本發(fā)明屬于摩擦磨損試驗機技術領域，具體而言，涉及一種可在屏蔽地磁場的情況下，模擬試樣往復摩擦現(xiàn)象，監(jiān)測試樣在摩擦磨損過程中表面磁場變化及溫度場的變化情況的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機。

背景技術：

材料摩擦學的一項近期研究揭示了材料接觸表面的一種納米摩擦學現(xiàn)象，當鐵磁材料受到摩擦磨損時，材料物理表面的化學特性會改變，即鐵磁材料會產(chǎn)生一種的自發(fā)磁場。為了對這一摩擦磁化機理進行研究分析，就需要對金屬材料進行摩擦磨損實驗的分析。而在這一磨擦磨損過程中，要求摩擦試樣能夠在屏蔽外界磁場干擾的情況下，對鐵磁材料表面的各項數(shù)據(jù)進行測量、評估。

現(xiàn)有的摩擦磨損試驗機品種很多，應用廣泛，但專門用于研究金屬材料摩擦磁化機理的設備比較少，并且這些設備有明顯的不足。如中國專利號201410053609.5中公開的“一種磁屏蔽復合式摩擦磨損試驗機”，其通過設置在頂層臺上的氣缸和活塞桿帶動試樣做往復運動，其往復速度很難控制，且使用的屏蔽罩磁屏蔽效果不是特別理想；另外，上述試驗機不能監(jiān)測試樣在摩擦過程中的表面形貌變化。

有鑒于此，本發(fā)明人根據(jù)從事本領域和相關領域的生產(chǎn)設計經(jīng)驗，研制出一種臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機，以期解決現(xiàn)有技術存在的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是在于提供一種臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機，可完成往復摩擦試驗，檢測鐵磁性材料在摩擦磨損過程中的表面磁場變化情況，并對摩擦狀態(tài)的過程實時監(jiān)測。

為此，本發(fā)明提出一種臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機，包括：

機架，設有一平臺，所述平臺上安裝有基臺座，所述基臺座上固定有基臺，所述基臺內沿軸向形成有一貫通腔；

往復機構，包括一安裝于所述平臺上的電機及一能在所述電機驅動下往復移動的傳動部；

擺桿，沿豎向放置于所述貫通腔內，其桿體通過一轉軸與所述基臺座相樞接，所述擺桿的下端穿設于所述平臺；

摩擦加載機構，包括支撐部及橫梁，所述支撐部放置于所述基臺的上端處，所述橫梁能移動的安裝于所述支撐部上，其上側設置有砝碼加載部，當銷試樣沿豎向定位于所述橫梁上時，其上端能與所述砝碼加載部相接；

檢測機構，包括絲杠導軌、磁記憶傳感器、拉壓力傳感器以及攝像裝置，所述絲杠導軌位于所述平臺的下側，所述磁記憶傳感器、所述拉壓力傳感器及攝像裝置分別安裝于所述支撐部上，所述拉壓力傳感器位于所述橫梁的一側，所述磁記憶傳感器位于所述橫梁的另一側；

塊試樣平臺，能水平移動的安裝于兩平行設置的支撐橫梁上，所述支撐橫梁固定于所述基臺的貫通腔內，所述塊試樣平臺的下表面凹設有一撥動槽，所述擺桿的上端位于所述撥動槽內，能帶動所述塊試樣平臺在所述支撐橫梁上往復移動，所述塊試樣平臺的上表面供安放塊試樣；

當所述絲杠導軌或所述傳動部通過銅銷與所述擺桿的下端連接時，能帶動所述擺桿以所述轉軸為中心往復擺動。

如上所述的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機，其中，所述傳動部位于所述平臺的下側，其包括有一曲柄及一傳動桿，所述電機的輸出軸上套設有一偏心輪，所述曲柄一端的樞孔內安裝有一軸承，所述軸承套設于所述偏心輪上，所述曲柄的另一端通過圓柱銷與所述傳動桿的一端相連接，所述傳動桿的另一端能通過所述銅銷與所述擺桿的下端相連接。

如上所述的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機，其中，所述傳動部另設有一導向體，所述導向體安裝于所述平臺的下側，所述傳動桿能移動的穿設于所述導向體。

如上所述的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機，其中，所述傳動桿包括依次螺紋連接的前桿段、中間桿段及后桿段，所述前桿段的自由端通過所述圓柱銷與所述曲柄相連接，所述后桿段供與所述擺桿相連接，其中，所述導向體中安裝有一軸套，所述中間桿段能移動的穿設于所述軸套。

