本申請涉及測試設備，特別涉及一種高頻高精度微動摩擦磨損測試裝置。

背景技術：

1、材料的微動摩擦磨損現(xiàn)象普遍存在于機械設備中，尤其是在航空航天裝備中，關鍵運動部件的摩擦磨損性能會嚴重影響設備的使用性能，如航空發(fā)動機中的渦輪葉片和渦輪盤之間由于是榫卯連接，在發(fā)動機工作時，循環(huán)往復的重力和離心力會導致渦輪葉片底端和渦輪盤之間發(fā)生循環(huán)載荷下的微動摩擦磨損，對發(fā)動機壽命和使用狀態(tài)會造成很大的影響，對于航空航天飛行器的使用會帶來一定的安全隱患。

2、大多數(shù)情況下無法直接對相關部件進行微動摩擦磨損狀態(tài)的測量，通常采用微動摩擦磨損測試裝置進行相關材料微動摩擦磨損性能的測試。

3、然而，相關技術中，現(xiàn)有的測試裝置只能在固定試樣機構上進行預加載，無法精準地在接觸位置施加預緊力，難免會由于移動試樣受力位置不在固定試樣中心而產(chǎn)生力矩等干擾因素，降低了材料耐磨性能實驗的準確性，同時實驗裝置也很難達到高頻下準確測量材料微動摩擦磨損的相關參數(shù)屬性。

技術實現(xiàn)思路

1、本申請實施例提供了一種高頻高精度微動摩擦磨損測試裝置,可以解決現(xiàn)有技術中無法準確測量材料的耐磨性能的技術問題，所述技術方案如下：

2、一種高頻高精度微動摩擦磨損測試裝置，包括：工作臺；固定連接于所述工作臺上的往復運動加載組件，所述往復運動加載組件具有輸出部，所述輸出部連接有沿第一水平方向延伸的試樣桿，所述試樣桿的自由端具有豎向的第一通孔，所述第一通孔用于安裝移動試樣；固定板，所述固定板與所述工作臺連接，所述固定板通過測力組件連接有固定試樣支架，所述固定試樣支架位于所述第一通孔的下方，所述固定試樣支架的頂端用于安裝固定試樣；垂向力加載組件，固定連接于所述工作臺的上表面，用于向所述移動試樣施加豎向加載力；以及，固定連接于所述工作臺的位移測量記錄組件，所述位移測量組件用于記錄所述移動試樣和固定試樣之間沿所述第一水平方向的相對位移。

3、可選的，固定試樣支架為人字形，所述固定試樣支架具有兩個互相垂直的支腿，兩個所述支腿沿所述第一水平方向前后布置，每個所述支腿與豎直方向的夾角為45度；所述測力組件包括傳感器支架和固定連接在所述傳感器支架上的動態(tài)力傳感器；其中，每個所述支腿的下端與一個所述動態(tài)力傳感器的受力部接觸，所述傳感器支架與所述固定板固定連接。

4、可選的，所述固定試樣支架為柱形；所述測力組件包括傳感器支架和固定連接在所述傳感器支架上的動態(tài)力傳感器；沿所述第一水平方向，所述固定試樣支架的前方、后方和下方分別與所述動態(tài)力傳感器的受力部接觸，所述動態(tài)力傳感器通過力傳感器支架與所述固定板連接。

5、可選的，往復運動加載組件包括：支撐架，所述支撐架包括立柱，設置在所述立柱頂端沿所述第一水平方向延伸的上橫梁以及設置在所述立柱底端沿所述第一水平方向延伸的下橫梁，且所述上橫梁與所述下橫梁長度相等；壓電促動器，水平安裝于所述立柱上，具有沿第一水平方向延伸的作用端；彈性片，所述彈性片的兩端分別與所述上橫梁的端部和下橫梁的端部連接；其中，所述壓電促動器的作用端抵頂在所述彈性片靠近所述立柱的一側，所述彈性片遠離所述立柱的一側連接所述試樣桿。

6、可選的，還包括水平調節(jié)座，所述水平調節(jié)座包括從下至上依次設置的底板、橫向調節(jié)滑移臺和縱向調節(jié)滑移臺；其中，所述底板與所述工作臺固定連接，所述固定板與所述縱向調節(jié)滑移臺的固定連接。

7、可選的，垂向力加載組件包括：與所述試樣桿垂直設置的加載桿，所述加載桿的中部具有向下突出的抵頂桿，所述抵頂桿的下端為圓錐頭，所述移動試樣的頂部具有與所述圓錐頭匹配的圓錐形凹坑；兩個第一導向輪，兩個第一導向輪固定連接在所述固定板上，且分別位于所述加載桿兩個端部下方；第二導向輪，固定連接在所述工作臺的邊緣；第三導向輪，固定連接在所述第二導向輪和兩個所述第一導向輪之間的所述工作臺上；以及，一根第一牽引繩和兩根第二牽引繩，所述第一牽引繩的一端連接砝碼，另一端依次從第一導向輪上方、第三導向輪下方繞過后與兩根第二牽引繩的一端連接，兩根第二牽引繩的另一端分別繞過從第一導向輪的下方繞過后與所述加載桿的端部連接。

