摩擦磨損性能測試儀，其特征在于，所述測試臺設(shè)有轉(zhuǎn) 速調(diào)整旋鈕，調(diào)整轉(zhuǎn)速范圍為1轉(zhuǎn)/分鐘到2000轉(zhuǎn)/分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鍍層摩擦磨損性能測試儀，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)節(jié) 旋鈕的調(diào)節(jié)測試旋轉(zhuǎn)半徑范圍為3毫米到10毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍍層摩擦磨損性能測試儀，其特征在于，所述的加載摩擦梁 包括加載梁、加載梁平衡砝碼、摩擦副夾具、砝碼托盤、砝碼；所述的加載梁設(shè)置在加載梁支架上，加載梁的加載端頂部設(shè)有砝碼托盤，其另一端設(shè) 有加載梁平衡砝碼；所述摩擦副夾具設(shè)置在加載梁上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鍍層摩擦磨損性能測試儀，其特征在于，所述的摩擦副夾具 下部端頭設(shè)有摩擦鋼珠，摩擦鋼珠與被測樣品表面相接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鍍層摩擦磨損性能測試儀，其特征在于，所述的砝碼托盤內(nèi) 放置砝碼；砝碼的重量范圍從20g至3000g，精度0. lg。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍍層摩擦磨損性能測試儀，其特征在于，所述的摩擦檢測器 包括摩擦力測力銷、摩擦力傳感器；所述摩擦力測力銷與摩擦力傳感器之間由電信號相連接； 所述的摩擦力測力銷靠近加載梁的側(cè)壁； 所述的摩擦力傳感器與計(jì)算機(jī)之間數(shù)據(jù)信號相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍍層摩擦磨損性能測試儀，其特征在于，所述的機(jī)架包括機(jī) 架座、加載梁支架、檢測支架。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鍍層摩擦磨損性能測試儀，結(jié)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)測試臺、加載摩擦梁、摩擦檢測器、機(jī)架。本發(fā)明通過旋轉(zhuǎn)測試臺、加載摩擦梁、摩擦測試器結(jié)構(gòu)，獲得測試樣品的摩擦軌跡和摩擦力數(shù)據(jù)，結(jié)合壓力和轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)參數(shù)，計(jì)算得到鍍層樣品的表面摩擦磨損性能準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。具有體積小、載荷小、測量精度高、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，特別適合用于鍍層產(chǎn)品摩擦磨損性能的檢測。
文檔編號G01N3/56GK102128758SQ20101055198
公開日2011年7月20日 申請日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者文曉斌 申請人:深圳金邁克精密科技有限公司