如上所述的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機，其中，所述支撐部包括有兩支架，兩所述支架相對設置于所述基臺的上端面上，兩者之間通過兩并排設置的滑桿相連接，所述橫梁能移動安裝于兩所述滑桿上，其與各所述支架之間分別設置有一滑塊，所述滑塊能移動的安裝于兩所述滑桿上，其通過緊定螺釘與各所述滑桿相定位，所述拉壓力傳感器設置在其中一所述滑塊上，所述磁記憶傳感器的數(shù)量有兩個，分別設置在另一所述滑塊的側面和底部，所述攝像裝置安裝于其中一所述支架上；

所述橫梁上形成有一豎向孔道，以供安裝所述銷試樣。

如上所述的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機，其中，所述砝碼加載部包括有一加載臺、一銷栓、一銷套帽、一砝碼托盤以及一砝碼固定桿，所述加載臺的中心處形成有一通孔，所述通孔位于所述豎向孔道的正上方，所述銷栓的下端位于所述通孔內，所述銷栓的上端承托有所述砝碼托盤，所述砝碼固定桿穿設于所述砝碼托盤，并插接于所述銷栓內；

其中，所述銷套帽上端的帽口能移動的嵌設于所述通孔內，并套接于所述銷栓上，所述銷試樣的上端位于所述銷套帽內，其帽沿承托于所述銷套帽下端的帽緣上，所述銷栓的下端能與所述銷試樣的帽沿頂部相接觸。

如上所述的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機，其中，所述橫梁的兩端分別通過調節(jié)螺栓連接有一軸承座，所述軸承座上安裝有滾動軸承，所述滾動軸承支撐于所述基臺的上端上。

如上所述的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機，其中，所述基臺座上設有一供所述擺桿穿設的穿孔，所述轉軸的兩端分別套設有一轉軸套，所述轉軸套嵌設定位于所述基臺座上形成的凹槽內。

如上所述的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機，其中，所述平臺為一中間板，所述中間板的四角上分別固定有一支腳，所述絲杠導軌安裝于一立板上，所述立板與所述中間板的下表面連接固定。

如上所述的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機，其中，另設有一磁屏蔽罩，所述磁屏蔽罩放置于所述平臺上，并能將所述基臺、基臺座以及摩擦加載機構罩設于所述磁屏蔽罩的內腔中。

本發(fā)明提供的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機，通過設置機架、往復機構、檢測機構和摩擦加載機構，可在屏蔽磁場的情況下，模擬試樣往復摩擦現(xiàn)象，并對摩擦過程進行監(jiān)測和拍攝，為摩擦磁化機理研究提供依據(jù)。其中，根據(jù)試驗需要，改變銅銷位置即可進行往復機構和檢測機構的切換，簡單易調整，可以在不卸載試樣及移除磁屏蔽罩的條件下監(jiān)測拍攝摩擦現(xiàn)象和過程。

附圖說明

以下附圖僅旨在于對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中：

圖1為本發(fā)明的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機的立體示意圖(一)。

圖2為本發(fā)明的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機的立體示意圖(二)。

圖3為本發(fā)明的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機的立體示意圖(三)。

圖4為本發(fā)明的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機中機架的立體示意圖。

圖5為本發(fā)明的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機中塊試樣平臺與支撐橫梁的連接示意圖。

圖6為本發(fā)明的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機中往復機構的組成結構示意圖。

圖7為本發(fā)明的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機中絲杠導軌與擺桿的連接示意圖。

圖8為本發(fā)明的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機中摩擦加載機構的立體示意圖。

圖9為本發(fā)明的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機中摩擦加載機構的平面示意圖。

圖10為本發(fā)明的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機中摩擦加載機構加載部的剖視圖。

