專利名稱：一種適用于滑動摩擦磨損試驗的萬向自適應夾具的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種萬向自適應夾具，具體地，涉及一種用于機械工程領域滑動摩擦磨損試驗的萬向自適應夾具。
背景技術：
摩擦磨損試驗是評價金屬材料耐磨性能的重要試驗手段，摩擦磨損試驗通常在專業的多功能摩擦磨損試驗機上進行。摩擦磨損試驗機不僅可以模擬多種工況，如不同溫度、濕度、載荷、運動速度及潤滑條件下的摩擦磨損，而且能夠提供滑動、滾動、滾滑、直線往復等多種運動形式及點、線、面等多種摩擦副接觸方式。其中，面-面接觸是一種常用的摩擦副接觸方式，可以用來模擬滑動軸承與軸、導軌與滑塊、氣缸與活塞等多種摩擦副。然而，在面-面接觸形式的摩擦磨損試驗中，往往存在兩個摩擦面不能始終緊密接觸的問題，該問題在兩個摩擦面接觸面積較大的情況下尤為突出，這將導致測量結果無法真實反映兩摩擦面的實際摩擦磨損狀態，直接影響測量結果的準確性。為了解決這個問題，通常采用的方法是，試驗前人工安裝調整試樣，使兩摩擦面盡量平行，之后進行一段時間的跑合，確保兩摩擦面的平行度。這種方法一方面需要較長的安裝和跑合時間，受人為因素影響大，另一方面在跑合時會破壞摩擦表面的初始狀態，增大其粗糙度，同時，跑合時產生的磨粒還將在摩擦磨損試驗中造成磨粒磨損。針對以上現狀，有必要發明一種解決面-面接觸問題的萬向自適應夾具，保證兩摩擦表面在摩擦磨損過程中始終具有良好的平行度。經過對現有技術的檢索，中國專利號為200920298882. 9，名稱為一種滑動摩擦試驗自適應夾頭的實用新型專利提供了一種自適應夾頭。該夾頭主要由傳動軸、球缺和夾持套組成。傳動軸與夾持套通過螺紋固定連接，夾持套下端向內傾斜從而對球缺起到夾持作用，球缺的上端與傳動軸弧面接觸，下端通過螺紋孔與試樣相固定，由于球缺可以在夾持套內實現任意方向的微動，從而保證了面-面接觸摩擦副的全面接觸。該實用新型專利的夾頭雖然能實現摩擦面的萬向調節，但在摩擦磨損過程中，球缺連同上試樣一起很可能在水平方向發生自轉，這將給摩擦磨損試驗帶來不確定的附加磨損，直接影響試驗測試結果。
發明內容
針對現有技術中的不足，本發明的目的是提供一種適用于滑動摩擦磨損試驗的萬向自適應夾具，在滑動摩擦磨損試驗中既能始終保證良好的面-面接觸，又能防止上試樣繞傳力軸發生水平自轉。本發明所采用的技術方案如下
一種適用于滑動摩擦磨損試驗的萬向自適應夾具，包括傳力軸、定位銷、鋼球、上試樣，其中，傳力軸的上端與摩擦磨損試驗機固定連接，用于將摩擦磨損試驗機施加的載荷通過鋼球傳遞給上試樣，并將試驗中的摩擦力傳遞給安裝在傳力軸上方的力傳感器；定位銷與傳力軸過盈配合，并與上試樣間隙配合，一方面可以防止上試樣在滑動摩擦磨損試驗中繞傳力軸發生水平自轉，另一方面又能保證上試樣有足夠的空間進行微量萬向調節；鋼球置于傳力軸與上試樣之間，與傳力軸和上試樣間均通過弧面接觸，用于實現上試樣在滑動摩擦磨損試驗中的萬向調節，從而保證上試樣與下試樣之間的面-面接觸。所述上試樣的下表面具有很高的平面度，且下表面可根據需要加工成不同的尺寸。所述上試樣上開有儲油孔，用于儲存潤滑油，保證鋼球的靈活轉動。本發明的萬向自適應夾具，為滑動摩擦磨損試驗提供了一種能始終保持面-面接觸的自適應夾具。與現有技術相比，本發明具有能夠防止上試樣發生水平自轉、可靠性高、結構簡單和造價低廉的優點。
