專利名稱：一種鍍層摩擦磨損性能測試儀的制作方法
技術領域：
本發明涉及一 種機件性能測試儀器，具體為一種鍍層摩擦磨損性能測試儀。
背景技術：
疲勞、磨損和腐蝕是工程材料的主要失效形式，這三種失效形式又都與材料的表 面狀態密切相關。各種機械零件和工件模具的磨損主要取決于材料的表面特性，于是材料 的表面改性技術應運而生，目前，材料的表面改性技術已經廣泛地應用于工業、農業、國防 等諸多領域，鍍層工藝作為一種材料表面改性的方法，因其可有效的改變材料表面的性質 (物理、化學性質)，從而提高工件表面的各項性能，如提高工件表面的硬度和耐磨性、提高 工件表面的耐蝕、耐高溫性，進而延長工件的使用壽命，而引起了人們的廣泛關注。到目前為止，利用各種離子鍍工藝，如多弧離子鍍、磁控濺射離子鍍，人們已經研 發出了多種鍍層產品，其在模具、工具和裝飾等方面的應用，已經產生了巨大的經濟效益和 社會效益。而對于鍍層產品來說，尤其是耐磨鍍層，其摩擦磨損的性能就是它最重要的指 標，于是對鍍層摩擦磨損性能的檢測就成為衡量耐磨鍍層產品優劣的最主要的方法。目前市場上現存的摩擦磨損測試機的測試對象主要針對的是塊體材料，很少有專 門針對鍍層產品的，并且市場上現存的摩擦磨損測試機普遍具有體積大、載荷大、測量精度 不高、運行不夠穩定等缺點，而對于鍍層摩擦磨損性能的檢測則需要一種小型化、載荷小、 測量精度高、穩定性好的檢測設備。因而，現有技術還有待于改進和提高。
發明內容
本發明的目的在于提供一種小型化、載荷小、測量精度高、穩定性好的鍍層摩擦磨 損性能檢測設備。本發明的技術方案包括—種鍍層摩擦磨損性能測試儀，其中，包括旋轉測試臺用于放置、加固、并旋轉被測樣品；加載摩擦梁用于在被測樣品表面設置摩擦鋼珠并施加適當壓力，以產生摩擦軌 跡；摩擦檢測器用于測量摩擦力、產生摩擦力信號輸入計算機；機架用于安裝并支撐各部件。所述的鍍層摩擦磨損性能測試儀，其中，所述的旋轉測試臺包括測試臺、測試臺上 蓋及固定螺釘、滑塊、旋轉半徑調節旋鈕、旋轉半徑固定螺栓、馬達；所述測試臺上放置被測樣品，測試臺上蓋置于被測樣品上，由固定螺釘將測試臺 上蓋固定在測試臺上；所述馬達與測試臺旋轉臺機械傳動連接；所述測試臺固定在滑塊上；所述滑塊由旋轉半徑固定螺栓固定在機架上；調整旋轉半徑調節旋鈕可使滑塊沿加載梁長度方向移動，調整摩擦軌跡半徑的大小。 所述的鍍層摩擦磨損性能測試儀，其中，所述測試臺設有轉速調整旋鈕，調整轉速 范圍為ι轉/分鐘到2000轉/分鐘。所述的鍍層摩擦磨損性能測試儀，其中，所述旋轉半徑調節旋鈕的調節測試旋轉 半徑范圍為3毫米到10毫米。所述的鍍層摩擦磨損性能測試儀，其中，所述的加載摩擦梁包括加載梁、加載梁平 衡砝碼、摩擦副夾具、砝碼托盤、砝碼；所述的加載梁設置在加載梁支架上，加載梁的加載端頂部設有砝碼托盤，其另一 端設有加載梁平衡砝碼；所述摩擦副夾具設置在加載梁上。所述的鍍層摩擦磨損性能測試儀，其中，所述的摩擦副夾具下部端頭設有摩擦鋼 珠，摩擦鋼珠與被測樣品表面相接觸。所述的鍍層摩擦磨損性能測試儀，其中，所述的砝碼托盤內放置砝碼；砝碼的重量 范圍從20g至3000g,精度0. Igo所述的鍍層摩擦磨損性能測試儀，其中，所述的摩擦檢測器包括摩擦力測力銷、摩 擦力傳感器；所述摩擦力測力銷與摩擦力傳感器之間由電信號相連接；所述的摩擦力測力銷靠近加載梁的側壁；所述的摩擦力傳感器與計算機之間數據信號相連接。所述的鍍層摩擦磨損性能測試儀，其中，所述的機架包括機架座、加載梁支架、檢 測支架。本發明產生的技術效果是本發明通過旋轉測試臺、加載摩擦梁、摩擦測試器結構 形式，可獲得測試樣品的摩擦軌跡和摩擦力數據，并結合加載梁壓力和測試臺轉速等數據 參數，計算得到鍍層樣品的表面摩擦磨損性能準確數據。并具有體積小、載荷小、測量精度 高、穩定性好的優點。