圖11為本發(fā)明的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機中基臺座的立體示意圖。

主要元件標號說明：

1機架11平臺

12基臺座121穿孔

122凹槽13基臺

14支腳131貫通腔

2往復機構21電機

22曲柄23傳動桿

231前桿段232中間桿段

233后桿段24偏心輪

25圓柱銷26導向體

3擺桿31轉軸

32轉軸套

4摩擦加載機構41橫梁

411豎向孔道412調節(jié)螺栓

413軸承座414滾動軸承

42支架43滑桿

44滑塊441緊定螺釘

45加載臺451通孔

46銷栓47銷套帽

48砝碼托盤49砝碼固定桿

5檢測機構51絲杠導軌

52磁記憶傳感器53拉壓力傳感器

54攝像裝置55立板

61塊試樣平臺611撥動槽

62支撐橫梁7銅銷

具體實施方式

本發(fā)明提出一種臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機，包括：機架，設有一平臺，所述平臺上安裝有基臺座，所述基臺座上固定有基臺，所述基臺內沿軸向形成有一貫通腔；往復機構，包括一安裝于所述平臺上的電機及一能在所述電機驅動下往復移動的傳動部；擺桿，沿豎向放置于所述貫通腔內，其桿體通過一轉軸與所述基臺座相樞接，所述擺桿的下端穿設于所述平臺；摩擦加載機構，包括支撐部及橫梁，所述支撐部放置于所述基臺的上端處，所述橫梁能移動的安裝于所述支撐部上，其上側設置有砝碼加載部，當銷試樣沿豎向定位于所述橫梁上時，其上端能與所述砝碼加載部相接；檢測機構，包括絲杠導軌、磁記憶傳感器、拉壓力傳感器以及攝像裝置，所述絲杠導軌位于所述平臺的下側，所述磁記憶傳感器、所述拉壓力傳感器及攝像裝置分別安裝于所述支撐部上，所述拉壓力傳感器位于所述橫梁的一側，所述磁記憶傳感器位于所述橫梁的另一側；塊試樣平臺，能水平移動的安裝于兩平行設置的支撐橫梁上，所述支撐橫梁固定于所述基臺的貫通腔內，所述塊試樣平臺的下表面凹設有一撥動槽，所述擺桿的上端位于所述撥動槽內，能帶動所述塊試樣平臺在所述支撐橫梁上往復移動，所述塊試樣平臺的上表面供安放塊試樣；當所述絲杠導軌或所述傳動部通過銅銷與所述擺桿的下端連接時，能帶動所述擺桿以所述轉軸為中心往復擺動。

本發(fā)明的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機，可完成往復摩擦試驗，檢測鐵磁性材料在摩擦磨損過程中的表面磁場變化情況，并對摩擦狀態(tài)的過程實時監(jiān)測。

為了對本發(fā)明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，以下結合附圖及較佳實施例，對本發(fā)明提出的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機的具體實施方式、結構、特征及功效，詳細說明如后。另外，通過具體實施方式的說明，當可對本發(fā)明為達成預定目的所采取的技術手段及功效得以更加深入具體的了解，然而所附圖僅是提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。

圖1為本發(fā)明的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機的立體示意圖(一)。圖2為本發(fā)明的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機的立體示意圖(二)。圖3為本發(fā)明的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機的立體示意圖(三)。圖4為本發(fā)明的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機中機架的立體示意圖。圖5為本發(fā)明的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機中塊試樣平臺與支撐橫梁的連接示意圖。圖6為本發(fā)明的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機中往復機構的組成結構示意圖。圖7為本發(fā)明的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機中絲杠導軌與擺桿的連接示意圖。圖8為本發(fā)明的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機中摩擦加載機構的立體示意圖。圖9為本發(fā)明的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機中摩擦加載機構的平面示意圖。圖10為本發(fā)明的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機中摩擦加載機構加載部的剖視圖。圖11為本發(fā)明的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機中基臺座的立體示意圖。

如圖1至圖4所示，本發(fā)明提出的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機，包括：

機架1，該機架1設有一平臺11，所述平臺11上安裝有基臺座12，所述基臺座12上固定有基臺13，所述基臺13內沿軸向形成有一貫通腔131；

往復機構2，包括一安裝于所述平臺上的電機21及一能在所述電機21驅動下往復移動的傳動部；

擺桿3，沿豎向放置于所述貫通腔131內，其桿體通過一轉軸31與所述基臺座12相樞接，所述擺桿3的下端穿設于所述平臺11；

摩擦加載機構4，包括橫梁41及支撐部，所述支撐部放置于所述基臺13的上端處，所述橫梁41能移動的安裝于所述支撐部上，其上側設置有砝碼加載部，當銷試樣8沿豎向定位于所述橫梁41上時，其上端能與所述砝碼加載部相接，在試驗過程時，通過在砝碼加載部上放置砝碼或者改變砝碼數(shù)量，可以對銷試樣施加不同的載荷，從而改變銷試樣與塊試樣接觸時的摩擦力，滿足多樣化的試驗需要；

檢測機構5，包括絲杠導軌51、磁記憶傳感器52、拉壓力傳感器53以及攝像裝置(如攝像頭)54，所述絲杠導軌51位于所述平臺11的下側，所述磁記憶傳感器52、所述拉壓力傳感器53及攝像裝置54分別安裝于所述支撐部上，所述拉壓力傳感器53位于所述41橫梁的一側，用于測定試驗過程中的摩擦力，所述磁記憶傳感器52位于所述橫梁41的另一側；

