【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于精密机械，具体涉及一种稳定加载的球盘对磨配对副结构及试验方法。
技术介绍
1、空间导电滑环、弓网系统碳滑板与接触网等滑动电接触配对副在正常工况下都存在材料的摩擦磨损行为，而电场环境下配对副的接触区由于焦耳热和摩擦热的存在呈现出多物理场耦合的复杂情况。输入电流大、接触压力不稳定、接触区温升过高等都会严重影响滑动配对副的正常运转，研究滑动电接触配对副的摩擦磨损机理对改进配对副设计，提高其使用寿命具有重要意义。
2、当前的传统滑动摩擦磨损试验台多采用气缸、油缸或简易砝码施加载荷，在具体实验工况下以上加载方式受机械结构本身和环境以及机床自身振动的影响，难以获得长期稳定的接触载荷，影响测量数据的准确性。此外，由于加工质量的问题，配对副的平面度、同轴度等存在一定的偏差，需要采用调平装置对配对副进行预调平。在实验过程中，由于配对副之间的磨损会导致接触位置的接触载荷出现波动，而传统的刚性接触方式不能及时调整接触载荷的大小，也难以吸收接触载荷的波动，不能实现配对副的稳定加载。
3、公开号为cn118032324a专利技术专利申请提出了一种轴向柱塞泵多运动副摩擦磨损试验台及试验方法，测量时通过加载单元控制器驱动加载缸施加设定轴向载荷，通过电机控制器驱动输入轴转动，进行摩擦磨损实验，通过信息采集单元记录结果，包括轴向载荷、输入轴转矩、输入轴转速、试验件等效摩擦半径等，并以此计算摩擦系数。但是在上述摩擦磨损试验台中未设置调平装置，不能隔绝环境振动以及气缸本身结构(泄漏)带来的影响，且加载过程中未能设置吸能缓冲装置对
4、公开号为cn219475272u的技术专利提出了一种摩擦磨损试验台架，采用砝码通过加载环转动一定角度施加扭矩，通过与加载环连接的百分表测量转动角度推算摩擦力矩，最后计算试验件接触面上的当量摩擦力和摩擦系数。在该摩擦磨损试验台架中，将摩擦磨损实验的加载装置砝码置于水环境当中，消除了绝大部分环境因素对加载过程中加载力稳定性的影响。但是该装置仍然采用了刚性连接方式，加载装置砝码与加载环之间未设置缓冲，由于惯性的存在，在加载过程中加载环收到的扭矩并不是固定值，而是一个波动值。这还会导致测量结果存在一定的误差。
5、本专利技术所要解决的技术问题是：滑动接触的球盘对磨配对副的稳定加载。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种稳定加载的球盘对磨配对副结构及试验方法，该球盘对磨配对副结构能够保证球盘配对副在大载荷时的平稳加载能力。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下具体技术方案：
3、本专利技术提供了一种稳定加载的球盘对磨配对副结构，该球盘对磨配对副结构包括隔振平台、加载部件、转位部件和控制单元；
4、所述加载部件用于实现力载荷和电载荷的稳定加载，并包括载荷支座、直线模组、第一电机、直线位移滑台、斜楔支撑块、水平滑台、垫板、三维力传感器、夹具底座、直线轴承、绝缘夹具、减振弹簧片、直线轴承座、芯轴、轴承安装板以及电导线；所述载荷支座的底端固定连接于所述隔振平台的顶面；所述直线模组固定安装于所述载荷支座；所述直线位移滑台能够沿竖直方向往复滑动地安装于所述直线模组；所述第一电机用于驱动所述直线位移滑台沿所述直线模组往复移动；所述斜楔支撑块固定安装于所述直线位移滑台的顶部；所述斜楔支撑块、所述水平滑台、所述垫板、所述三维力传感器、所述夹具底座以及轴承安装板从下到上依次固定连接；所述绝缘夹具用于固定试验件；所述直线轴承通过螺纹连接在所述轴承安装板上；所述芯轴穿过所述直线轴承，顶端通过螺纹连接所述绝缘夹具，底端通过销钉与所述直线轴承座连接在一起；所述减振弹簧片固定安装于所述夹具底座内；所述直线轴承座固定安装于所述减振弹簧片的顶面；所述电导线穿过所述芯轴和所述减振弹簧片从所述夹具底座的侧面引出，用于实现试验件与电源的电连接；
5、所述转位部件用于驱动摩擦盘在初始状态和摩擦状态之间进行切换；当所述摩擦盘处于摩擦状态时，所述摩擦盘与试验件接触；当所述摩擦盘处于初始状态时，所述摩擦盘与试验件分离；所述转位部件包括第二电机、旋转台、调平台、转台立柱、蓝宝石盘、固定短轴、上三角板、第三电机、碳刷、主轴、摩擦盘以及下三角板；所述旋转台能够转动地安装于所述隔振平台的顶面；第二电机用于驱动所述旋转台转动；所述旋转台、所述调平台以及所述下三角板从下到上依次固定连接；所述上三角板通过六个所述转台立柱安装于所述下三角板的顶部；所述固定短轴沿竖直方向设置，并固定安装于所述上三角板的顶部；所述蓝宝石盘固定安装于所述固定短轴；所述主轴与所述固定短轴平行设置，能够转动地安装于所述上三角板和所述下三角板；所述摩擦盘位于所述上三角板的顶部，并同轴绝缘地固定安装于所述主轴；所述第三电机固定安装于所述上三角板，用于驱动所述主轴旋转；所述碳刷绝缘地固定安装于所述上三角板的顶部，并与所述摩擦盘的外缘接触；