圖1為本發明鍍層摩擦磨損性能測試儀的結構示意圖主視圖；圖2為本發明鍍層摩擦磨損性能測試儀的結構示意圖側視圖；圖3為本發明被測樣品上的鋼珠與樣品表面摩擦軌跡示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖實施例，說明本發明的結構原理如下如圖1、圖2所示，本發明鍍層摩擦磨損性能測試儀結構由旋轉測試臺、加載摩擦 梁、摩擦檢測器和機架四大部分組成。其中，旋轉測試臺用于放置、加固、并旋轉被測樣品； 加載摩擦梁用于在被測樣品表面設置摩擦鋼珠并施加適當壓力，以產生摩擦軌跡；摩擦 檢測器用于測量摩擦力、產生摩擦力信號輸入計算機；機架用于安裝并支撐各部件。以 下對各部分結構特征分別進行描述一、旋轉測試臺
如圖1所示，旋轉測試臺包括測試臺10、測試臺上蓋11及固定螺釘11a、滑塊13、 旋轉半徑調節旋鈕13b、旋轉半徑固定螺栓13a、馬達12。 測試臺10上放置被測樣品5，測試臺上蓋11置于被測樣品5上，由固定螺釘Ila 將測試臺上蓋11固定在測試臺10上，將被測樣品5牢固夾緊在測試臺10上。馬達12與測試臺10機械傳動連接，帶動測試臺10旋轉運行。測試臺10固定在滑塊13上；滑塊13由旋轉半徑固定螺栓13a固定在機架4上。調整旋轉半徑調節旋鈕13b可使滑塊13沿加載梁20的長度方向移動，以調整摩 擦軌跡(如圖3中c所示)半徑的大小；測試可選的旋轉半徑范圍從3毫米到10毫米；測 試臺設有轉速調整旋鈕12a以調整馬達轉速，調整轉速范圍為1轉/分鐘到2000轉/分鐘。本發明測試臺所適用的測試樣品5的材料厚度為1毫米至12毫米。二、加載摩擦梁如圖1所示，加載摩擦梁包括加載梁20、加載梁平衡砝碼23、摩擦副夾具21、砝碼 托盤22、砝碼22a。加載梁20設置在加載梁支架41上，加載梁20的加載端頂部設有砝碼托盤22，其 另一端設有加載梁平衡砝碼23，平衡砝碼23用以調整砝碼托盤22無砝碼時加載梁20處于 平衡狀態。摩擦副夾具21設置在加載梁20上，處于加載梁支架41中線至砝碼托盤22牽引 線間二分之一處的加載梁20位置處。摩擦副夾具21下部端頭設有摩擦鋼珠21a，摩擦鋼珠直徑可選擇在4至6毫米。 摩擦鋼珠21a與被測樣品5表面相接觸。砝碼托盤22內放置砝碼22a ；砝碼的重量范圍從20g至3000g，精度0. lg。三、摩擦檢測器如圖2所示，摩擦檢測器包括摩擦力測力銷31、摩擦力傳感器32。摩擦力傳感器32設置在檢測架42上，摩擦力測力銷31設置在摩擦力傳感器32 上；摩擦力測力銷31與摩擦力傳感器32間電信號相連接；摩擦力測力銷31靠近加載梁20 的側壁；摩擦力傳感器32與計算機間數據信號相連接。四、機架如圖1、圖2所示，機架4包括機架座40、加載梁支架41、檢測架42。本發明被測樣品上的鋼珠21a與樣品5表面摩擦軌跡如圖3所示，圖中c為摩擦 軌跡，d為鋼珠21a在被測樣品5表面的施力點。測試時被測樣品5夾在測試臺10與測試 臺上蓋11之間。本發明的工作原理如下1、設定旋轉測試臺轉速通過調整轉速調整旋鈕12a，設定旋轉測試臺轉速。2、設定摩擦軌跡半徑調整旋轉半徑調節旋鈕13a，使得滑塊13沿加載梁20長度 方向運動，調整摩擦軌跡半徑的大小。3、設定鋼珠壓力通過在砝碼托盤22內放置砝碼22a設定加載重量，鋼珠壓力重 量是砝碼總重量的2倍。4、測試摩擦力的大小通過摩擦力測力銷31測得鋼珠與樣品表面摩擦力，并由摩 擦力傳感器32將摩擦數據信號傳送到計算機。
根據以上四個數據摩擦力、鋼珠壓力、摩擦軌跡半徑、測試臺轉速，計算出測試樣 品表面摩擦磨損性能。本發明鍍層磨擦磨損性能測試儀的使用和工作過程如下首先調整加載梁平衡砝碼使加載梁保持水平狀態。按所選擇的摩擦軌跡半徑，調整旋轉半徑調節旋鈕13a，使得滑塊13沿加載梁長 度方向運動，通過旋轉半徑調節旋鈕上的刻度來控制摩擦軌跡半徑的大小。
