本發(fā)明屬于摩擦磨損試驗(yàn)，特別是涉及一種適用于關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副的摩擦磨損試驗(yàn)?zāi)M裝置。

背景技術(shù)：

1、摩擦磨損是導(dǎo)致機(jī)構(gòu)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副傳動(dòng)精度下降的主要原因之一，嚴(yán)重影響著機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量、性能和壽命。由于磨損的存在，關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副配合間隙會(huì)增大、配合精度會(huì)降低，進(jìn)而會(huì)造成整個(gè)裝置正常功能的失效。在摩擦磨損的過程中，摩擦磨損試驗(yàn)是必不可缺少的手段之一。

2、隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)裝備的快速發(fā)展，摩擦磨損試驗(yàn)的工況越來越復(fù)雜，對(duì)數(shù)據(jù)的測(cè)量精度要求也越來越高。以航空發(fā)動(dòng)機(jī)為例，其相關(guān)部件的摩擦磨損問題已經(jīng)成為影響系統(tǒng)可靠性和壽命的關(guān)鍵因素。因此，為了滿足航空發(fā)動(dòng)機(jī)高可靠性的設(shè)計(jì)需求，搭建多工況耦合的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)裝置十分必要。

3、公告號(hào)為cn111982731a的中國(guó)專利申請(qǐng)，公開了一種襯套摩擦磨損試驗(yàn)裝置，該裝置主要由曲軸、支撐在曲軸兩端的曲軸安裝座、施力油缸以及曲軸每個(gè)偏心部均設(shè)有試驗(yàn)油缸組成，通過曲軸的旋轉(zhuǎn)以及調(diào)節(jié)施力油缸載荷的大小，用以模擬試驗(yàn)油缸末端襯套與曲軸組成的摩擦副。測(cè)試時(shí)，將襯套套裝在曲軸的偏心部與試驗(yàn)油缸的活塞桿軸心間，試驗(yàn)油缸的油孔處安裝有壓力傳感器，試驗(yàn)油缸的活塞桿上安裝有位移傳感器，壓力傳感器和位移傳感器與控制系統(tǒng)信號(hào)連接，控制系統(tǒng)控制試驗(yàn)油缸和施力油缸動(dòng)作。但是，該方案的加載范圍主要由施力油缸的行程決定，并且未考慮到溫度對(duì)運(yùn)動(dòng)副的影響，因此不能真實(shí)地模擬機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

4、公告號(hào)為cn202330199u的中國(guó)專利申請(qǐng)，公開了一種采用曲柄連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)及往復(fù)運(yùn)動(dòng)的摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)，該實(shí)驗(yàn)機(jī)主要由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、加載機(jī)構(gòu)、電器控制系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)組成，通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)回轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，使被測(cè)盤與被測(cè)試件接觸形成摩擦副。實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過驅(qū)動(dòng)主軸帶動(dòng)回轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，使上試件與下試件形成摩擦副產(chǎn)生磨損，通過杠桿傳感器檢測(cè)出摩擦力并傳回處理，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)形式的摩擦磨損測(cè)試。但是，該方案僅實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)動(dòng)形式并測(cè)量了摩擦力，未能體現(xiàn)出組成運(yùn)動(dòng)副的連桿在真實(shí)工況下的運(yùn)動(dòng)形式。

5、公告號(hào)為cn117907215a的中國(guó)專利申請(qǐng)，公開了一種轉(zhuǎn)動(dòng)副摩擦系數(shù)測(cè)量裝置及其加載方法，該裝置主要由第一接頭、第二接頭、銷軸、力矩傳感器、轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器與直線加載作動(dòng)器組成，測(cè)試時(shí)，通過直線加載作動(dòng)器對(duì)第二接頭施加由小到大的多個(gè)預(yù)定載荷，通過轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)銷軸旋轉(zhuǎn)，并獲取力矩傳感器的扭矩值，然后計(jì)算在預(yù)定載荷下第一接頭、第二接頭與銷軸的摩擦力。但是，該方案的運(yùn)動(dòng)形式不能模擬復(fù)雜情況下的機(jī)構(gòu)真實(shí)運(yùn)動(dòng)情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種適用于關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副的摩擦磨損試驗(yàn)?zāi)M裝置，能夠同時(shí)滿足加熱和負(fù)載的真實(shí)工況模擬，能夠更加真實(shí)的反映出關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副的摩擦磨損情況，為關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副摩擦的動(dòng)力學(xué)相關(guān)研究提供技術(shù)支持，也為摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的后續(xù)研發(fā)提供方案參考。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種適用于關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副的摩擦磨損試驗(yàn)?zāi)M裝置，包括底板、驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、負(fù)載模擬機(jī)構(gòu)、關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副機(jī)構(gòu)及關(guān)節(jié)加熱執(zhí)行機(jī)構(gòu)；所述驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、負(fù)載模擬機(jī)構(gòu)及關(guān)節(jié)加熱執(zhí)行機(jī)構(gòu)均設(shè)置在底板上，所述關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副機(jī)構(gòu)連接在驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)與負(fù)載模擬機(jī)構(gòu)之間；所述關(guān)節(jié)加熱執(zhí)行機(jī)構(gòu)與關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副機(jī)構(gòu)配合使用。