6、所述控制单元与所述三维力传感器、所述第一电机、所述第二电机以及所述第三电机信号连接，用于控制所述第一电机、所述第二电机以及所述第三电机实现对试验件进行加载和所述摩擦盘的状态切换。
7、更进一步地，所述转位部件还包括位于所述上三角板上侧的刚性压盖、刚性垫片、绝缘垫片、带肩销轴、绝缘法兰以及双锁紧螺母；
8、沿所述主轴的轴向从下到上依次套装有所述刚性垫片、所述绝缘法兰、所述绝缘垫片以及所述刚性压盖，并通过螺纹连接于所述主轴的所述双锁紧螺母将所述刚性压盖压紧；
9、沿所述主轴的周向均匀分布有多个所述带肩销轴，所述带肩销轴依次穿过所述刚性压盖、所述绝缘垫片和所述绝缘法兰后与所述刚性垫片固定连接，用于将所述摩擦盘沿所述主轴的轴向嵌装于所述绝缘垫片与所述绝缘法兰之间。
10、更进一步地，所述转位部件还包括双角接触球轴承、轴承端盖、卡环以及角接触球轴承；
11、在所述主轴通过所述双角接触球轴承支承于所述上三角板，并通过所述角接触球轴承支承于所述下三角板；
12、所述双角接触球轴承通过所述轴承端盖和所述卡环安装于所述上三角板。
13、更进一步地，所述主轴设置有位于所述上三角板上侧的轴肩；所述刚性垫片的底端面抵接于所述轴肩上。
14、更进一步地，所述转位部件还包括旋转台底座、柔性压盖、锁紧螺母以及传动机构；
15、所述旋转台底座固定安装于所述隔振平台；所述第二电机与所述旋转台固定安装于所述旋转台底座；在所述第二电机与所述旋转台之间传动连接有蜗轮蜗杆传动机构；所述固定短轴的顶端螺纹连接有所述锁紧螺母；所述锁紧螺母通过所述柔性压盖压紧所述蓝宝石盘；所述第三电机的输出端固定连接有减速器，所述减速器固定安装于所述上三角板；所述减速器的输出轴与所述主轴之间通过所述传动机构传动连接；
16、所述碳刷通过碳刷支架安装于所述上三角板。
17、更进一步地，所述传动机构为带本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种稳定加载的球盘对磨配对副结构，其特征在于，包括隔振平台、加载部件、转位部件和控制单元；
2.如权利要求1所述的球盘对磨配对副结构，其特征在于，所述转位部件还包括位于所述上三角板上侧的刚性压盖、刚性垫片、绝缘垫片、带肩销轴、绝缘法兰以及双锁紧螺母；
3.如权利要求2所述的球盘对磨配对副结构，其特征在于，所述转位部件还包括双角接触球轴承、轴承端盖、卡环以及角接触球轴承；
4.如权利要求3所述的球盘对磨配对副结构，其特征在于，所述主轴设置有位于所述上三角板上侧的轴肩；所述刚性垫片的底端面抵接于所述轴肩上。
5.如权利要求4所述的球盘对磨配对副结构，其特征在于，所述转位部件还包括旋转台底座、柔性压盖、锁紧螺母以及传动机构；
6.如权利要求5所述的球盘对磨配对副结构，其特征在于，所述传动机构为带传动机构，并包括主动皮带轮、从动皮带轮以及皮带；
7.如权利要求1-6中任意一项所述的球盘对磨配对副结构，其特征在于，所述减振弹簧片采用厚度为0.1mm的软钢材料制成。
8.如权利要求1-6中任意一项所述的球
9.一种如权利要求1-8中任意一项所述的球盘对磨配对副结构的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.如权利要求9所述的试验方法，其特征在于，在通过第一电机驱动直线模组带动试验件向上移动时，将碳刷和电导线分别连接电源的两极，使电流只通过摩擦盘和试验件。
...【技术特征摘要】
1.一种稳定加载的球盘对磨配对副结构，其特征在于，包括隔振平台、加载部件、转位部件和控制单元；
2.如权利要求1所述的球盘对磨配对副结构，其特征在于，所述转位部件还包括位于所述上三角板上侧的刚性压盖、刚性垫片、绝缘垫片、带肩销轴、绝缘法兰以及双锁紧螺母；
3.如权利要求2所述的球盘对磨配对副结构，其特征在于，所述转位部件还包括双角接触球轴承、轴承端盖、卡环以及角接触球轴承；
4.如权利要求3所述的球盘对磨配对副结构，其特征在于，所述主轴设置有位于所述上三角板上侧的轴肩；所述刚性垫片的底端面抵接于所述轴肩上。
5.如权利要求4所述的球盘对磨配对副结构，其特征在于，所述转位部件还包括旋转台底座、柔性压盖、锁紧螺母以及传动机构；
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