圖I為本發明適用于滑動摩擦磨損試驗的萬向自適應夾具二維結構示意 圖2為本發明適用于滑動摩擦磨損試驗的萬向自適應夾具三維結構示意圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。圖I所示，一種適用于滑動摩擦磨損試驗的萬向自適應夾具，包括傳力軸I、定位銷2、鋼球3、上試樣4和儲油孔5。傳力軸I的上端與摩擦磨損試驗機固定連接，用于將摩擦磨損試驗機施加的載荷通過鋼球3傳遞給上試樣4，并將滑動摩擦中的摩擦力傳遞給安裝在傳力軸I上方的力傳感器。定位銷2與傳力軸I過盈配合，并與上試樣4間隙配合，一方面可以防止上試樣4在滑動摩擦磨損試驗中繞傳力軸I發生水平自轉，另一方面，又能保證上試樣4有足夠的空間進行微量萬向調節。鋼球3置于傳力軸I與上試樣4之間，與傳力軸I和上試樣4間均通過弧面接觸，用于實現上試樣4在滑動摩擦磨損試驗中的萬向調節，從而保證上試樣4與下試樣之間的面-面接觸。上試樣4的下表面具有很高的平面度，且下表面可根據需要加工成不同的尺寸。上試樣4上開有儲油孔5，用于儲存潤滑油，保證鋼球3的靈活轉動。以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要指出的是，本發明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發明的實質內容。
權利要求
1.一種適用于滑動摩擦磨損試驗的萬向自適應夾具，其特征在于，包括傳力軸、定位銷、鋼球和上試樣，其中，所述傳力軸的上端與摩擦磨損試驗機固定連接，用于將摩擦磨損試驗機施加的載荷通過鋼球傳遞給上試樣，并將試驗中的摩擦力傳遞給安裝在傳力軸上方的力傳感器；所述定位銷與傳力軸過盈配合，并與上試樣間隙配合，一方面可以防止上試樣在滑動摩擦磨損試驗中繞傳力軸發生水平自轉，另一方面又能保證上試樣有足夠的空間進行微量萬向調節；所述鋼球置于傳力軸與上試樣之間，與傳力軸和上試樣間均通過弧面接觸，用于實現上試樣在滑動摩擦磨損試驗中的萬向調節，從而保證上試樣與下試樣之間的面-面接觸。
2.根據權利要求I所述的適用于滑動摩擦磨損試驗的萬向自適應夾具，其特征在于，所述上試樣的下表面具有很高的平面度，且下表面可根據需要加工成不同的尺寸。
3.根據權利要求I所述的適用于滑動摩擦磨損試驗的萬向自適應夾具，其特征在于，所述上試樣上開有儲油孔，用于儲存潤滑油，保證鋼球的靈活轉動。
全文摘要
本發明提供一種適用于滑動摩擦磨損試驗的萬向自適應夾具，包括傳力軸、定位銷、鋼球和上試樣，其中，傳力軸的上端與摩擦磨損試驗機固定連接；定位銷與傳力軸過盈配合，并與上試樣間隙配合，一方面可以防止上試樣在滑動摩擦磨損試驗中繞傳力軸發生水平自轉，另一方面又能保證上試樣有足夠的空間進行微量萬向調節；鋼球置于傳力軸與上試樣之間，用于實現上試樣在滑動摩擦磨損試驗中的萬向調節；上試樣上開有儲油孔，用于儲存潤滑油，保證鋼球的靈活轉動。本發明為滑動摩擦磨損試驗提供了一種能始終保持面-面接觸的萬向自適應夾具，具有可靠性高、結構簡單和造價低廉的特點。
文檔編號G01N3/04GK102980802SQ20121046235
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月16日 優先權日2012年11月16日
發明者姚振強, 李康妹, 徐正松, 胡永祥 申請人:上海交通大學