3、所述驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第一聯(lián)軸器、扭矩測(cè)量?jī)x、第二聯(lián)軸器、第一傳動(dòng)軸及第一軸承座；所述關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)水平固裝在底板上表面，關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)軸、第一聯(lián)軸器、扭矩測(cè)量?jī)x、第二聯(lián)軸器及第一傳動(dòng)軸同軸串聯(lián)在一起，所述第一傳動(dòng)軸通過第一軸承座轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在底板上表面。

4、所述負(fù)載模擬機(jī)構(gòu)包括負(fù)載模擬驅(qū)動(dòng)缸、傳力塊、滑塊、滑軌及第二傳動(dòng)軸；所述負(fù)載模擬驅(qū)動(dòng)缸水平固裝在底板上表面，負(fù)載模擬驅(qū)動(dòng)缸與關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)垂直分布，負(fù)載模擬驅(qū)動(dòng)缸的動(dòng)力輸出桿與傳力塊相連；所述滑軌采用平行雙軌結(jié)構(gòu)，滑軌水平固裝在底板上表面，滑軌與負(fù)載模擬驅(qū)動(dòng)缸平行分布；所述滑塊設(shè)置在滑軌上，滑塊與傳力塊固定連接；所述第二傳動(dòng)軸水平固定安裝在傳力塊上，第二傳動(dòng)軸與滑軌垂直分布，在第二傳動(dòng)軸上套裝有減摩軸承。

5、所述關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副機(jī)構(gòu)包括第一關(guān)節(jié)桿、第二關(guān)節(jié)桿及關(guān)節(jié)軸銷；所述第一關(guān)節(jié)桿一端固定連接在第一傳動(dòng)軸上，第一關(guān)節(jié)桿另一端通過關(guān)節(jié)軸銷與第二關(guān)節(jié)桿一端相鉸接，第二關(guān)節(jié)桿另一端通過減摩軸承與第二傳動(dòng)軸相鉸接。

6、所述關(guān)節(jié)加熱執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括加熱器、調(diào)姿擺架、第三傳動(dòng)軸、第二軸承座、第三聯(lián)軸器及調(diào)姿電機(jī)；所述調(diào)姿電機(jī)水平固裝在底板上表面，調(diào)姿電機(jī)與關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)同軸分布；所述第三傳動(dòng)軸通過第二軸承座轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在底板上表面，第三傳動(dòng)軸一端通過第三聯(lián)軸器與調(diào)姿電機(jī)的電機(jī)軸同軸固連，第三傳動(dòng)軸另一端與調(diào)姿擺架一端固定連接；所述加熱器安裝在調(diào)姿擺架另一端，加熱器位于關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副機(jī)構(gòu)的關(guān)節(jié)軸銷正上方。

7、在所述負(fù)載模擬驅(qū)動(dòng)缸的動(dòng)力輸出桿與傳力塊之間安裝有力傳感器。

8、在所述關(guān)節(jié)軸銷端部安裝有溫度傳感器。

9、在所述第一關(guān)節(jié)桿的表面安裝有第一傾角傳感器，在所述第二關(guān)節(jié)桿的表面安裝有第二傾角傳感器。

10、在所述第一傳動(dòng)軸端部安裝有角度傳感器。

11、本發(fā)明的有益效果：

12、本發(fā)明的適用于關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副的摩擦磨損試驗(yàn)?zāi)M裝置，能夠同時(shí)滿足加熱和負(fù)載的真實(shí)工況模擬，能夠更加真實(shí)的反映出關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副的摩擦磨損情況，為關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副摩擦的動(dòng)力學(xué)相關(guān)研究提供技術(shù)支持，也為摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的后續(xù)研發(fā)提供方案參考。

