本發(fā)明屬于機械類摩擦磨損試驗裝置，具體涉及一種臥式多功能載流摩擦磨損試驗機。

背景技術：

近年來，隨著機電、高速鐵路、雷達信息和航空航天等產業(yè)的發(fā)展，滑動電接觸材料發(fā)展迅速。電接觸材料主要用于電氣設備和儀表中傳遞和承載電負荷,要求其具有優(yōu)良的導電導熱、抗電蝕、抗熔焊和易于機械加工等性能。為了檢測電接觸材料的相關性能以及開發(fā)新型的電接觸材料，就必須用相應的摩擦試驗機來進行一系列的實驗。國外對電接觸摩擦磨損試驗機的研究和使用已有一個世紀之久，進入信息化時代以來，國外的摩擦磨損試驗機發(fā)展達到了新的高度，國外學者借助于這些先進儀器在電接觸摩擦磨損領域取得了豐碩成果。而國內對摩擦磨損試驗機的研究起步較晚，市場上現有摩擦磨損試驗機雖然也有一定的規(guī)模，但普遍功能比較單一，在實驗數據的采集方面比較原始，效率低，并且整機價格高。因此，設計一種精度高、信息化程度高的電接觸摩擦磨損試驗機是必要而迫切的。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于：克服現有摩擦磨損試驗機遍功能比較單一的缺陷，提供一種臥式多功能載流摩擦磨損試驗機。

為了實現上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種臥式多功能載流摩擦磨損試驗機，包括：主機、電源加載系統(tǒng)和測量系統(tǒng)；所述的主機包括伺服電機、主軸、摩擦環(huán)、塊狀樣品固定架、絲狀樣品固定板；所述的伺服電機通過聯軸器與主軸連接，所述的摩擦環(huán)包括塊環(huán)和絲環(huán)；所述的塊環(huán)和絲環(huán)均固定在主軸上，塊環(huán)的兩側分別對稱設有塊狀樣品固定架、塊狀樣品安裝在塊狀樣品固定架上，位于塊環(huán)兩側的塊狀樣品之間的夾角為90°且塊狀樣品的摩擦面與塊環(huán)的直徑垂直，所述的塊狀樣品上設有加載線接頭和信號測量線接頭，所述的加載線接頭和電源加載系統(tǒng)相連，信號測量線接頭與測量系統(tǒng)相連；所述的絲環(huán)的兩側對稱設置絲狀樣品固定板，絲狀樣品固定板通過螺釘固定在第一支架上，位于絲環(huán)兩側的絲狀樣品之間的夾角為90°且絲狀樣品與絲環(huán)的直徑垂直，絲狀樣品固定板上設有線路板，絲狀樣品和線路板上的電線焊接在一起的。

優(yōu)選地，所述的電源加載系統(tǒng)為加載線路，包括加載電源，加載線接頭與加載電源構成回路；

所述的測量系統(tǒng)為測量線路，信號測量線接頭和測量線路連接構成測量回路，所述的測量線路包括電流傳感器、電壓傳感器、信號處理器及數據采集卡、電腦；電壓傳感器和電流傳感器連接到信號處理器及數據采集上，信號處理器及數據采集卡與電腦相連；

所述的絲狀樣品固定板上線路板的線路與塊環(huán)需要連接的線路相同。

優(yōu)選地，所述的摩擦環(huán)的兩側由壓板及緊固螺釘禁錮在主軸上。

優(yōu)選地，所述的塊環(huán)和絲環(huán)之間設有絕緣板，壓塊與主軸之間設置絕緣套；所述的塊環(huán)設置一個或對個，每個塊環(huán)之間通過絕緣板隔開。

優(yōu)選地，所述的絲環(huán)為純銅環(huán)，絲環(huán)的表面設有V型槽，所述的V型槽設有一個或多個，所述的V型槽的截面為正三角形，V型槽垂直于絲環(huán)的軸向設置。

優(yōu)選地，所述的塊環(huán)為純銅環(huán)，塊環(huán)的表面均勻設有凹槽，凹槽的長度方向與塊環(huán)的軸向平行設置。

優(yōu)選地，所述的塊狀樣品固定架包括L型支架和弧形安裝板，弧形安裝板設置在L型支架的上端，所述的塊狀樣品通過刷握固定在弧形安裝板。

優(yōu)選地，所述的盒蓋和盒座，盒座內設置彈簧。

優(yōu)選地，所述的塊狀樣品固定架和第一支架固定在底座上，伺服電機通過第二支架固定在底座上，所述的主軸上設有左第三支架和右第三支架，左第二支架和右第二支架通過螺栓固定在底座上，主軸通過軸承與左第三支架和右第三支架固定。

