System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种往复式软材料摩擦磨损实验机制造技术_技高网

一种往复式软材料摩擦磨损实验机制造技术

技术编号:44311121 阅读:0 留言:0更新日期:2025-02-18 20:25
本发明专利技术公开了摩擦磨损测量技术领域的一种往复式软材料摩擦磨损实验机,包括工作台;工作台上设置有夹持组件、加载组件和移动组件;夹持组件用于固定样品;夹持组件包括基座;基座上设置有滑槽;滑槽内滑动配合有移动块;移动块与基座上均阵列设置有若干负压槽;负压槽均连通有负压组件;负压组件用于利用基座移动时的动能为负压槽提供负压;加载组件用于在样品上施加荷载;移动组件用于往复移动基座。本方案能够减少应力集中现象的发生,更真实地反映材料在正常使用条件下的摩擦磨损行为,提高了实验结果的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于摩擦磨损测量,具体是一种往复式软材料摩擦磨损实验机


技术介绍

1、在材料科学领域,摩擦磨损实验机是评估材料耐磨损性能的关键设备之一,对于推动材料研发、优化产品设计及提升产品耐用性具有重要意义。随着科技的进步和工业化需求的提升,特别是对于软材料(如橡胶、塑料、生物医用材料等)的应用日益广泛,对其摩擦磨损性能的研究也显得尤为迫切。

2、软材料因其质地柔软、弹性大,传统的夹持方式往往难以确保试样在实验过程中的稳定固定。这类材料在受到夹持力时容易发生形变,甚至滑落,这不仅影响了实验的准确性,还可能因试样的不稳定而导致实验失败。夹持不稳的问题限制了实验数据的可靠性,使得科研人员难以准确评估软材料的摩擦磨损特性。

3、在夹持过程中,为了保持试样的位置稳定,往往需要施加一定的压力。然而,对于软材料而言,这种额外的应力可能导致材料在夹持区域出现应力集中现象,加速了该区域的磨损进程,从而无法真实反映材料在正常使用条件下的摩擦磨损行为。此外,应力集中还可能引起材料内部结构的改变,影响实验结果的有效性,使得科研人员难以准确判断材料的真实性能。

4、因此,亟需一种能够有效解决软材料夹持稳定性问题,同时避免夹持应力对材料性能产生负面影响的装置。


技术实现思路

1、为了解决上述问题,本专利技术的目的是提供一种往复式软材料摩擦磨损实验机,能够克服在软材料测试中的不足,提高实验结果的准确性和可靠性。

2、为了实现上述目的,本专利技术的技术方案如下:</p>

3、一种往复式软材料摩擦磨损实验机,包括工作台;工作台上设置有夹持组件、加载组件和移动组件;夹持组件用于固定样品;夹持组件包括基座,基座上设置有滑槽,滑槽内滑动配合有移动块,移动块与基座上均阵列设置有若干负压槽,负压槽均连通有负压组件;负压组件用于利用基座移动时的动能为负压槽提供负压;加载组件用于在样品上施加荷载;移动组件用于往复移动基座。

4、采用上述方案有以下有益效果:

5、1、本方案,通过设计包含滑槽、移动块以及负压槽的夹持组件,实现了对软材料试样的稳定夹持。负压槽与负压组件的配合,能够利用基座移动时的动能为负压槽提供负压,从而有效吸附并固定试样,避免了因试样形变或滑落而导致的实验不准确或失败。这种设计显著提高了夹持的稳定性,确保了实验数据的可靠性。

6、2、相较于现有技术,传统的夹持方式往往需要对试样施加较大的压力以保持其稳定,但这对于软材料而言可能导致应力集中,加速磨损进程。本方案通过负压吸附的方式固定样品,避免了额外的应力施加,从而减少了应力集中现象的发生。这有助于更真实地反映材料在正常使用条件下的摩擦磨损行为,提高了实验结果的准确性。