技術(shù)特征：

1.一種適用于關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副的摩擦磨損試驗(yàn)?zāi)M裝置，其特征在于：包括底板、驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、負(fù)載模擬機(jī)構(gòu)、關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副機(jī)構(gòu)及關(guān)節(jié)加熱執(zhí)行機(jī)構(gòu)；所述驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、負(fù)載模擬機(jī)構(gòu)及關(guān)節(jié)加熱執(zhí)行機(jī)構(gòu)均設(shè)置在底板上，所述關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副機(jī)構(gòu)連接在驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)與負(fù)載模擬機(jī)構(gòu)之間；所述關(guān)節(jié)加熱執(zhí)行機(jī)構(gòu)與關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副機(jī)構(gòu)配合使用。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副的摩擦磨損試驗(yàn)?zāi)M裝置，其特征在于：所述驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第一聯(lián)軸器、扭矩測(cè)量?jī)x、第二聯(lián)軸器、第一傳動(dòng)軸及第一軸承座；所述關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)水平固裝在底板上表面，關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)軸、第一聯(lián)軸器、扭矩測(cè)量?jī)x、第二聯(lián)軸器及第一傳動(dòng)軸同軸串聯(lián)在一起，所述第一傳動(dòng)軸通過第一軸承座轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在底板上表面。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副的摩擦磨損試驗(yàn)?zāi)M裝置，其特征在于：所述負(fù)載模擬機(jī)構(gòu)包括負(fù)載模擬驅(qū)動(dòng)缸、傳力塊、滑塊、滑軌及第二傳動(dòng)軸；所述負(fù)載模擬驅(qū)動(dòng)缸水平固裝在底板上表面，負(fù)載模擬驅(qū)動(dòng)缸與關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)垂直分布，負(fù)載模擬驅(qū)動(dòng)缸的動(dòng)力輸出桿與傳力塊相連；所述滑軌采用平行雙軌結(jié)構(gòu)，滑軌水平固裝在底板上表面，滑軌與負(fù)載模擬驅(qū)動(dòng)缸平行分布；所述滑塊設(shè)置在滑軌上，滑塊與傳力塊固定連接；所述第二傳動(dòng)軸水平固定安裝在傳力塊上，第二傳動(dòng)軸與滑軌垂直分布，在第二傳動(dòng)軸上套裝有減摩軸承。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適用于關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副的摩擦磨損試驗(yàn)?zāi)M裝置，其特征在于：所述關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副機(jī)構(gòu)包括第一關(guān)節(jié)桿、第二關(guān)節(jié)桿及關(guān)節(jié)軸銷；所述第一關(guān)節(jié)桿一端固定連接在第一傳動(dòng)軸上，第一關(guān)節(jié)桿另一端通過關(guān)節(jié)軸銷與第二關(guān)節(jié)桿一端相鉸接，第二關(guān)節(jié)桿另一端通過減摩軸承與第二傳動(dòng)軸相鉸接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種適用于關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副的摩擦磨損試驗(yàn)?zāi)M裝置，其特征在于：所述關(guān)節(jié)加熱執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括加熱器、調(diào)姿擺架、第三傳動(dòng)軸、第二軸承座、第三聯(lián)軸器及調(diào)姿電機(jī)；所述調(diào)姿電機(jī)水平固裝在底板上表面，調(diào)姿電機(jī)與關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)同軸分布；所述第三傳動(dòng)軸通過第二軸承座轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在底板上表面，第三傳動(dòng)軸一端通過第三聯(lián)軸器與調(diào)姿電機(jī)的電機(jī)軸同軸固連，第三傳動(dòng)軸另一端與調(diào)姿擺架一端固定連接；所述加熱器安裝在調(diào)姿擺架另一端，加熱器位于關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副機(jī)構(gòu)的關(guān)節(jié)軸銷正上方。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適用于關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副的摩擦磨損試驗(yàn)?zāi)M裝置，其特征在于：在所述負(fù)載模擬驅(qū)動(dòng)缸的動(dòng)力輸出桿與傳力塊之間安裝有力傳感器。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種適用于關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副的摩擦磨損試驗(yàn)?zāi)M裝置，其特征在于：在所述關(guān)節(jié)軸銷端部安裝有溫度傳感器。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種適用于關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副的摩擦磨損試驗(yàn)?zāi)M裝置，其特征在于：在所述第一關(guān)節(jié)桿的表面安裝有第一傾角傳感器，在所述第二關(guān)節(jié)桿的表面安裝有第二傾角傳感器。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副的摩擦磨損試驗(yàn)?zāi)M裝置，其特征在于：在所述第一傳動(dòng)軸端部安裝有角度傳感器。

技術(shù)總結(jié)
一種適用于關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副的摩擦磨損試驗(yàn)?zāi)M裝置，屬于摩擦磨損試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，包括底板、驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、負(fù)載模擬機(jī)構(gòu)、關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副機(jī)構(gòu)及關(guān)節(jié)加熱執(zhí)行機(jī)構(gòu)；驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、負(fù)載模擬機(jī)構(gòu)及關(guān)節(jié)加熱執(zhí)行機(jī)構(gòu)均設(shè)置在底板上，關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副機(jī)構(gòu)連接在驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)與負(fù)載模擬機(jī)構(gòu)之間；關(guān)節(jié)加熱執(zhí)行機(jī)構(gòu)與關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副機(jī)構(gòu)配合使用；負(fù)載模擬驅(qū)動(dòng)缸的動(dòng)力輸出桿與傳力塊之間設(shè)有力傳感器；關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副機(jī)構(gòu)的關(guān)節(jié)軸銷端部設(shè)有溫度傳感器；關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副機(jī)構(gòu)的兩根關(guān)節(jié)桿表面均安裝有傾角傳感器，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的第一傳動(dòng)軸端部安裝有角度傳感器。本發(fā)明滿足加熱和負(fù)載真實(shí)工況模擬，可真實(shí)反映關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副摩擦磨損情況，為關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)副摩擦動(dòng)力學(xué)相關(guān)研究提供技術(shù)支持。

技術(shù)研發(fā)人員：王曉宇,馬俊琪,孫強(qiáng),陳志龍,羅忠,岳童舒
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東北大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9