優(yōu)選地，所述的底座上設置有機玻璃罩，底座與有機玻璃罩之間形成封閉的環(huán)境，有機玻璃罩內設置加熱器和加濕器，有機玻璃罩上留有導線出口和真空泵抽氣嘴孔。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的裝置可實現在動態(tài)條件下對待測樣品與對磨環(huán)之間的輸入及輸出的參數進行實時跟蹤，可通過改變輸入參數研究摩擦副材料在純機械條件和載流條件下的摩擦磨損行為，不僅可研究摩擦系數、接觸電壓、接觸電流等這些因素對材料摩擦磨損的影響，還可以研究溫度、濕度、真空度等因素對電接觸摩擦磨損的影響情況，本發(fā)明的裝置精度高、功能多，可為完善載流條件下摩擦磨損理論提供可靠的試驗依據。

附圖說明

圖1為本發(fā)明立體圖；

圖2為本發(fā)明部分結構的主視圖；

圖3為塊狀樣品安裝示意圖；

圖4為盒蓋結構示意圖；

圖5為盒座結構示意圖；

圖6為絲狀樣品安裝示意圖；

圖7為塊狀樣品與加載電源和測量線路的連接示意圖；

圖8為塊狀樣品的結構示意圖；

附圖標記：1-伺服電機、2-主軸、3-聯軸器、4-絲狀樣品、5-絲環(huán)、6-絲狀樣品固定板、7-第一支架、8-塊狀樣品、9-塊環(huán)、10-塊狀樣品固定架、11-加載線接頭、12-信號測量線接頭、13-壓板、14-絕緣板、15-絕緣套、16-盒蓋、17-盒座、18-第二支架、19-左第三支架、20-右第三支架、21-底座、22-軸承、23-有機玻璃罩、24-電流傳感器、25-電壓傳感器、26-信號處理器及數據采集卡、27-電腦。

具體實施方式

結合附圖對本發(fā)明的裝置作進一步說明如下：

一種臥式多功能載流摩擦磨損試驗機，包括：主機、電源加載系統(tǒng)和測量系統(tǒng)；所述的主機包括伺服電機1、主軸2、摩擦環(huán)、塊狀樣品固定架10、絲狀樣品固定板6；所述的伺服電機1通過聯軸器3與主軸2連接，所述的摩擦環(huán)包括塊環(huán)9和絲環(huán)5；所述的塊環(huán)9和絲環(huán)5均固定在主軸2上，塊環(huán)9的兩側分別對稱設有塊狀樣品固定架10、塊狀樣品8安裝在塊狀樣品固定架10上，位于塊環(huán)9兩側的塊狀樣品8之間的夾角為90°且塊狀樣品8的摩擦面與塊環(huán)9的直徑垂直，所述的塊狀樣品8上設有加載線接頭11和信號測量線接頭12，所述的加載線接頭11和電源加載系統(tǒng)相連，信號測量線接頭12與測量系統(tǒng)相連；所述的絲環(huán)5的兩側對稱設置絲狀樣品固定板6，絲狀樣品固定板6通過螺釘固定在第一支架7上，位于絲環(huán)5兩側的絲狀樣品4之間的夾角為90°且絲狀樣品4與絲環(huán)5的直徑垂直，絲狀樣品固定板6上設有線路板，絲狀樣品4和線路板上的電線焊接在一起的。

優(yōu)選地，所述的電源加載系統(tǒng)為加載線路，包括加載電源，加載線接頭11與加載電源構成回路；

所述的測量系統(tǒng)為測量線路，信號測量線接頭12和測量線路連接構成測量回路，所述的測量線路包括電流傳感器24、電壓傳感器25、信號處理器及數據采集卡26、電腦27，電壓傳感器25和電流傳感器24連接到信號處理器及數據采集26上，信號處理器及數據采集卡26與電腦27相連；

所述的絲狀樣品固定板6上線路板的線路與塊環(huán)9需要連接的線路相同。

優(yōu)選地，所述的摩擦環(huán)的兩側由壓板13及緊固螺釘禁錮在主軸2上。

優(yōu)選地，所述的塊環(huán)9和絲環(huán)5之間設有絕緣板14，壓塊與主軸2之間設置絕緣套15；所述的塊環(huán)9設置一個或對個，每個塊環(huán)9之間通過絕緣板14隔開。

優(yōu)選地，所述的絲環(huán)5為純銅環(huán)，絲環(huán)5的表面設有V型槽，所述的V型槽設有一個或多個，所述的V型槽的截面為正三角形，V型槽垂直于絲環(huán)5的軸向設置。