請一并參見圖6，塊試樣平臺61，能水平移動的安裝于兩平行設置的支撐橫梁62上，所述支撐橫梁62固定于所述基臺13的貫通腔131內，所述塊試樣平臺61的下表面凹設有一撥動槽611，所述擺桿3的上端位于所述撥動槽611內，能帶動所述塊試樣平臺61在所述支撐橫梁62上往復移動，所述塊試樣平臺61的上表面供安放塊試樣，在試驗時，該塊試樣與銷試樣的下端相互接觸；

當所述絲杠導軌51或所述傳動部通過銅銷7與所述擺桿3的下端連接時，能帶動所述擺桿3以所述轉軸31為中心往復擺動。也就是說，利用傳動部或者絲杠導桿51與擺桿3相連接，能帶動所述擺桿3往復移動，進行不同的試驗，而在所述擺桿3的帶動下，能帶動塊試樣平臺61及其塊試樣往復移動，使得塊試樣與其上側相接觸的銷試樣的下端產(chǎn)生摩擦。其中，在具體連接時，是將絲杠導軌51的(導塊)與所述擺桿通過銅銷相連接。另外，通過同時設置往復機構2和絲杠導軌51，可以根據(jù)相應的環(huán)節(jié)進行相應選擇，比如，當需要進行摩擦試驗時，將所述擺桿與速度較快的往復機構2相連接；當需要單獨觀察摩擦現(xiàn)象時，則將擺桿連接于速度較慢的絲杠導軌51上，以滿足不同的要求。

如圖5所示，所述傳動部位于所述平臺11的下側，其包括有一曲柄22及一傳動桿23，所述電機21的輸出軸上套設有一偏心輪24，所述曲柄22一端的樞孔內安裝有一軸承(圖中未示出)，所述軸承套設于所述偏心輪24上，所述曲柄22的另一端通過圓柱銷25與所述傳動桿23的一端相連接，所述傳動桿23的另一端能通過所述銅銷7與所述擺桿3的下端相連接。如在圖示中，所述電機21沿豎向放置，其輸出軸穿設于所述平臺11，以與傳動部連接，從而帶動擺桿3做往復運動。

較佳地，所述傳動部另設有一導向體26，所述導向體26安裝于所述平臺11的下側，所述傳動桿23能移動的穿設于所述導向體26。通過設置導向體26，可以使所述傳動桿23在電機21的帶動下沿直線軌跡往復移動，至于該導向體26的結構形式，可以如圖示的長方體，或者為平板等，在此不做具體限定。

其中，所述傳動桿23包括依次螺紋連接的前桿段231、中間桿段232及后桿段233，所述前桿段231的自由端通過所述圓柱銷25與所述曲柄22相連接，所述后桿段233供與所述擺桿3相連接，其中，所述導向體26中安裝有一軸套261，所述中間桿段232能移動的穿設于所述軸套261，能夠對所述傳動桿23的傳動起到潤滑作用。在應用時，通過調整前桿段231、中間桿段232及后桿段233之前的螺紋旋合長度，可以控制擺桿3往復移動的幅度，進而控制摩擦往復運動的行程。

請一并參見圖8、圖9，所述支撐部包括有兩支架42，兩所述支架42相對設置于所述基臺13的上端面上，兩者之間通過兩并排設置的滑桿43相連接，所述橫梁41能移動安裝于兩所述滑桿43上，其與各所述支架42之間分別設置有一滑塊44，所述滑塊44能移動的安裝于兩所述滑桿43上，其通過緊定螺釘441與各所述滑桿43相定位，所述拉壓力傳感器53設置在其中一所述滑塊44上，所述磁記憶傳感器52的數(shù)量有兩個，分別通過膠封等方式設置在另一所述滑塊44的側面和底部，使兩個磁記憶傳感器處于相互垂直的位置上，能夠進行二維磁場的檢測，便于檢測銷試樣及塊試樣的摩擦狀態(tài)；所述攝像裝置54安裝于其中一所述支架42上，其中，所述橫梁41上形成有一豎向孔道411，以供安裝所述銷試樣。

