高溫原位聚合固體潤(rùn)滑膜摩擦磨損試驗(yàn)的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高溫原位聚合固體潤(rùn)滑膜摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，包括上主軸、下主軸和高溫爐，上試樣固定在所述上主軸上，下試樣固定在所述下主軸上，所述上試樣和下試樣相接觸，形成摩擦接觸面，并置于高溫爐內(nèi)部；所述高溫爐上設(shè)有進(jìn)氣通道和出氣通道，供氣相化學(xué)物質(zhì)進(jìn)出；試驗(yàn)載荷施加在上主軸的頂部，所述下主軸由變頻調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)；一個(gè)壓力傳感器安裝在上主軸上。本發(fā)明所涉及的高溫原位聚合固體潤(rùn)滑膜摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)對(duì)固體潤(rùn)滑膜的測(cè)試項(xiàng)目包括摩擦系數(shù)、承載能力和潤(rùn)滑持續(xù)能力等重要參數(shù)，同時(shí)也可以對(duì)預(yù)置的固體潤(rùn)滑膜進(jìn)行測(cè)試。
【專利說(shuō)明】高溫原位聚合固體潤(rùn)滑膜摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高溫摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種高溫原位聚合固體潤(rùn)滑膜摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]摩擦磨損試驗(yàn)的目的是為了對(duì)材料摩擦磨損現(xiàn)象及其本質(zhì)進(jìn)行研究，并測(cè)試各種材料的摩擦學(xué)性能。近年來(lái)，隨著汽車、航空、航天等高新工業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)材料在高溫條件下的摩擦學(xué)性能要求越來(lái)越高，因此對(duì)高溫下評(píng)價(jià)材料摩擦學(xué)性能的方法和設(shè)備也相應(yīng)提聞。
[0003]在高溫下，材料的摩擦學(xué)性能會(huì)跟常溫下有很大的差異，隨著需要高溫工作環(huán)境的行業(yè)的發(fā)展，普通的常溫摩擦試驗(yàn)裝置已經(jīng)難以勝任對(duì)高溫下材料的摩擦學(xué)性能的測(cè)試工作。目前，也有很多學(xué)者對(duì)普通的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行了改造，使其可以進(jìn)行高溫試驗(yàn)。但是，現(xiàn)有對(duì)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的改造大都是基于升溫方式的改造，其在摩擦磨損試驗(yàn)方面的原理與一般的常溫摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)沒(méi)有本質(zhì)上的區(qū)別。
[0004]但是在高溫條件下，摩擦器件工況遠(yuǎn)遠(yuǎn)比常溫下惡劣，預(yù)置的固體潤(rùn)滑膜很容易就被消耗，也難以得到補(bǔ)充，摩擦器件不能得到持續(xù)的潤(rùn)滑保護(hù)。而高溫原位生成固體潤(rùn)滑膜，可以在高溫條件下不斷生成，在消耗的同時(shí)，也不斷得到補(bǔ)充，從而可以在高溫下持續(xù)工作，持續(xù)為摩擦器件提供潤(rùn)滑保護(hù)，這是未來(lái)高溫固體潤(rùn)滑膜的發(fā)展趨勢(shì)。但是目前普遍缺少對(duì)這一類高溫原位生成固體潤(rùn)滑膜性能進(jìn)行測(cè)試的機(jī)器，這就限制了這類潤(rùn)滑膜的發(fā)展。因此，設(shè)計(jì)一臺(tái)新型的，可以在試驗(yàn)過(guò)程中不斷生成固體潤(rùn)滑膜并連續(xù)測(cè)試其摩擦學(xué)性能的試驗(yàn)機(jī)，是非常有必要的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，提供了一種高溫原位聚合固體潤(rùn)滑膜摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)。本發(fā)明試驗(yàn)機(jī)在試驗(yàn)過(guò)程中不斷生成固體潤(rùn)滑膜，并能夠連續(xù)測(cè)試所生成的固體潤(rùn)滑膜的摩擦學(xué)性能。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下:
一種高溫原位聚合固體潤(rùn)滑膜摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，包括上主軸、下主軸和高溫爐,上試樣固定在所述上主軸上，下試樣固定在所述下主軸上，所述上試樣和下試樣相接觸，形成摩擦接觸面，并置于高溫爐內(nèi)部；所述高溫爐上設(shè)有進(jìn)氣通道和出氣通道，供氣相化學(xué)物質(zhì)進(jìn)出；試驗(yàn)載荷施加在上主軸的頂部，所述下主軸由變頻調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)；一個(gè)壓力傳感器安裝在上主軸上。
[0007]所述試驗(yàn)載荷范圍在1N至500N之間。試驗(yàn)溫度范圍在150°C至600°C之間。
[0008]所述摩擦接觸面為球-平面接觸面或平面-平面接觸面。
[0009]所述高溫爐最高使用溫度為800°C，溫度控制精度±5°C。
[0010]所述氣相化學(xué)物質(zhì)為惰性氣體、單組份潤(rùn)滑氣體或反應(yīng)性氣體、雙組份潤(rùn)滑氣體或反應(yīng)性氣體、三組份及其以上多組份潤(rùn)滑氣體或反應(yīng)性氣體。
[0011]本發(fā)明的原理如下:
通過(guò)壓力傳感器測(cè)得摩擦力，高溫爐測(cè)得爐內(nèi)溫度，均通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換，由計(jì)算機(jī)處理、記錄和演示。試驗(yàn)載荷依據(jù)試驗(yàn)時(shí)試樣的接觸應(yīng)力而設(shè)定，根據(jù)接觸面兩邊不同材料性能來(lái)設(shè)定最大接觸應(yīng)力，并通過(guò)Hertz接觸應(yīng)力公式(
3I PCr = 0_5784 ?__I_
)來(lái)計(jì)算i式驗(yàn)載荷，設(shè)定各種--碼的重量、數(shù)量和尺寸。i式
IM3 M2
驗(yàn)機(jī)設(shè)有平衡上主軸系統(tǒng)靜重的平衡器，平衡器采用彈簧結(jié)構(gòu)，以使試驗(yàn)所加的砝碼載荷即為試樣所受到的載荷。
[0012]在未預(yù)置固體潤(rùn)滑膜試樣的摩擦磨損試驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)進(jìn)氣通道通入單組份反應(yīng)性氣體或雙組份反應(yīng)性氣體或三組份及其以上多組份反應(yīng)性氣體。在預(yù)置固體潤(rùn)滑膜試樣的摩擦磨損試驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)進(jìn)氣通道通入惰性氣體或單組份潤(rùn)滑性氣體或雙組份潤(rùn)滑性氣體或三組份及其以上多組份潤(rùn)滑性氣體。
[0013]與現(xiàn)有的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)相比，本發(fā)明具有以下特點(diǎn):
該試驗(yàn)機(jī)更加全面的模擬實(shí)際使用過(guò)程中，固體潤(rùn)滑膜可能面臨的各種工作環(huán)境，在試驗(yàn)過(guò)程中，不斷地生成固體潤(rùn)滑膜，并連續(xù)的測(cè)試其摩擦學(xué)性能，得到更加全面的數(shù)據(jù)。本發(fā)明所涉及的高溫原位聚合固體潤(rùn)滑膜摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)對(duì)固體潤(rùn)滑膜的測(cè)試項(xiàng)目包括摩擦系數(shù)、承載能力和潤(rùn)滑持續(xù)能力等重要參數(shù)，這與無(wú)再生能力、需預(yù)置固體潤(rùn)滑膜的常規(guī)高溫摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)有明顯區(qū)別。本發(fā)明所涉及的高溫原位聚合固體潤(rùn)滑膜摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)同時(shí)也可以對(duì)預(yù)置的固體潤(rùn)滑膜進(jìn)行測(cè)試。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為高溫原位聚合固體潤(rùn)滑膜摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做進(jìn)一步說(shuō)明:
實(shí)施例1
一種高溫原位聚合固體潤(rùn)滑膜摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，包括上主軸1、下主軸2和高溫爐7，上試樣3固定在所述上主軸I上，下試樣4固定在所述下主軸2上，所述上試樣3和下試樣4相接觸，形成摩擦接觸面，并置于高溫爐7內(nèi)部；所述高溫爐7上設(shè)有進(jìn)氣通道5和出氣通道6，供氣相化學(xué)物質(zhì)進(jìn)出；試驗(yàn)載荷施加在上主軸I的頂部,所述下主軸2由變頻調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)；一個(gè)壓力傳感器8安裝在上主軸I上。