將所選擇的砝碼22a放置在砝碼托盤22上，使得摩擦副夾具21中的鋼球21a壓 在試樣5的表面上。在馬達12控制面板轉速調整旋鈕12a上選擇所需要的轉速，最后開動馬達12。在實際測試之前要校準摩擦力傳感器32的輸出信號。如圖1所示，砝碼托盤22到加載梁支架41中線的距離是摩擦副夾具21到加載梁 支架41中線距離的2倍，所以根據杠桿原理，鋼球壓在試樣5上的力為砝碼重力的2倍，由 此結合計算機收集的摩擦力信號就可計算出試驗過程的連續摩擦系數數據。綜上所述，本發明鍍層磨擦磨損性能測試儀，通過旋轉測試臺、加載摩擦梁、摩擦 測試器結構，獲得測試樣品的摩擦軌跡和摩擦力數據，結合壓力和轉速等數據參數，計算得 到鍍層樣品的表面摩擦磨損性能準確數據，實現了本發明的目的。應當理解的是，上述針對具體實施例的描述較為詳細，并不能因此而認為是對本 發明專利保護范圍的限制，本發明的專利保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.一種鍍層摩擦磨損性能測試儀，其特征在于，包括 旋轉測試臺用于放置、加固、并旋轉被測樣品；加載摩擦梁用于在被測樣品表面設置摩擦鋼珠并施加適當壓力，以產生摩擦軌跡； 摩擦檢測器用于測量摩擦力、產生摩擦力信號輸入計算機； 機架用于安裝并支撐各部件。
2.根據權利要求1所述的鍍層摩擦磨損性能測試儀，其特征在于，所述的旋轉測試臺 包括測試臺、測試臺上蓋及固定螺釘、滑塊、旋轉半徑調節旋鈕、旋轉半徑固定螺栓、馬達；所述測試臺上放置被測樣品，測試臺上蓋置于被測樣品上，由固定螺釘將測試臺上蓋 固定在測試臺上；所述馬達與測試臺旋轉臺機械傳動連接；所述測試臺固定在滑塊上；所述滑塊由旋轉半徑固定螺栓固定在機架上； 調整旋轉半徑調節旋鈕可使滑塊沿加載梁長度方向移動，調整摩擦軌跡半徑的大小。
3.根據權利要求2所述的鍍層摩擦磨損性能測試儀，其特征在于，所述測試臺設有轉 速調整旋鈕，調整轉速范圍為1轉/分鐘到2000轉/分鐘。
4.根據權利要求2所述的鍍層摩擦磨損性能測試儀，其特征在于，所述旋轉半徑調節 旋鈕的調節測試旋轉半徑范圍為3毫米到10毫米。
5.根據權利要求1所述的鍍層摩擦磨損性能測試儀，其特征在于，所述的加載摩擦梁 包括加載梁、加載梁平衡砝碼、摩擦副夾具、砝碼托盤、砝碼；所述的加載梁設置在加載梁支架上，加載梁的加載端頂部設有砝碼托盤，其另一端設 有加載梁平衡砝碼；所述摩擦副夾具設置在加載梁上。
6.根據權利要求5所述的鍍層摩擦磨損性能測試儀，其特征在于，所述的摩擦副夾具 下部端頭設有摩擦鋼珠，摩擦鋼珠與被測樣品表面相接觸。
7.根據權利要求5所述的鍍層摩擦磨損性能測試儀，其特征在于，所述的砝碼托盤內 放置砝碼；砝碼的重量范圍從20g至3000g，精度0. lg。
8.根據權利要求1所述的鍍層摩擦磨損性能測試儀，其特征在于，所述的摩擦檢測器 包括摩擦力測力銷、摩擦力傳感器；所述摩擦力測力銷與摩擦力傳感器之間由電信號相連接； 所述的摩擦力測力銷靠近加載梁的側壁； 所述的摩擦力傳感器與計算機之間數據信號相連接。
9.根據權利要求1所述的鍍層摩擦磨損性能測試儀，其特征在于，所述的機架包括機 架座、加載梁支架、檢測支架。
全文摘要
本發明公開了一種鍍層摩擦磨損性能測試儀，結構包括旋轉測試臺、加載摩擦梁、摩擦檢測器、機架。本發明通過旋轉測試臺、加載摩擦梁、摩擦測試器結構，獲得測試樣品的摩擦軌跡和摩擦力數據，結合壓力和轉速等數據參數，計算得到鍍層樣品的表面摩擦磨損性能準確數據。具有體積小、載荷小、測量精度高、穩定性好的優點，特別適合用于鍍層產品摩擦磨損性能的檢測。
文檔編號G01N3/56GK102128758SQ20101055198
公開日2011年7月20日 申請日期2010年11月19日 優先權日2010年11月19日
發明者文曉斌 申請人:深圳金邁克精密科技有限公司