其中，在所述滑桿43上移動其中一所述滑塊44，使所述拉壓力傳感器53與所述橫梁41的一側相接觸，利用所述滑塊44通過緊定螺釘441與所述滑桿43定位，使得所述拉力傳感器53的位置固定，當銷試樣8受到塊試樣的摩擦力而傳遞至橫梁41在滑桿43上位移時，利用橫梁41與所述拉壓力傳感器53接觸，可以對塊試樣及銷試樣間的摩擦力進行檢測；在試驗過程中，所述攝像裝置54可以實現(xiàn)對摩擦過程的監(jiān)測和拍攝。具體而言，當所述橫梁41的往復運動過程中，每次與所述拉壓力傳感器53接觸，所述壓力傳感器53都會獲得力的數(shù)值，從而對摩擦力進行檢測，而通過多次接觸可以觀察到力的變化，進而得知摩擦力的變化；當塊試樣與銷試樣表面摩擦以后表面會發(fā)生變化，產(chǎn)生磁場，所述磁記憶傳感器52可以把磁場變化轉化為電壓電流值輸出，因此可以通過觀察到的電壓電流值的變化得知表面的磁場變化，進而得知表面摩擦情況；所述攝像裝置54在工作時對準塊試樣與銷試樣8的摩擦表面，用來拍攝摩擦表面并輸出至計算機等裝置，使試驗者根據(jù)獲得的拍攝圖像可通過肉眼觀察到表面的變化。

進一步地，如圖8至圖10所示，所述砝碼加載部包括有一加載臺45、一銷栓46、一銷套帽47、一砝碼托盤48以及一砝碼固定桿49，該砝碼固定桿49用于放置砝碼，所述加載臺45的中心處形成有一通孔451，所述通孔451位于所述豎向孔道411的正上方，所述銷栓46的下端位于所述通孔451內，所述銷栓46的上端承托有所述砝碼托盤48，所述砝碼固定桿49穿設于所述砝碼托盤48，并插接于所述銷栓46內；

其中，所述銷套帽47上端的帽口能移動的嵌設于所述通孔451內，并套接于所述銷栓46上，所述銷試樣8的上端位于所述銷套帽47內，其帽沿承托于所述銷套帽47下端的帽緣上，所述銷栓46的下端能與所述銷試樣7的帽沿頂部相接觸。

如圖所示，所述橫梁41的兩端分別通過調節(jié)螺栓412連接有一軸承座413，所述軸承座413上安裝有滾動軸承414，所述滾動軸承414支撐于所述基臺13的上端上。當所述橫梁41的往復運動時，所述滾動軸承414則隨之在所述基臺13的上端面移動。

請一并參見圖11，所述基臺座12上設有一供所述擺桿穿設的穿孔121，所述轉軸31的兩端分別套設有一轉軸套32，所述轉軸套31嵌設定位于所述基臺座12上形成的凹槽122內。

如圖4所示，優(yōu)選所述平臺11為一中間板，所述中間板11的四角上分別固定有一支腳14。其中，所述絲杠導軌51安裝于一立板55上，所述立板55與所述中間板的下表面連接固定(請參見圖1至圖3、圖7)。

在實施應用時，另設有一磁屏蔽罩(圖中未示出)，所述磁屏蔽罩放置于所述平臺11上，并能將所述基臺13、基臺座12以及摩擦加載機構4罩設于所述磁屏蔽罩的內腔中。該磁屏蔽罩采用無磁材料制成，其內外表面都貼覆高磁導材料制作的薄片，具有非常良好的磁屏蔽效果。

本發(fā)明提出的臥式磁屏蔽往復式摩擦磨損試驗機，在實施應用時，預先取下磁屏蔽罩，裝載塊試樣及銷試樣，使銷試樣的下端與塊試樣接觸，之后根據(jù)所需壓力加載砝碼，砝碼加載完成后使用砝碼固定桿進行固定，裝上磁屏蔽罩；當需要進行摩擦試驗時，利用銅銷7將傳動桿與擺桿23相連接，之后，啟動電機21，通過曲柄22、傳動桿23帶動擺桿23做往復移動，使得塊試樣平臺61在擺桿3在支撐橫梁62上往復移動時，塊試樣則與銷試樣8的下端進行摩擦，從而實現(xiàn)摩擦試驗；

當需要單獨觀察摩擦現(xiàn)象時，將銅銷7將絲杠導軌51與擺桿23相連接時，擺桿23在絲杠導軌51的帶動下做往復移動，此時利用安裝的磁記憶傳感器52、拉壓力傳感器53以及攝像裝置54，可以對塊試樣及銷試樣之間的摩擦情況及兩者的表面形貌變化進行實時監(jiān)測。

以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實施方式，并非用以限定本發(fā)明的范圍。任何本領域的技術人員，在不脫離本發(fā)明的構思和原則的前提下所作的等同變化與修改，均應屬于本發(fā)明保護的范圍。