7、由于夹持稳定性和应力集中问题的有效解决,本方案能够更准确地评估软材料的摩擦磨损性能。实验过程中,样品(软材料)的位置稳定,磨损情况得以真实反映,科研人员可以依据可靠的实验数据对材料进行深入研究和分析,为材料研发、产品设计和耐用性提升提供有力支持。

8、进一步,负压组件包括若干第一活塞;第一活塞均分别与负压槽滑动配合;移动块上的负压槽和基座上的负压槽均连通有主通道;基座内还设置有功能腔;主通道均与功能腔连通;主通道与功能腔连通处设置有第一单向阀;功能腔一侧连通有排气通道;排气通道内设置有第二单向阀;功能腔底部连通有从动槽;功能腔内滑动配合有第二活塞;第二活塞底部设置有连杆;从动槽内转动配合有偏心凸轮;偏心凸轮的轮廓上设置有限位槽;限位槽内滑动配合有球头;球头与连杆底部固定连接;偏心转轮轴向设置有从动齿轮;从动齿轮啮合有传动组件,传动组件用于将基座的线性往复移动转换为从动齿轮转动。

9、有益效果:通过传动组件带动从动齿轮转动,从动齿轮转动带动偏心凸轮转动,偏心凸轮转动带动球头上下往复移动,进而带动连杆上下往复移动,连杆推动第二活塞往复移动,当第二活塞向下移动时,功能腔内产生负压,将主通道内的空气通过第一单向阀吸入功能腔 内,当第二活塞向上移动时,功能腔内产生正压,将功能腔内的空气通过第二单向阀推入排气通道内,以此重复,使主通道内以及负压槽内的空气不断被抽离,从而使第一活塞不断向远离样品的一端移动,从而使第一活塞与样品侧面之间产生真空,以此将样品吸附固定。

10、通过传动组件将基座的线性往复移动转换为从动齿轮的转动,进而带动偏心凸轮旋转。偏心凸轮的轮廓设计以及与其配合的球头和连杆结构,确保了第二活塞在功能腔内的往复移动。这一机制不仅高效地将基座的动能转化为负压产生的动力,而且通过精密的配合和单向阀的控制,实现了负压槽内空气的连续抽离和负压的稳定维持。这种设计使得样品能够被牢固地吸附在夹持组件上,即使在高速往复运动的实验过程中也能保持稳定的夹持状态。

11、进一步,传动组件包括圆柱;基座内还设置有主动槽;主动槽分别与从动槽和滑轨连通;圆柱两端与主动槽转动连接,圆柱上对称设置有螺旋槽,螺旋槽相互交错连通,圆柱上轴向设置有主动齿轮,主动齿轮与从动齿轮啮合;工作台上还设置有滑轨,滑轨内还设置有滑柱,滑柱顶部与螺旋槽滑动配合。

12、有益效果:当基座沿着滑轨往复移动时,滑柱将与螺旋槽发生相对滑动,进而带动圆柱转动,圆柱转动带动主动齿轮转动,主动齿轮带动从动齿轮转动,进而将基座的线性往复移动转换为从动齿轮转动。

13、当基座沿着滑轨进行线性往复移动时,滑柱与圆柱上的螺旋槽发生相对滑动。这一设计巧妙地利用了基座的移动动能,通过滑柱与螺旋槽的相互作用,驱动圆柱进行旋转。圆柱的旋转进而通过主动齿轮传递给从动齿轮,实现了线性运动到旋转运动的高效转换。这种能量转换机制不仅提高了整个系统的运行效率,还确保了负压组件能够持续、稳定地产生所需的负压。

14、进一步,加载组件包括支撑载体和磨头柱;磨头柱贯穿支撑载体,磨头柱与支撑载体滑动配合;支撑载体内设置有升降齿轮;磨头柱一侧设置有齿条;齿条与升降齿轮啮合;升降齿轮轴向设置有驱动件;驱动件用于驱动升降齿轮转动。

15、有益效果:通过驱动件驱动升降齿轮转动,升降齿轮与齿条的啮合关系使得磨头柱能够在支撑载体内进行精确的升降运动。这种设计允许科研人员根据实验需求,对磨头柱施加精确的荷载,从而实现对样品摩擦磨损性能的精确评估。精确加载控制有助于提高实验结果的准确性和可靠性。