[0016]試驗(yàn)選取一對(duì)Φ 1mm的陶瓷球與鋼平面接觸的方案；試驗(yàn)負(fù)載選為500N ;試驗(yàn)溫度選為600°C，精度±5°C，自動(dòng)調(diào)節(jié)；試樣潤(rùn)滑膜為原位生成固體潤(rùn)滑膜，試驗(yàn)氛圍氣相化學(xué)物質(zhì)通入雙組分反應(yīng)性氣體，由它們?cè)诟邷叵庐a(chǎn)生反應(yīng)從而原位生成固體潤(rùn)滑膜。在這樣的試驗(yàn)條件下，試驗(yàn)5分鐘后，鋼平面表面有磨痕出現(xiàn)，測(cè)得固體潤(rùn)滑膜的摩擦系數(shù)范圍為 0.13?0.28。
[0017]實(shí)施例2 本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于，試驗(yàn)選取一對(duì)Φ10_的鋼制圓柱體與鋼平面接觸的方案；試驗(yàn)負(fù)載選為1N ;試驗(yàn)溫度選為150°C，精度±5°C，自動(dòng)調(diào)節(jié)；試樣潤(rùn)滑膜為預(yù)置的固體潤(rùn)滑膜，試驗(yàn)氛圍氣相化學(xué)物質(zhì)通入氮?dú)?。在這樣的試驗(yàn)條件下，試驗(yàn)5分鐘后，鋼平面表面有明顯磨痕出現(xiàn)，測(cè)得固體潤(rùn)滑膜的摩擦系數(shù)范圍為0.25、.38。
[0018] 實(shí)施例3
本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于，試驗(yàn)選取一對(duì)Φ?ο?的陶瓷球與鋼平面接觸的方案；試驗(yàn)負(fù)載選為255Ν ;試驗(yàn)溫度選為375°C，精度±5°C，自動(dòng)調(diào)節(jié)；試樣潤(rùn)滑膜為原位生成固體潤(rùn)滑膜，試驗(yàn)氛圍氣相化學(xué)物質(zhì)通入單組分潤(rùn)滑氣體，由這種潤(rùn)滑氣體高溫下沉積、反應(yīng)原位生成固體潤(rùn)滑膜。在這樣的試驗(yàn)條件下，試驗(yàn)5分鐘后，鋼平面表面有磨痕出現(xiàn)，測(cè)得固體潤(rùn)滑膜的摩擦系數(shù)范圍為0.17^0.33。
【權(quán)利要求】
1.一種高溫原位聚合固體潤(rùn)滑膜摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，包括上主軸(I)、下主軸(2)和高溫爐(7)，上試樣(3)固定在所述上主軸(I)上，下試樣(4)固定在所述下主軸(2)上，所述上試樣(3)和下試樣(4)相接觸，形成摩擦接觸面，并置于高溫爐(7)內(nèi)部；所述高溫爐(7 )上設(shè)有進(jìn)氣通道(5 )和出氣通道(6 )，供氣相化學(xué)物質(zhì)進(jìn)出；試驗(yàn)載荷施加在上主軸(I)的頂部，所述下主軸(2)由變頻調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)；一個(gè)壓力傳感器(8)安裝在上主軸(I)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫原位聚合固體潤(rùn)滑膜摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，所述試驗(yàn)載荷范圍在1N至500N之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫原位聚合固體潤(rùn)滑膜摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，試驗(yàn)溫度范圍在150°C至600°C之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫原位聚合固體潤(rùn)滑膜摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，所述摩擦接觸面為球-平面接觸面或平面-平面接觸面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫原位聚合固體潤(rùn)滑膜摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，所述高溫爐(7)最高使用溫度為800°C，溫度控制精度±5°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫原位聚合固體潤(rùn)滑膜摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，其特征在于，所述氣相化學(xué)物質(zhì)為惰性氣體、單組份潤(rùn)滑氣體或反應(yīng)性氣體、雙組份潤(rùn)滑氣體或反應(yīng)性氣體、三組份及其以上多組份潤(rùn)滑氣體或反應(yīng)性氣體。
【文檔編號(hào)】G01N19/02GK104132858SQ201410328906
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月10日
【發(fā)明者】郭強(qiáng), 畢宸洋, 張?zhí)祢? 余舟, 童彤, 張豪東, 尹澤輝, 劉海彬 申請(qǐng)人:上海大學(xué)