優(yōu)選地，所述的塊環(huán)9為純銅環(huán)，塊環(huán)9的表面均勻設有凹槽，凹槽的長度方向與塊環(huán)9的軸向平行設置。

優(yōu)選地，所述的塊狀樣品固定架10包括L型支架和弧形安裝板，弧形安裝板設置在L型支架的上端，所述的塊狀樣品8通過刷握固定在弧形安裝板。

優(yōu)選地，所述的盒蓋16和盒座17，盒座17內設置彈簧。

優(yōu)選地，所述的塊狀樣品固定架10和第一支架7固定在底座21上，伺服電機1通過第二支架18固定在底座21上，所述的主軸2上設有左第三支架19和右第三支架20，左第三支架19和右第三支架20通過螺栓固定在底座21上，主軸2通過軸承22與左第三支架19和右第三支架20固定。

優(yōu)選地，所述的底座21上設置有機玻璃罩23，底座21與有機玻璃罩23之間形成封閉的環(huán)境，有機玻璃罩23內設置加熱器和加濕器，有機玻璃罩23上留有導線出口和真空泵抽氣嘴孔。

在進行環(huán)塊式摩擦副試驗時：

試驗前應用細砂紙將塊環(huán)9表面打磨光滑，然后將塊狀樣品8，例如電刷，按圖3所示進行安裝。安裝時，要確保兩個塊狀樣品8呈90°對稱地分布在塊環(huán)9兩側，緊接著就要連接好加載線路和檢測線路了，將加載線接頭11要和加載電源連接構成加載回路，信號測量線接頭12要和測量線路連接構成測量回路，測量線路上設置電流傳感器24和電壓傳感器25，所述的電壓傳感器25和電流傳感器24連接到信號處理器及數據采集卡26上，信號處理器及數據采集卡26與電腦27相連。

加載線接頭11和信號測量線接頭12是和塊狀樣品8緊密地焊接在一起的，這樣就保證了它們之間優(yōu)良的電導性，通過在刷握內設置彈簧，可避免摩擦副不穩(wěn)定時引起的振動和沖擊能，提供塊狀樣品8和塊環(huán)9之間的接觸壓；給刷握配有不同勁度系數的彈簧，就能提供不同的接觸壓力，因此該試驗機能對接觸壓力這一參數對摩擦副的摩擦磨損性能的影響情況進行研究。

在上述準備工作做好后，按照試驗設定要求設定電機功率和速度參量，啟動伺服電機1，伺服電機1通過聯軸器3來帶動主軸2轉動，主軸2上的塊環(huán)9就和塊狀樣品8組成了一對環(huán)塊式摩擦副，此時連接在測量回路中的電壓傳感器25、電流傳感器24就能記錄電壓電流等參數的變化情況了。為了得到較準確的相關摩擦磨損數據，正式記錄數據前，先讓機器運轉一段時間，等到運轉平穩(wěn)后，就可以通過測量系統(tǒng)來測量和記錄所需要的數據了。

在進行環(huán)絲式摩擦副試驗時：

試驗機在進行如圖6所示的環(huán)絲式摩擦副實驗前，要用細砂紙對絲環(huán)5上的V型槽，進行打磨，確保它們的表面光滑，不能有毛刺。絲狀樣品固定板6通過螺釘和第一支架7牢固地連接在一起的，絲狀樣品固定板6是一塊上面留有5條電線的線路板，絲狀樣品4(例如刷絲)就是和絲狀樣品固定板6上的電線是焊接在一起的。絲狀樣品固定板6上的電線再和加載及測量電路電線焊接在一起，就構成了加載和測量回路。因為絲環(huán)5上有5條繞環(huán)一周V型槽，絲狀樣品固定板上有5條可焊接線路，因此，我們最多可以同時測量5種不同的絲狀樣品4和絲環(huán)5之間的摩擦磨損性能，進而大大提高了試驗效率，而且能更加方便準確地進行試驗數據的對比。

在進行其他外部條件下的摩擦磨損試驗時

為了研究這些外部環(huán)境條件對電接觸摩擦磨損的影響情況，我們在該摩擦機的底座上面安裝一個厚度為10mm的有機玻璃罩23，在有機玻璃罩23上留有若干導線出口和真空泵抽氣嘴孔，有機玻璃罩23和和底座21之間用密封槽和密封完全膠密封。通過在有機玻璃罩23內加裝加熱器，如電熱絲來營造不同的溫度環(huán)境；通過設置和真空泵相連的抽氣嘴孔，可以營造高真空環(huán)境；通過在有機玻璃罩23內設置加濕器，可以營造不同的濕度環(huán)境。由于該試驗機整體尺寸不大，便于攜帶，甚至可以把它放在高輻射的環(huán)境中，研究不同輻射強度對摩擦磨損材料的摩擦磨損性能的影響。

以上所述的本發(fā)明實施方式，并不構成對本發(fā)明保護范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的權利要求保護范圍之內。