16、进一步,移动组件包括伺服电机、丝杠和螺母座;伺服电机用于驱动丝杠转动,丝杠一端与滑轨转动配合,另一端与伺服电机的输出轴固定连接;丝杠与螺母座螺纹配合,螺母座与基座底部固定连接。

17、有益效果:伺服电机以其高精度和高响应速度的特点,确保了丝杠转动的精确控制。通过调整伺服电机的脉冲信号,可以实现对丝杠转动角度和速度的微调,从而精确控制螺母座(即基座)的位移和速度。这种高精度移动控制有助于提高实验过程中样品与磨头之间的相对运动精度,进而提升实验结果的准确性和可靠性。

18、进一步,主通道一侧连通有复位通道,复位通道内设置有安全本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种往复式软材料摩擦磨损实验机,包括工作台(1),工作台(1)上设置有夹持组件、加载组件和移动组件,夹持组件用于固定样品;其特征在于:夹持组件包括基座(5);基座(5)上设置有滑槽(502),滑槽(502)内滑动配合有移动块(501),移动块(501)与基座(5)上均阵列设置有若干负压槽(505),负压槽(505)均连通有负压组件;负压组件用于利用基座(5)移动时的动能为负压槽(505)提供负压;加载组件用于在样品上施加荷载;移动组件用于往复移动基座(5)。

2.根据权利要求1所述的往复式软材料摩擦磨损实验机,其特征在于:负压组件包括若干第一活塞(506),第一活塞(506)均分别与负压槽(505)滑动配合;移动块(501)上的负压槽(505)和基座(5)上的负压槽(505)均连通有主通道(507);基座(5)内还设置有功能腔(508),主通道(507)均与功能腔(508)连通,主通道(507)与功能腔(508)连通处设置有第一单向阀(509),功能腔(508)一侧连通有排气通道(511),排气通道(511)内设置有第二单向阀(510),功能腔(508)底部连通有从动槽(512),功能腔(508)内滑动配合有第二活塞(515),第二活塞(515)底部设置有连杆(516),从动槽(512)内转动配合有偏心凸轮(514),偏心凸轮(514)的轮廓上设置有限位槽(5141),限位槽(5141)内滑动配合有球头(5161),球头(5161)与连杆(516)底部固定连接,偏心转轮轴向设置有从动齿轮(513);从动齿轮(513)啮合有传动组件,传动组件用于将基座(5)的线性往复移动转换为从动齿轮(513)转动。

3.根据权利要求2所述的往复式软材料摩擦磨损实验机,其特征在于:传动组件包括圆柱(517);基座(5)内还设置有主动槽;主动槽分别与从动槽(512)和滑轨(4)连通;圆柱(517)两端与主动槽转动连接,圆柱(517)上对称设置有螺旋槽(5171),螺旋槽(5171)相互交错连通,圆柱(517)上轴向设置有主动齿轮(518),主动齿轮(518)与从动齿轮(513)啮合;工作台(1)上还设置有滑轨(4),滑轨(4)内还设置有滑柱(403),滑柱(403)顶部与螺旋槽(5171)滑动配合。

4.根据权利要求3所述的往复式软材料摩擦磨损实验机,其特征在于:加载组件包括支撑载体(2)和磨头柱(3);磨头柱(3)贯穿支撑载体(2),磨头柱(3)与支撑载体(2)滑动配合;支撑载体(2)内设置有升降齿轮(201);磨头柱(3)一侧设置有齿条(301);齿条(301)与升降齿轮(201)啮合;升降齿轮(201)轴向设置有驱动件;驱动件用于驱动升降齿轮(201)转动。

5.根据权利要求4所述的往复式软材料摩擦磨损实验机,其特征在于:移动组件包括伺服电机(6)、丝杠(401)和螺母座(402);伺服电机(6)用于驱动丝杠(401)转动;丝杠(401)一端与滑轨(4)转动配合,另一端与伺服电机(6)的输出轴固定连接;丝杠(401)与螺母座(402)螺纹配合,螺母座(402)与基座(5)底部固定连接。