8、可選的，位移測量記錄組件包括：設置在所述固定試樣支架的頂端的反射鏡，所述反射鏡位于所述固定試樣沿所述第一水平方向的前方，所述反射鏡的反射面為豎直面；以及，位于所述固定試樣支架一側的激光測振儀；其中，所述反射鏡、所述激光測振儀和所述移動試樣處于同一水平面內，且所述反射面與所述第一水平方向的夾角均為45度，所述反射面與所述激光測振儀的夾角為45度。

9、可選的，所述第一通孔為矩形孔，所述移動試樣包括上部的長方體段和下部的半圓柱段，且所述半圓柱段的中心軸與所述第一水平方向垂直。

10、可選的，在豎直方向上，所述試樣桿的中間部位的厚度小于兩端的厚度。

11、可選的，所述試樣桿的端部具有球形的抵頂頭，所述彈性片朝向所述試樣桿的一側具有與所述抵頂頭匹配的球形凹坑。

12、本申請實施例提供的技術方案帶來的有益效果至少包括：

13、一種高頻高精度微動摩擦磨損測試裝置，包括：工作臺、往復運動加載組件、固定板、垂向力加載組件和位移測量記錄組件。試樣桿將移動試樣固定，移動試樣的下端與固定試樣的上表面接觸，并通過垂向力加載組件向移動試樣施加朝向固定試樣的豎向加載力。往復運動加載組件向試樣桿輸出沿第一水平方向的往復運動，使移動試樣與固定試樣之間發(fā)生相互摩擦運動。測力組件可以獲取移動試樣和固定試樣之間的摩擦力，位移測量記錄組件可以獲取移動試樣和固定試樣在沿第一水平方向上的相對位移，垂向力加載組件施加的豎向加載力可以測量，采用本申請高頻高精度微動摩擦磨損測試裝置，可以實現(xiàn)多種耐磨擦性能實驗并提高耐磨性實驗的準確性，例如：不同豎向加載力下材料的耐磨擦性能實驗、材質相同的移動試樣和固定試樣的耐磨擦性能實驗，不同材質的移動試樣和固定試樣的耐磨擦性能實驗。

技術特征：

1.一種高頻高精度微動摩擦磨損測試裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的高頻高精度微動摩擦磨損測試裝置，其特征在于，固定試樣支架(5)為人字形，所述固定試樣支架(5)具有兩個互相垂直的支腿(501)，兩個所述支腿(501)沿所述第一水平方向前后布置，每個所述支腿(501)與豎直方向的夾角為45度；

3.根據(jù)權利要求1所述的高頻高精度微動摩擦磨損測試裝置，其特征在于，所述固定試樣支架(5)為柱形；

4.根據(jù)權利要求1所述的高頻高精度微動摩擦磨損測試裝置，其特征在于，往復運動加載組件(2)包括：

5.根據(jù)權利要求1所述的高頻高精度微動摩擦磨損測試裝置，其特征在于，還包括水平調節(jié)座，所述水平調節(jié)座包括從下至上依次設置的底板(901)、橫向調節(jié)滑移臺(902)和縱向調節(jié)滑移臺(903)；其中，所述底板(901)與所述工作臺(1)固定連接，所述固定板(10)與所述縱向調節(jié)滑移臺(903)的固定連接。

6.根據(jù)權利要求1所述的高頻高精度微動摩擦磨損測試裝置，其特征在于，垂向力加載組件(6)包括：

7.根據(jù)權利要求1所述的高頻高精度微動摩擦磨損測試裝置，其特征在于，位移測量記錄組件(7)包括：

8.根據(jù)權利要求1所述的高頻高精度微動摩擦磨損測試裝置，其特征在于，所述第一通孔(301)為矩形孔，所述移動試樣(8)包括上部的長方體段(801)和下部的半圓柱段(802)，且所述半圓柱段(802)的中心軸與所述第一水平方向垂直。

9.根據(jù)權利要求1所述的高頻高精度微動摩擦磨損測試裝置，其特征在于，在豎直方向上，所述試樣桿(3)的中間部位的厚度小于兩端的厚度。

10.根據(jù)權利要求1所述的高頻高精度微動摩擦磨損測試裝置，其特征在于，所述試樣桿(3)的端部具有球形的抵頂頭，所述彈性片(203)朝向所述試樣桿(3)的一側具有與所述抵頂頭匹配的球形凹坑(2031)。

技術總結
本申請公開了一種高頻高精度微動摩擦磨損測試裝置，包括：工作臺、往復運動加載組件、固定板、測力組件、垂向力加載組件和位移測量記錄組件。往復運動加載組件向試樣桿輸出沿第一水平方向的往復運動，使移動試樣與固定試樣之間發(fā)生相互摩擦運動。測力組件可以獲取移動試樣和固定試樣之間的摩擦力，位移測量記錄組件可以獲取移動試樣和固定試樣在沿第一水平方向上的相對位移。采用本申請高頻高精度微動摩擦磨損測試裝置，可以實現(xiàn)多種耐磨擦性能實驗并提高耐磨性實驗的準確性，例如：不同豎向加載力下材料的耐磨擦性能實驗、材質相同的移動試樣和固定試樣的耐磨擦性能實驗，不同材質的移動試樣和固定試樣的耐磨擦性能實驗。

技術研發(fā)人員：李東武,雷昊陽,張宇浩,徐超
受保護的技術使用者：西北工業(yè)大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6