【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于摩擦设备，具体涉及一种模拟深海环境的双销摩擦精确加载试验装置。
技术介绍
1、深海设备在深海环境服役时，深海结构材料的摩擦磨损性能对于深海装备的安全性与可靠性至关重要，需要在实验室模拟深海环境对结构材料的摩擦磨损性能进行测试。通过配制人工海水或海水样本取样进行摩擦磨损性能试验，因其具备成本低、加载和检测简便等优势，已成功用于多种形式的海水摩擦磨损试验设备，如立式万能摩擦磨损试验机、高速环块摩擦磨损试验机等。深海高压环境的研究与浅海常压环境相比起步较晚，模拟不同海洋深度的高压海水环境，并进行高压海水环境下摩擦磨损试验具有明显的优势。
2、但是，目前的模拟深海环境的摩擦设备只能实现单面摩擦试验，无法测试双面摩擦磨损性能。此外，现有设备在摩擦试验中，载荷无法精确加载，受设备振动影响导致数据偏差较大。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种用于模拟深海环境的双销摩擦精确加载试验装置，目的在于模拟深海环境下，对摩擦试样进行双面摩擦且精确加载，以获取在精确加载状态下的双面摩擦试验数据。
2、为此，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种模拟深海环境的双销摩擦精确加载试验装置，包括高压釜体、旋转加载组件、压力加载组件、摩擦试样和数据采集单元。
4、高压釜体固定设置，高压釜体顶部连接有高压釜盖；高压釜体的底部设有进水口，并在高压釜盖上设有出水口，通过进水口向高压釜体内注入模拟深海环境的高压低温海水，高压釜体内的水经出水口排出，以实现水体循
5、旋转加载组件包括位于高压釜体上方的磁力电机旋转器，磁力电机旋转器的电机轴经高压釜盖竖直穿入至高压釜体内，电机轴和高压釜盖通过密封件连接；盘状的摩擦试样可拆卸连接于电机轴的头端上，摩擦试样中心与电机轴中心同轴，磁力电机旋转器运转时带动摩擦试样转动。
6、高压釜体内设有竖直且相互正对的上摩擦销和下摩擦销，上摩擦销和下摩擦销分别抵靠摩擦试样后提供摩擦力；上摩擦销位于摩擦试样上方且抵靠摩擦试样上表面，下摩擦销位于摩擦试样下方且靠近摩擦试样下表面；下摩擦销上连接有压力加载组件，压力加载组件用于带动下摩擦销竖直移动且向摩擦试样加载压力。
7、压力加载组件包括由上至下依次连接的加载弹簧、加压杆、荷载传感器和步进电机驱动器。加载弹簧竖直连接于下摩擦销底部，加压杆竖直连接于加载弹簧底部，加压杆下端穿出至高压釜体外，加压杆与高压釜体之间通过密封件连接；荷载传感器连接于加压杆底部，步进电机驱动器连接荷载传感器，步进电机驱动器通过支架固定于高压釜体底部；步进电机驱动器提供的竖直压力和位移作用于荷载传感器，并通过加压杆和加载弹簧传递至下摩擦销，使下摩擦销向摩擦试样施加竖直向上的压力；载荷传感器与步进电机之间使用（通过）pid控制器进行反馈控制。
8、数据采集单元实时采集荷载传感器检测的压力值，并实时采集磁力电机旋转器的扭矩值，将采集的压力值和扭矩值上传至上位机保存。
9、本专利技术的有益效果在于：
10、1.本专利技术的高压釜体内注入模拟深海海水的高压低温水，在高压釜体内模拟出深海环境，可在实验室实现模拟深海环境，进而研究摩擦试样在深海环境下的摩擦损耗问题。
11、2.压力加载组件用于更精确的向摩擦销施加载荷。加压杆为刚性结构，少量位移会产生较大的（显著的）载荷。实际应用中，大约5um位移量即可达到300n载荷力，与摩擦试样的最大摩擦载荷近似。刚性结构中，摩擦过程中的震动会产生（可能导致）不小于1um位移偏差，从而引入超过60n的载荷偏差。为有效降低因刚性连接结构带来的系统误差，本专利技术通过增加加载弹簧结构来增大载荷行程，并选择弹性系数在100~300n/mm范围内的弹簧，使得1微米位移偏差的等效载荷偏差降低至0.1~0.3n。
12、3.高压釜体内设有相互正对的上摩擦销和下摩擦销，上摩擦销和下摩擦销分别抵靠摩擦试样后提供摩擦力，通过本专利技术研究双面摩擦作用下的摩擦状况。
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1.一种模拟深海环境的双销摩擦精确加载试验装置，其特征在于，包括高压釜体（1）、旋转加载组件、压力加载组件、摩擦试样（7）和数据采集单元；
2.根据权利要求1所述的模拟深海环境的双销摩擦精确加载试验装置，其特征在于，还包括用于夹持固定摩擦试样（7）的上压紧盘（8）和下压紧盘（9），上压紧盘（8）和下压紧盘（9）呈圆盘状；上压紧盘（8）紧贴摩擦试样（7）上表面，下压紧盘（9）紧贴摩擦试样（7）下表面，上压紧盘（8）和下压紧盘（9）表面设有环向的通孔，摩擦试样（7）表面也设有对应的通孔，通孔内安装有紧固螺栓，通过紧固螺栓、上压紧盘（8）和下压紧盘（9）将摩擦试样（7）固定于电机轴（6）上。
3.根据权利要求1所述的模拟深海环境的双销摩擦精确加载试验装置，其特征在于，还包括位于高压釜内的竖直的支撑板（16），支撑板（16）位于高压釜的一侧且上端与高压釜盖（2）固定连接，支撑板（16）一侧焊接有三道间隔布设的支撑块，从上之下分别为上支撑块（17）、中支撑块（18）和下支撑块（19）；摩擦试样（7）边缘位于上支撑块（17）和中支撑块（18）之间；上支撑块（17）、中
4.根据权利要求1所述的模拟深海环境的双销摩擦精确加载试验装置，其特征在于，所述高压釜体（1）为双相不锈钢材质，耐压强度不低于20MPa。
...【技术特征摘要】
1.一种模拟深海环境的双销摩擦精确加载试验装置，其特征在于，包括高压釜体（1）、旋转加载组件、压力加载组件、摩擦试样（7）和数据采集单元；
2.根据权利要求1所述的模拟深海环境的双销摩擦精确加载试验装置，其特征在于，还包括用于夹持固定摩擦试样（7）的上压紧盘（8）和下压紧盘（9），上压紧盘（8）和下压紧盘（9）呈圆盘状；上压紧盘（8）紧贴摩擦试样（7）上表面，下压紧盘（9）紧贴摩擦试样（7）下表面，上压紧盘（8）和下压紧盘（9）表面设有环向的通孔，摩擦试样（7）表面也设有对应的通孔，通孔内安装有紧固螺栓，通过紧固螺栓、上压紧盘（8）和下压紧盘（9）将摩擦试样（7）固定于电机轴（6）上。...
【专利技术属性】
技术研发人员：任鹏伟，王建章，刘昊，张东跃，齐振涛，刘亮，严云峰，阎逢元，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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