6.根据权利要求5所述的往复式软材料摩擦磨损实验机,其特征在于:主通道(507)一侧连通有复位通道(5051),复位通道(5051)内设置有安全阀(5052)。

7.根据权利要求6所述的往复式软材料摩擦磨损实验机,其特征在于:第一活塞(506)上和负压槽(505)内均分别设置有电容板(519);电容板(519)均电连接有控制模块;控制模块用于基于电容板(519)采集的信息,判断负压槽(505)内的负压大小,并控制安全阀(5052)的运行。

8.根据权利要求7所述的往复式软材料摩擦磨损实验机,其特征在于:还包括预警模块;预警模块用于发送预警信号;控制模块还用于基于各个电容板(519)采集的信息,判断样品侧面的平整度,基于平整度调整安全阀(5052)的触发阈值,并控制预警模块运行。

9.根据权利要求8所述的往复式软材料摩擦磨损实验机,其特征在于:负压槽(505)内均设置有限位块(520)。

10.根据权利要求9所述的往复式软材料摩擦磨损实验机,其特征在于:控制模块基于所有负压槽(505)内的电容板(519)之间的距离是否相同,判断样品的侧面是否平整;若所有电容板(519)之间的距离均相同,则判断样品的侧面平整;若存在电容板(519)之间的距离低于预设值,则判断样品的侧面不平整。

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【技术特征摘要】

1.一种往复式软材料摩擦磨损实验机,包括工作台(1),工作台(1)上设置有夹持组件、加载组件和移动组件,夹持组件用于固定样品;其特征在于:夹持组件包括基座(5);基座(5)上设置有滑槽(502),滑槽(502)内滑动配合有移动块(501),移动块(501)与基座(5)上均阵列设置有若干负压槽(505),负压槽(505)均连通有负压组件;负压组件用于利用基座(5)移动时的动能为负压槽(505)提供负压;加载组件用于在样品上施加荷载;移动组件用于往复移动基座(5)。

2.根据权利要求1所述的往复式软材料摩擦磨损实验机,其特征在于:负压组件包括若干第一活塞(506),第一活塞(506)均分别与负压槽(505)滑动配合;移动块(501)上的负压槽(505)和基座(5)上的负压槽(505)均连通有主通道(507);基座(5)内还设置有功能腔(508),主通道(507)均与功能腔(508)连通,主通道(507)与功能腔(508)连通处设置有第一单向阀(509),功能腔(508)一侧连通有排气通道(511),排气通道(511)内设置有第二单向阀(510),功能腔(508)底部连通有从动槽(512),功能腔(508)内滑动配合有第二活塞(515),第二活塞(515)底部设置有连杆(516),从动槽(512)内转动配合有偏心凸轮(514),偏心凸轮(514)的轮廓上设置有限位槽(5141),限位槽(5141)内滑动配合有球头(5161),球头(5161)与连杆(516)底部固定连接,偏心转轮轴向设置有从动齿轮(513);从动齿轮(513)啮合有传动组件,传动组件用于将基座(5)的线性往复移动转换为从动齿轮(513)转动。

3.根据权利要求2所述的往复式软材料摩擦磨损实验机,其特征在于:传动组件包括圆柱(517);基座(5)内还设置有主动槽;主动槽分别与从动槽(512)和滑轨(4)连通;圆柱(517)两端与主动槽转动连接,圆柱(517)上对称设置有螺旋槽(5171),螺旋槽(5171)相互交错连通,圆柱(517)上轴向设置有主动齿轮(518),主动齿轮(518)与从动齿轮(513)啮合;工作台(1)上还设置有滑轨(4),滑轨(4)内还设置有滑柱(403),滑柱(403)顶部与...

【专利技术属性】
技术研发人员:龚宇龙张凯左磊
申请(专利权)人:北京理工大学
类型:发明
国别省市:

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